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Les eaux chaudes souterraines du Québec, une nouvelle source d'énergie renouvelable

Puiser l'électricité sous nos pieds
18 octobre 2013 // par Bruno Geoffroy

L’eau coule dans les veines du Québec. Une eau fraîche à saveur de géant hydroélectrique. Une centrale par-ci, un barrage par-là. Horizon bleu à perte de vue. Pourtant, une ressource insoupçonnée patiente sous ses pieds, endormie : de l’eau chaude. Une fois sortie de son lit, elle pourrait illuminer nos chaumières. Demain. Un rêve? Non. Les travaux sur la géothermie profonde de Jasmin Raymond, hydrogéologue et chercheur postdoctorant au Centre Eau Terre Environnement de l’INRS, élargiront l’horizon énergétique québécois d’ici une quinzaine d’années.

 

Forez la croûte terrestre à une profondeur de 3 à 5 km, captez l’eau souterraine entre 80 et 120 °C et remontez-la à la surface pour alimenter les turbines d’une centrale électrique. Voilà, le tour est joué : vous venez de produire de l’électricité à partir d’eau chaude. Cette technologie s’appelle la géothermie profonde. Vous la croyez déjà implantée au pays? Que nenni. Ce serait une première pour le Canada, où l’électricité est générée principalement par des centrales hydroélectriques, nucléaires, au gaz naturel ou au charbon! Déjà opérationnelle en Europe et sur la côte ouest américaine, cette technologie s’intégrerait sans encombre à notre réseau électrique actuel.

 

Un flot d’avantages, des coûts à réduire

« Avec la géothermie, on parle d’une énergie renouvelable capable de produire de l’électricité en flux constant, ce qui n’est pas le cas de l’hydroélectrique ou de l’éolien, dont la production est intermittente. Son empreinte environnementale est également très faible : presque pas de gaz à effet de serre, contrairement aux centrales au gaz ou au mazout. De plus, la superficie utilisée par une centrale géothermique est dérisoire par rapport à celle d’une centrale hydroélectrique », explique le jeune chercheur de l’INRS et nouveau lauréat d’une prestigieuse bourse postdoctorale Banting.

 

Seul revers de la médaille : les coûts du forage – quelques millions de dollars par kilomètre – et d’installation sont très élevés. Car oui, on ne parle pas ici de creuser un puits à 150 mètres de profondeur pour chauffer ou climatiser une maison privée, mais bien de puiser l’eau chaude entre 3 000 et 5 000 mètres sous nos pieds. Cette eau passera dans un échangeur de chaleur pour transférer son énergie, faire fonctionner une turbine et produire, en bout de ligne, de l’électricité. Enfin, l’eau sera réinjectée dans le sous-sol pour maintenir la pression de l’exploitation.

 

« Contrairement à la Ceinture de feu du Pacifique, le territoire québécois ne dispose pas de sites volcaniques où de l’eau à 200-300 °C peut être captée à près de 1 000 mètres de profondeur, mentionne Jasmin Raymond. Pour limiter les coûts de forage, un de nos défis sera donc de détecter des anomalies thermiques formant des aquifères d’eau chaude à profondeur modérée. »

Sources de chaleur

« Ce projet de géothermie profonde est une initiative de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ) pour développer le potentiel des énergies renouvelables, explique le spécialiste de la thermique. Pendant les trois prochaines années, nous évaluerons les ressources disponibles dans les bassins sédimentaires des Basses-terres du Saint-Laurent et des Appalaches. Ce travail passe par un inventaire des données de température existantes et par l’établissement d’un modèle précis en 3D de la géométrie des bassins sédimentaires. Notre principale difficulté? Le peu de prélèvements de température à de telles profondeurs actuellement à notre disposition. On va donc s’appuyer, par exemple, sur des mesures prises lors de forages pétroliers et extrapoler avec des observations faites à la surface. »

 

Avec la collaboration du géologue Michel Malo, professeur au Centre Eau Terre Environnement de l’INRS et titulaire dela Chaire de recherche sur la séquestration géologique du CO2, Jasmin Raymond déterminera les endroits où des couches épaisses de roches isolantes jouent le rôle de couverture thermique et maintiennent ainsi en place un réservoir d’eau chaude à haute température. En d’autres mots, plus la couverture est épaisse, plus l’eau du réservoir sera chaude. Au final, la compilation de toutes ces données permettra de modéliser le flux de chaleur terrestre et de cartographier les endroits prometteurs pour l’installation d’une centrale pilote d’ici 15 ans sur le territoire québécois.

 

Un œil vers l’avenir

Le travail qu’effectueront Jasmin Raymond et Michel Malo est colossal sur le plan scientifique, bien sûr, mais également économique et social, puisque leurs résultats démontreront la faisabilité et la rentabilité de la géothermie profonde chez nous. « Au Québec, il n’existe pas de loi pour encadrer l’exploration et l’exploitation des ressources géothermiques. Aucune étude au pays n’a d’ailleurs évalué les risques de forer si profond, comme la contamination des eaux de surface par des eaux profondes plus chargées en sels dissous ou le risque de séismes en cas de potentielle fracturation hydraulique du socle rocheux. Dans nos travaux de recherche, nous fournirons au législateur des recommandations en ce sens. Cet aspect du projet est essentiel, car il ne faut pas oublier que les futures centrales seront de petites unités installées près des communautés pour répondre à la demande locale et réduire les coûts de transport d’énergie », précise Jasmin Raymond.

 

Quand on lui demande si la géothermie profonde sera viable au Québec, l’homme esquisse un sourire confiant et regarde vers l’est. Cet automne, Jasmin Raymond s’envolera pour l’Allemagne puis la France où, à Soultz-sous–Forêts (Alsace), il arpentera la première centrale au monde fonctionnant à partir de sources géothermiques profondes et produisant de l’électricité depuis l’automne 2010.

 

Nul doute que sa visite galvanisera son énergie. Suffisamment pour faire « turbiner ses neurones » à pleine puissance sur ce projet qui imposerait le Québec, dans un futur pas si lointain, en leader canadien de la géothermie comme source d’électricité verte. ♦

 

Les photos de Jasmin Raymond ont été prises au Centre de la nature à Laval

 


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Contrat Creative Commons« Les eaux chaudes souterraines du Québec, une nouvelle source d’énergie renouvelable : Puiser l’électricité sous nos pieds » de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS) est mis à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Paternité - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 2.5 Canada. Les autorisations au-delà du champ de cette licence peuvent être obtenues en contactant la rédaction en chef. © Institut national de la recherche scientifique, 2013 / Tous droits réservés / Photos © Christian Fleury

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