De nouvelles technologies développées dans le cadre d'un projet européen coordonné depuis l'Islande visent à rendre le forage géothermique en Europe plus sûr, plus performant et plus respectueux de l'environnement.
Aujourd'hui, il existe environ 130 centrales géothermiques en fonctionnement en Europe, soit une augmentation de 5% par rapport à l'an dernier et leur nombre pourrait doubler d'ici 5 à 8 ans. Comment les rendre plus sûres, plus fiables, plus performantes et plus respectueuses de l'environnement ? Des scientifiques européens ont développé de nouvelles technologies en la matière : elles sont en cours de test en Islande.
Des contraintes très fortes
La centrale géothermique de Nesjavellir est la deuxième plus grande d'Islande. Elle produit 120 mégawatts d'électricité par an. Des opérations de forage y sont souvent menées pour trouver de nouvelles ressources très profondément dans le sous-sol. Dans les puits, la température peut atteindre 460°C et la pression y est extrêmement élevée. Un environnement très rude pour le matériel utilisé.
"Dans la géothermie en général, on est confronté à énormément de chaleur : quand on doit faire de la maintenance dans les puits, on doit parfois les refroidir," explique Vilhjálmur Guðmundsson, directeur marketing & ventes chez Iceland Drilling. "Or la dilatation sous l'effet de la chaleur peut casser le tubage qui se trouve à l'intérieur," fait-il remarquer.
Raccords coulissants
Pour minimiser les risques, mais aussi réduire les coûts de maintenance et augmenter l'efficacité, une nouvelle technologie est testée sur une foreuse totalement automatisée. Cette innovation a été développée par des scientifiques européens dans le cadre du projet GeoWell coordonné depuis l'institut Iceland GeoSurvey - ÍSOR de Reykjavik. Ils ont repensé les raccords des tubages pour éviter qu'ils ne se déforment avec la chaleur.
"Habituellement, les différents segments de tubage sont raccordés entre eux par un système qui est fixe ; à la place, nous avons conçu un mécanisme coulissant qui permet au tubage de s'allonger au niveau des raccords : ce qui veut dire que nous enlevons la contrainte," indique Ingólfur Örn Þorbjörnsson, responsable innovation au sein de l'institut. "Ensuite, nous refroidissons une nouvelle fois le puits tout en permettant au tubage de s'allonger," dit-il.
Les matériaux ont été scrupuleusement vérifiés pour évaluer si ce concept permet une longue durée de vie des équipements. De plus, les normes dans l'industrie du forage sont très exigeantes en termes de sécurité et de fiabilité.
"Dans le cas d'une centrale géothermique classique, le coût du forage peut aller jusqu'à représenter 30 à 35% du coût total," précise Árni Ragnarsson, manager du projet GeoWell et responsable qualité au sein de l'organisme islandais. "C'est une industrie qui en général, utilise des technologies connues et bien établies : je pense que ce n'est pas simple de lui faire essayer quelque chose de nouveau," estime-t-il.
Jusqu'à 5 ou 6 km de profondeur
Les chercheurs estiment que cette innovation pourrait être particulièrement prometteuse pour les acteurs émergents de la géothermie en Europe continentale où à la différence de l'Islande, les ressources se trouvent loin dans le sous-sol.
"Il y a des champs géothermiques à haute température en Europe. On en trouve en Italie, Grèce, Turquie, aux Açores, dans les îles portugaises," énumère Ingólfur Örn Þorbjörnsson."Dans ces endroits, ce sont des puits plus profonds, des tubages plus longs, donc il y a probablement plus de problèmes dans ces puits que dans le cas du nôtre," reconnaît-il. "Notre système de raccords flexibles en Islande n'ira que jusqu'à une profondeur de 2 kilomètres, mais ailleurs en Europe, cela pourrait aller jusqu'à 5 ou 6 kilomètres," déclare-t-il.
Les opérateurs de forages estiment que ces technologies entre autres peuvent effectivement les aider à améliorer leur compétitivité. "On économise de l'argent sur les coûts opérationnels et la durée de vie du puits sera plus longue : c'est le principal avantage," indique Vilhjálmur Guðmundsson.
Selon l'équipe de recherche, des coûts de maintenance plus faibles devraient aussi faire baisser le prix de l'énergie pour les consommateurs.