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Le site de Soultz-sous-Forêts est le seul pilote scientifique au monde qui produit de l’électricité sur la base de la technologie EGS (Enhanced Geothermal System) (Bas-Rhin, 2005). © BRGM

Géothermie profonde : le site de Soultz-sous-Forêts en phase de production durable

15.07.2012
La géothermie des roches profondes naturellement fracturées pourrait être l’une des réponses au défi planétaire du développement des énergies non polluantes et renouvelables. Le réalisme de cette forme de géothermie est montré par les résultats et les enseignements du pilote scientifique de Soultz-sous-Forêts (Alsace), en phase de production électrique depuis l’automne 2010 (une première mondiale).

Les installations géothermiques de surface du pilote scientifique de Soultz-sous-Forêts (Alsace), unique au monde et dont les prémices remontent à une trentaine d’années, ont déjà à leur actif plus d’un an de production en continu et un raccordement au réseau électrique consécutif à la fixation du nouveau prix d’achat de l’électricité en juillet 2010.

Un pilote unique au monde pour la géothermie profonde

Ce pilote, qui puise de la chaleur (jusqu’à 200 °C) entre 4 500 et 5 000 mètres de profondeur, fonctionne selon le principe d’un cycle binaire (ORC : Organic Rankine Cycle) : le fluide chaud qui arrive en tête de puits circule dans une boucle fermée et passe dans un échangeur qui transfère ses calories vers un autre fluide organique aux propriétés thermodynamiques plus performantes permettant de faire fonctionner une turbine.

Prochain objectif : déterminer la pérennité de l’exploitation de Soultz-sous-Forêts

Après avoir contribué aux travaux scientifiques sur la stimulation des puits en vue du développement du site, parallèlement à son exploitation par le GEIE (Groupement européen d’intérêt économique) Exploitation minière de la chaleur (Heat Mining), le BRGM poursuit désormais des travaux financés par l’ADEME portant sur la pérennité de cette exploitation. L’enjeu est de déterminer les chemins de circulation entre les puits (par la mise au point de tests de traçage et la modélisation des circulations) et de comprendre leur évolution au cours de l’exploitation.

Le site de Soultz-sous-Forêts est le seul pilote scientifique au monde qui produit de l’électricité sur la base de la technologie EGS (Enhanced Geothermal System) (Bas-Rhin, 2005). © BRGM

Des travaux scientifiques expérimentaux fondamentaux

Les travaux menés à l’échelle du site de Soultz s’accompagnent de travaux scientifiques expérimentaux plus fondamentaux visant à comprendre le rôle des interactions entre le fluide transportant les calories et le milieu rocheux, notamment en termes d’évolution de la perméabilité du réseau de fractures souterrain. Une cellule permettant d’étudier des couplages thermo-hydro-mécaniques et chimiques a été spécialement construite et mise en service dans le laboratoire de géomécanique d’ANTEA à Orléans.

Premières retombées : de nouveaux projets géothermiques

Les retombées de la technologie mise en oeuvre à Soultz sont d’ores et déjà visibles, avec l’apparition de nouveaux projets géothermiques d’exploitation industrielle de la chaleur pour un usage direct et des projets de cogénération chaleur/ électricité.

"Le projet de Soultz a montré que le site pouvait produire de l’électricité, être raccordé au réseau et fonctionner en continu"

Sylvie Gentier, correspondante scientifique de la division Géothermie du BRGM, revient sur les résultats du projet et anticipe ses retombées.

Sylvie Gentier

"L’objectif de ce projet d’exploitation de la géothermie profonde par la technologie des systèmes géothermiques stimulés (EGS) était de démontrer la faisabilité du concept, puis de montrer que le site pouvait produire de l’électricité, être raccordé au réseau et fonctionner en continu.

Il s’agit maintenant de déterminer combien de temps ce genre d’installation peut tourner et de voir quels problèmes peuvent survenir en phase d’exploitation. À partir du moment où il aura été montré que ce site peut fonctionner dans la durée, d’autres exploitations pourront être envisagées ailleurs en vue d’une production d’électricité plus massive.

En parallèle, grâce aux progrès réalisés sur les performances des échangeurs thermiques et des cycles thermodynamiques, il est désormais possible de produire de l’électricité à une température inférieure à 200°C. Les différents acquis permettent d’envisager le développement de systèmes de production en cogénération, moins profonds que le pilote de Soultz, pouvant en outre répondre à des besoins de chaleur locaux, notamment industriels. Ces applications plus décentralisées pourraient être envisagées d’ici 5 à 10 ans.

Enfin, la compréhension du milieu souterrain où les fluides chauds circulent à Soultz nous permet d’envisager de minimiser l’aléa géologique qui reste un point critique de ce genre d’exploitation, donc d’exploiter de futurs sites à partir de forages mieux ciblés et d’en diminuer ainsi le coût".

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34