Les géophones pourraient contribuer à alimenter 129 millions de foyers aux États-Unis


Le piège : Nous devons encore les construire.

Le département de l’énergie des États-Unis souhaite exploiter les vastes ressources géothermiques du pays et les utiliser pour produire jusqu’à 60 GigaWatts (GW) d’électricité. Le ministère a annoncé un prix de plus de 3 millions de dollars pour rendre cela possible, rapporte CleanTechnica.

Alors que le monde cherche des moyens durables de satisfaire ses besoins en énergie, l’accent a surtout été mis sur les énergies éolienne et solaire. Bien qu’il s’agisse de sources infinies, leur exploitation nécessite la mise en place d’infrastructures étendues et peut créer un problème futuriste de déchets générés par leur mise en œuvre à grande échelle. En revanche, l’énergie géothermique peut être exploitée avec plus ou moins la même infrastructure qu’une centrale électrique classique.

Comment l’énergie géothermique est-elle convertie en électricité ?

Comme son nom l’indique, l’énergie géothermique est l’énergie piégée à l’intérieur de la Terre sous forme de chaleur. Les scientifiques pensent que le noyau de la Terre est aussi chaud que la surface du Soleil. Lorsque la chaleur rayonne vers la surface en s’éloignant du noyau, elle se refroidit considérablement, mais 600 degrés Fahrenheit (315 degrés Celsius) sont suffisamment chauds pour chauffer l’eau et la transformer en vapeur.

Pour exploiter l’énergie géothermique, il faut forer jusqu’à trois kilomètres sous la surface de la Terre, parfois moins dans les zones viables. L’énergie géothermique est accessible grâce à l’eau chaude et salée, ou saumure, présente à ces profondeurs, ainsi qu’à la vapeur qui peut être canalisée pour faire tourner des turbines et produire de l’électricité. La saumure est réinjectée dans la Terre où elle se réchauffe et remonte, ce qui permet de produire de l’électricité en continu.

Le besoin de géophones

En pratique, l’exploitation de l’énergie géothermique n’est pas simple. Pour que l’énergie soit produite de manière économique, la saumure doit s’écouler à travers des ouvertures dans les roches et à des profondeurs où le forage est possible. Il faut également que le sous-sol présente des fractures perméables.

Lorsque cela n’est pas possible, on peut créer de nouvelles fractures dans les roches chaudes du sous-sol pour faciliter l’accès à ces fluides géothermiques. Cette technique, appelée “système géothermique amélioré” (EGS), utilise de l’eau pour créer de nouvelles fractures ou rouvrir celles qui existent dans les roches du sous-sol.

Pour déterminer quelles zones peuvent servir de réservoirs de GSE, les chercheurs veulent étudier ces sous-surfaces. Cependant, les outils conventionnels tels que les moniteurs sismiques qui suivent les tremblements de terre ne peuvent pas fonctionner dans les environnements extrêmes des sources d’énergie géothermique. Outre les températures extrêmes, il y a aussi la saumure corrosive et salée qui affecte le fonctionnement de l’instrument, et c’est là que les géophones entrent en jeu.

Un géophone détecte les vibrations acoustiques à l’intérieur de la Terre et donne un aperçu de l’évolution du réservoir lorsque les géologues tentent d’y appliquer une stimulation ESG. En étudiant de près la zone avant, pendant et après les stimulations, les géologues peuvent déterminer si l’intervention sur la zone permettra une exploitation géothermique sûre. En plaçant des géophones plus près du site des réservoirs, on peut obtenir des données plus détaillées. Les chercheurs envisagent de les placer à l’intérieur des puits d’où sort la saumure.

Le prix du géophone géothermique

Le marché de l’énergie géothermique est encore petit aux États-Unis et n’est pas l’objectif des grands fabricants de composants. Dans un tel scénario, les géophones sont d’un coût prohibitif et il est donc nécessaire que les innovateurs se penchent sur ce domaine.

Le Geothermal Technologies Office du ministère de l’énergie a donc annoncé le Geothermal Geophone Prize, qui vise à accélérer la conception, les essais et la fabrication de ces géophones. Des prix d’une valeur de 3,6 millions de dollars ont été annoncés à cette fin, et tout le monde, y compris les particuliers, les entités privées ainsi que les gouvernements des États et les institutions universitaires, peut participer à ce défi.

L’énergie géothermique pourrait à elle seule alimenter plus de 129 millions de foyers et d’entreprises américains sans émission de carbone, et les géophones seront essentiels pour réaliser ce rêve.

Lire aussi : Une entreprise prévoit de forer 20 kilomètres dans la terre pour exploiter une énergie « pratiquement illimitée »

Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche


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