Géorhermie supercritique: simulations en laboratoire

Grâce à des simulations et des expériences en laboratoire sur la géothermie très profonde, des chercheurs de l'EPFL (Lausanne) ont pu démontrer que la roche située entre cinq et huit kilomètres dans la croûte terrestre est aussi perméable aux fluides.

Mots clés: #géothermie, #laboratoire, #simulation

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( Photo: 2024/EPFL/Alain Herzog )

ENGINEERINGNET.BE - Etudier les sciences de la terre et de ses entrailles signifie se confronter à de nombreuses interrogations non résolues.

En effet, le trou le plus profond creusé jusqu’à aujourd’hui se trouve sur la péninsule de Kola, en Russie, et atteint une profondeur de 12 kilomètres, ce qui ne représente même pas un quart de l’épaisseur moyenne de la croûte continentale.

Et, il y est presque impossible d’y réaliser des mesures directes, c’est pourquoi il est nécessaire de reproduire les conditions de la croûte profonde en laboratoire.

C’est dans ce champ d’exploration que Gabriel Meyer, postdoctorant dans le Laboratoire expérimental des roches (LEMR) à l’EPFL, concentre ses recherches, en particulier l’étude de ces roches très profondes et de leurs transformations.

La compréhension du comportement de ces roches est désormais un peu plus accessible grâce à la création d’une nouvelle machine qui reproduit en laboratoire les conditions de pression et de température à de telles profondeurs.

Après six ans, les premiers résultats viennent de paraître dans la revue Nature Communications et apportent de nouvelles clefs de lecture à la géothermie dite supercritique.

Celle-ci pourrait, à terme, multiplier par dix la quantité d’énergie extraite par rapport aux centrales géothermiques classiques qui forent plus en surface.

Ici, l’idée est de trouver des réservoirs d’eau à des températures de 400°C, situés en moyenne à une dizaine de kilomètres dans la croûte terrestre.

Aujourd’hui, les premiers essais concluants de cette technologie ont eu lieu uniquement dans des zones volcaniques, où cette température peut déjà être atteinte à cinq kilomètres.

A ces profondeurs, l’eau n’est ni liquide, ni gazeuse, mais supercritique, un état de la matière qui permet une plus grande extraction d’énergie.

Le comportement mécanique de la roche change également, passant, en surface, d’un état fragile, contenant des microfissures, à l’état ductile.  La question était donc de savoir si l’eau pouvait également circuler dans cette roche ductile si particulière.

Pour mesurer cette perméabilité, les scientifiques ont reproduit le changement d’état d’une roche fragile à ductile. Et ils ont pu démontrer que l’eau peut aussi circuler dans les roches ductiles.

C’est une première découverte très prometteuse qui ouvre la voie à d’autres recherches dans le domaine. (Auteur: Rebecca Mosimann - Source: EPFL)