Enjeux
Avec l’expérience acquise depuis plus de 40 ans, le Fossé rhénan est le site parfait pour les débats entre la communauté académique, l’industrie et les décideurs politiques locaux qui travaillent étroitement à faire de la géothermie une énergie locale, économiquement viable et socialement partagée. De récents échecs en exploration géothermique dans ce fossé, ayant diminué l’enthousiasme économique et l’acceptation sociale, confirment que davantage de travaux de recherche et d’innovation sont nécessaires. Il est indispensable de mieux évaluer les risques, de comprendre les processus liés à l’exploitation minière de la chaleur, et de caractériser et modéliser les systèmes géothermiques pour mieux estimer, sécuriser leur potentiel, et implanter les futurs sites de production d’électricité. Ces échecs montrent aussi que le développement de la géothermie a besoin de mieux associer la recherche académique aux applications industrielles.
Carte des projets de géothermie profonde dans le Fossé rhénan supérieur, d’après Dalmais et al. (2021) - Revue Géologues Septembre 2021
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Objectifs
Ce projet vise principalement à :
- Caractériser les hétérogénéités spatiales des réservoirs du Fossé Rhénan, et identifier de nouveaux réservoirs ;
- Obtenir une imagerie aussi précise que possible de la circulation des fluides en profondeur à partir de la cartographie, de la caractérisation et de la modélisation des réservoirs, en utilisant les données existantes, afin de déterminer les zones les plus favorables au développement de la production géothermique et d'optimiser l'exploitation des ressources associées (chaleur, électricité, lithium, hydrogène...) ;
- Produire un nouveau cadre d’utilisation du sous-sol à partir du démonstrateur de Strasbourg, et proposer une approche de « Recherche et Innovation Responsable » pour le développement industriel de la géothermie profonde.
En matière de méthodologie, une stratégie innovante et ambitieuse en deux volets est proposée dans le workpackage transversal WP0 (Gestion de projet). D’abord, une approche à faible risque permettra d’identifier les séries de données importantes qui viendront alimenter les trois workpackages pour répondre à leurs objectifs. En parallèle, une seconde approche plus ambitieuse, consistera à identifier les données critiques manquantes, qui pourraient être acquises en réalisant de nouveaux forages scientifiques profonds sur des zones spécifiques du fossé. Un cahier des charges pour réaliser ces forages sera ensuite élaboré et proposé à l’International Continental Scientific Drilling Program (ICDP).
Ce projet est aussi associé à d’autres projets ciblés du PEPR Sous-sol, bien commun (DyMod, TAEF, Terre numérique, LCA-SUB, VERTIQUAL, JPEC), à d’autres PEPR : Risques (IRIMA), OneWater,… et à des projets existants impliquant des équipes de ce projet. La collaboration étroite entre les différents partenaires géo-scientifiques et des sciences sociales de ce projet permet de lui faire bénéficier du savoir-faire d’experts dans un large spectre de compétences.
Résultats attendus
Ce projet bénéficiera du retour de plusieurs expériences qui lui permettront de recommander des bonnes pratiques. Afin d’atteindre une maturation industrielle, il doit s’attacher à fiabiliser la performance des sites d’exploitation en termes de sécurisation de l’efficacité des forages, notamment au niveau de leur localisation, leur profondeur et des débits de production, et du bon fonctionnement de la boucle géothermique à court-moyen-long terme. Le risque de sismicité induite devra être obligatoirement rendu hors de nuisance.
Les connaissances issues du projet pourront être transférées à d’autres fossés d’effondrement, qui sont bien répandus en Europe de l’Ouest, comme en Limagne, dans le Massif Central français.
Co-responsables
Jean Schmittbuhl (Coordinateur)
Schmittbuhl est géophysicien, Directeur de Recherche au CNRS. Il effectue ses recherches à l'Université de Strasbourg (EOST/ITES - Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre/Institut Terre et Environnement de Strasbourg). En 2012, il a initié et coordonné le laboratoire d'excellence G-eau-thermie Profonde soutenu par le programme des Investissements d'Avenir, ainsi que le consortium de géothermie profonde impliquant Électricité de Strasbourg et l'Université de Strasbourg. Depuis 2021, il est directeur de l'Institut thématique interdisciplinaire des Géosciences pour la transition énergétique à l'Université de Strasbourg (ITI GeoT). Il a été membre du comité d'experts pour l'accident industriel du projet de géothermie profonde de Vendenheim. Ses recherches interdisciplinaires combinent la sismologie, la géomécanique, la physique des milieux hétérogènes, la pétrophysique et la géochimie, en associant des expériences de laboratoire innovantes, de la modélisation numérique multi-échelles et des observations géologiques et géophysiques de terrain. Ses projets portent sur les processus d'initiation des tremblements de terre, les mécanismes de la sismicité induite, les circulations de fluides dans les massifs fracturés, l'imagerie des réservoirs profonds en particulier de géothermie profonde. Il est l'auteur de plus de 170 articles scientifiques.
Bernard Sanjuan (Co-coordinateur)
Titulaire d’une thèse de Doctorat depuis 1986, il possède une solide connaissance et expertise en géochimie des eaux, notamment dans le domaine de la géothermie. Depuis son entrée au BRGM en 1990, il a contribué, entre autres, au développement :
- du champ géothermique haute température de Bouillante, en Guadeloupe, et de la géothermie profonde dans le Fossé rhénan (Soultz-sous-Forêts, Rittershoffen…) ;
- de nouveaux géothermomètres chimiques pour l’exploration géothermique et de tests de traçage pour la gestion des réservoirs géothermiques.
Il a été adjoint au Directeur du Département Géothermie du BRGM entre 2008 et 2012. Il a contribué à la publication d’environ 150 rapports techniques, 50 articles scientifiques internationaux, et a participé à de nombreuses conférences.
Pour aller plus loin
- Vue d'ensemble de la structure du projet
- Article sur le site internet Geot de l'Université de Strasbourg : le projet ciblé Fossé Rhénan
Références :
- Chavot, P., Heimlich C., Masseran, A., Serrano, Y., Zoungrana, J. et Bodin, C., 2018. Social shaping of deep geothermal projects in Alsace: politics, stakeholder attitudes and local democracy. Geothermal Energy: Science, Society and Technology, 6(26). https://doi.org/10.1186/s40517-018-0111-6.
- Dezayes, C., Lerouge, C., Innocent, C., Lach, P. 2021. Structural control on fluid circulation in a graben system: Constraints from the Saint Pierre Bois quarry (Vosges, France). Journal of Structural Geology, 2021, 146, pp.104323. https://doi.org/10.1016/j.jsgég.2021.104323.
- Sanjuan, B., Gourcerol, B., Millot, R., Rettenmaier, D., Jeandel, E., Rombaut, A., 2022. Lithium-rich geothermal brines in Europe: An up-date about geochemical characteristics and implications for potential Li resources. Geothermics, 101, 102385, 18 p., https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2022.102385.
- Schmittbuhl, J., Lambotte, S., Lengliné, O., Grunberg, M., Jund, H., Vergne, J., et al., 2021. Induced and triggered seismicity below the city of Strasbourg, France from November 2019 to January 2021. Comptes Rendus. Géoscience, 353(S1), 1–24. https://doi.org/10.5802/crgeos.71.