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Caractérisation des réservoirs géothermiques profonds en contexte de fossé d’effondrement: Projets REFLET et TEMPERER

Pierre-Clément Damy et Sandrine Ortet (Fonroche Géothermie)


1- Le projet REFLET


Sujet de RechercheMéthodologie pour la construction d’un modèle conceptuel de REservoir géothermique de type FailLe dans un contexte de fossé d’EffondremenT (France)

Sites d’études

PER de Strasbourg, PER de Val de Drôme et PER Riom-Clermont-Ferrand

Leader et consortium

Budget

7.2 M€

Durée

09/2015-03/2020

Contact

Pierre-Clément DAMY

[email protected]

mailto:[email protected]


1- Le projet REFLET


Objectifs

REFLET vise à définir une méthodologie pour réaliser des modèles conceptuels de réservoir géothermique en zone de faille dans un contextede fossé d’effondrement. L’objectif est d’améliorer les rendements d’exploitations géothermiques à partir de l’optimisation des trajectoires deforage.Des modèles conceptuels de réservoirs géothermiques sont réalisés et améliorés par itération avec les données issues des acquisitionseffectuées sur les différents sites .

La finalité du projet est la réalisation d'un guide méthodologique permettant d'améliorer les méthodes existantes de caractérisation, demodélisation et de production des réservoirs géothermiques dans les zones de faille.


1- Le projet REFLET


Evolution du projet

Suite à des contraintes administratives et problématiques rencontrées lors du forage VDH GT1, le projet REFLET a évolué:

1/ Etant donné que les forages sur les PER de Val de Drome et Riom-Clermont ne pouvaient être intégrés au calendrier du projet, le sited’Hurtigheim a été ajouté pour garder l’aspect itératif dans la réalisation des modèles conceptuels et des préconisations de trajectoires.

2/ Le critère mécanique a été ajouté suite à l’expérience de Vendenheim (VDH GT1) qui a mis en avant l’importance des aspects« stabilité de puits » dans le choix de la trajectoire et de la cible géothermale à privilégier.Les livrables de préconisation de trajectoires « idéales » délivrés dans REFLET sont le résultat d’un triptyque permettant :• d’optimiser la connectivité au réservoir (critère hydraulique),• l’atteinte de la température cible (critère thermique)• tout en assurant l’intégrité du puits lors du forage (critère mécanique)

Source :http://maps.geopotenziale.eu

HRT

VDH


2- Le projet TEMPERER


Sujet de Recherche

Utilisation de TEchniques de sisMiques Passives pour la mise en Exploitation, le suivi et l’Evaluation du comportement dynamique d’un REservoir géotheRmique profond

Sites d’études

PER de Strasbourg et PER Riom-Clermont-Ferrand

Leader et consortium

Budget

3.1 M€

Durée

09/2015-03/2020

Contact

Sandrine ORTET

[email protected]

mailto:[email protected]


2- Le projet TEMPERER


Objectifs

TEMPERER a pour objectif, sur la base d’un projet pilote, d’étudier le comportementhydromécanique d’un réservoir géothermique face aux sollicitations anthropiques(mécaniques, thermiques et hydrauliques), nécessaires à son développement et sonexploitation, à travers l’analyse des données de sismicité passive enregistrées àdifférents stades du projet.

La méthodologie ainsi mise en place vise à prédire le comportement du réservoir afin:-De sécuriser sa mise en exploitation-D’optimiser sa production à long terme-De rassurer le public vis-à-vis du risque de sismicité induite.

La méthodologie s’attache à être reproductible dans différents contextes géologiqueset constituera un outil nécessaire au développement industriel de tout projet degéothermie profonde en zones de failles en France et dans le monde.

Source: Blaisonneau et al. 2015; Gentier et al. 2011; Guillon et al. 2014; Guillon et al. 2016


3- Vendenheim – Terrain de jeu de

REFLET et TEMPERER


Les travaux de prospection géophysique

Mai – Juin 2015: Acquisition de données de sismique réflexion

100 km répartis en 7 lignes 2D sur 28 communes

Objectif : Préciser le modèle structural et la profondeur de la cible du site de Vendenheim



REFLET et TEMPERER


Les travaux de prospection géophysique

Septembre 2015: Acquisition de données aéromagnétiques

4 983 km de lignes parcourus en hélicoptère entre 300 et 500 m au dessus du sol

Objectif : Aider à la construction d’un schéma structural 3D en complément des lignes sismiques 2D et améliorer la connaissance sur la nature du socle.



REFLET et TEMPERER


Les travaux de prospection géologique sur analogue

Travaux de thèse de Lionel Bertrand réalisés entre 2014 et 2017 (collaboration Fonroche Géothermie-Université de Lorraine): « Etude des réservoirs géothermiques développés dans le socle et à l’interface avec les formations sédimentaires »



REFLET et TEMPERER


La cible géothermique de Vendenheim

Source :http://maps.geopotenziale.eu



REFLET et TEMPERER


Mise en place d’un réseau de surveillance de la sismicité locale et régionale:

Eté 2016: Mise en place du réseau de surveillance permanent en surfaceEté 2017: Amélioration du réseau permanent pour répondre aux objectifs TEMPEREREté 2018 et Hiver 2019: Mise en place des stations temporaires du BRGM

Réseau permanent: 5 stations (2 en surface, 3 à 100m de profondeur) + 1 GPS-corner cubeRéseau temporaire: 10 stations en surface

Objectif: Suivi de la sismicité au cours des différentes phases du projet

Exemple de station permanente

Exemple de station temporaire



REFLET et TEMPERER


VDH GT1Début forage – mi juin 2017Fin forage – février 2018Test et stimulation : mars 2018

VDH GT2Début forage – mi aout 2018Fin forage – février 2019Test et stimulation : mars 2019

-> Tests de circulation et traçage à venir



REFLET et TEMPERER


Objectif d’exploitation :

Température : 200 °CDébit : 450 m3/hDurée d’exploitation : >50 ansMise en service de la centrale: Avril 2020

Puissance primaire : 60 MW thCo génération électricité et chaleur

Schéma d’une exploitation géothermique profonde (ADEME, 2012)

Schéma de principe du procédé de cogénération géothermique (Fonroche)


Conclusions


Le caractère de recherche appliquée interactif avec l’opérationnel des projets REFLET et TEMPERER à travers le pilote de Vendenheim a permis:

- D’améliorer la précision de la cible géothermale d’un point de vue thermique, hydraulique et mécanique , afin d’optimiser les objectifs de débits, de températures d’exploitation estimées et de mieux appréhender les risques de forage associés sur VDH GT2

- De maitriser le risque de sismicité induite par la mise en place de procédure prédictive adaptée et ainsi de rassurer le public. Il contribue donc favorablement à l’acceptabilité sociétale des projets.

Le projet d’Hurtigheim (67) à venir à l’été 2019 permettra d’itérer avec la conceptualisation de réservoirgéothermique mise en place et de proposer un guide méthodologique de caractérisation, demodélisation, et de production des réservoirs géothermiques dans les zones de faille basé sur l’expériencedu fossé rhénan. Les procédures de maitrise du risque sismique réalisées pourront également êtrevalidées.

Le pilote de Vendenheim sert également de terrain de jeu au projet GEOFAST afin de tester un nouvel outilde forage par percussion dans les formations de socle. Les travaux de forage alimenteront également endonnées « sous sol » les projets DONUTS, THERMA’LI , Carphymcheau et GEOPUMP.



MERCI DE VOTRE ATTENTION

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