1 September 2013

The Geysers : le cœur géothermique de la californie

C'est l'un des plus grands champs géothermique au monde et des plus anciens. Situé en Californie, « The Geysers » fournit en électricité 750.000 foyers de l'Etat, soit l'équivalent de San Francisco. Surexploité dans les années 1980, ce champ a su multiplier les innovations technologiques pour assurer sa survie.


A quelques 200 km au nord de San Francisco, dans la région californienne plus connue pour sa production vinicole, des entrelacs de tuyaux métalliques sans fin zigzaguent soudain sur les flancs de la chaîne de montagne Mayacamas. Nous sommes à Middletown, au cœur d’un des plus grands et des plus anciens champs de géothermie du monde : The Geysers. Géré par deux opérateurs : l’un privé, la Calpine Coporation, qui possède 15 des 17 unités de production du champ, et l’autre public, la  Northern California Power Agency (NCPA), le site construit dans les années 60 s’étend sur près de 80 km². Aujourd’hui, les Geysers produisent ainsi 5% de l’énergie californienne en fournissant en électricité 750 000 foyers (l’équivalent de San Francisco) et compte pour 21% des énergies renouvelables de la région.

«Dans cette zone, constituée de roches métamorphiques, recristallisées, fracturées, le réservoir est très chaud (450°c). Au-dessus de celui-ci, une couche imperméable piège la vapeur qui se déplace à la faveur des fractures. Mais impossible, avant d’avoir foré, de savoir où ces fractures se trouvent exactement », explique Bob Young, géologue et responsable de l’une des unités de production de la Calpine. Aux Geysers, la vapeur est captée à une profondeur comprise entre 1 200 et 2 300 m. Le forage le plus profond atteint 3 800 m. Comme cette vapeur est sèche, elle fait directement tourner les turbines du générateur. Puis elle est refroidie avant d’être réinjectée dans le réservoir.

«Dans les années 1980 les différents exploitants du champ géothermique ont commencé une course à la vapeur, tous pensant que les ressources étaient inépuisables », explique Bob Young. A raison d’une exploitation non-stop de cette énergie propre et constante, le réservoir a été surexploité et la production a chuté de 13% à la fin des années 80. C’est à ce moment là que l’idée de réintroduire des eaux usées a germé. Une première mondiale. Deux canalisations ont donc été construites pour acheminer les eaux usées du Comté de Lake et de la ville de Santa Rosa vers les montagnes. Le premier pipeline de 64 km de long a été achevé en 1997 et distribue actuellement 34.000 m3/an d’effluents. Le second, opérationnel depuis 2003, est celui de la ville de Santa Rosa et fait 68 km. Il fournit 42.000 m3/an d’eau traitée, sans bactérie.


Des problèmes de sismicité

Aujourd’hui la puissance des Geysers est de 1 000 MW. Et grâce à la réinjection de cette eau, la baisse de production a été limitée à 1% par an. « Le réservoir est toujours très chaud », insiste Bob Young. Il est donc difficile de prédire la fin de l’exploitation du champ. « Ce qui est sûr c’est que je ne le verrai pas de mon vivant », affirme le géologue.

Mais pomper de la vapeur souterraine, réinjecter de l’eau froide n’est pas sans effet sur la montagne. Cela provoque de petits tremblements de terre, dont le nombre a augmenté depuis la réinjection des eaux usées. Le phénomène est connu sous le nom de séismicité induite. Selon Bob Young, les séismes se limitent à une magnitude de 2 à 3 sur l’échelle de Richter. «Nous avons enregistrés trois évènements supérieurs à 2,5 dans les 6 derniers mois ». Ce qui n’est pas sans causer de  problèmes de voisinage avec Andersen Spring et Cobb Mountain, les deux villages les plus proches du champ. Ceux-ci se règlent au sein du comité de surveillance de la séismicité (Seismic Advisory Comity) où les deux opérateurs siègent. Mais de toutes façons, pour le Lawrence Berkeley National Laboratory, le laboratoire chargé d’enregistrer les séismes en temps réel, « avec trois détecteurs de mouvements et 13 séismographes  implantés sur le site, la zone est certainement la plus surveillée au monde 



Terre d’expérimentation de l’EGS

Aux Geysers, la Calpine teste actuellement une autre technique, considérée comme extrêmement prometteuse lorsque le réservoir n’est pas assez perméable ou manque de fluides par exemple: l’EGS ou l’Enhanced Geothermal System. Cette technique de géothermie stimulée « qui vise à connecter le réservoir principal aux zones complémentaires » permet «de faire de la géothermie là où on a de chaleur mais pas les débits», explique Romain Vernier, du BRGM (bureau de recherches géologiques et minières).

Une solution perçue comme presque miraculeuse dans cette région qui ne manque pas de chaleur mais d’eau. Une récente étude du MIT montre ainsi que l’EGS permettrait d’atteindre d’ici 2050 une capacité de production de 100 000 MW aux Etats-Unis. Mais la première production d’énergie par ce biais n’a été réalisée qu’en avril 2013, au Nevada, sur le site de Desert Peak, où la société Ormat a annoncé avoir produit pour la première fois 1,7 MW par EGS sur son site de géothermie profonde. En France, l’expérience a également été tentée à Soultz-Sous-Forêts mais cette fois pour améliorer la perméabilité du sous-sol.

Article de Geneviève Lacour pour Novethic

Patrice
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