Géothermie : des scientifiques ont une solution pour réduire les séismes provoqués par son exploitation

Dans la lutte contre le réchauffement climatique, l'une des options énergétiques est l'exploitation de la chaleurchaleur du sous-sol. La géothermie profonde consiste en effet à injecter de l'eau à grande profondeur (plusieurs kilomètres) et à récupérer le fluide réchauffé à plusieurs centaines de degrés au contact des roches. Ce procédé, déjà éprouvé en France et dans le monde, offre l'avantage de produire une énergie verteénergie verte, non polluante et totalement renouvelable.

Le problème de la sismicité induite

Mais, malgré des atouts indéniables, les projets d'exploitation géothermique restent encore trop rares. Car cette technique se heurte à un obstacle qui tend à freiner son développement : la sismicité induite. Le concept de la géothermie profonde nécessite en effet une circulation de fluides sous haute pressionpression au sein des roches de la croûte terrestre. Or, qui dit circulation de fluides, dit modification des contraintes, notamment au niveau de failles préexistantes. Or, ces changements dans l'équilibre qui règne à grande profondeur peuvent produire des tremblements de terre. Plusieurs projets géothermiques de grande envergure ont ainsi dû être stoppés à cause de cela. Les derniers en date : les forages géothermiques réalisés en Alsace et qui ont produit une série de séismes incontrôlés dans la région de Strasbourg, ressentis par la population.

Ce risque de sismicité induite découle en grande partie du fait que notre connaissance du sous-sol est très parcellaire. Malgré la conduite d'études géologiques poussées en amont de chaque projet, il reste en effet difficile de comprendre l'architecture du réseau de failles et les contraintes qui s'y appliquent, et d'estimer dans quelle mesure le milieu va réagir à une injection de fluides.

Géothermie profonde à Soultz (Alsace) - Première mondiale. © Geothermieprofonde

Des solutions à l’étude

Des solutions pourraient cependant exister pour pallier ce problème et profiter pleinement de l'énergie que notre sous-sol a à nous offrir. Elles sont notamment à l'étude dans le cadre du projet Inject, développé par Ioannis Stefanou, chercheur à l'Institut de Recherche en Génie Civile et Mécanique (GeM) de Nantes. Le but de ce projet novateur est de développer des lois de commande permettant d'ajuster de manière optimale les taux d'injection de fluide en fonction du contexte, sans générer de sismicité sur la faille. Tout est, en quelque sorte, une histoire de dosagedosage. Cette nouvelle méthode, qui met les mathématiques au cœur du projet, repose sur la théorie du contrôle des systèmes dynamiques.

Ce projet de recherche, qui n'en est qu'à ses débuts, a été gratifié d'une bourse ERC Consolidator Grant, visant à soutenir les projets de recherche ambitieux et risqués. Si les résultats sont au rendez-vous, cela pourrait permettre de débloquer significativement l'accès au potentiel énergétique de la TerreTerre. Cette méthode pourrait également s'appliquer au stockage souterrain de CO₂ qui rencontre la même problématique.