Aquifères profondsInformation clé
Lorsque des eaux souterraines sont présentes à une profondeur de 1 à 3 km, il peut être intéressant d'en exploiter directement la chaleur. Lorsque leur température atteint ou dépasse 100° C, la production d'électricité devient possible !
C’est dans les années 1970 qu’ont débuté en Europe, le captage et l’utilisation des aquifères profonds pour une exploitation directe de la chaleur dans des réseaux de chauffage urbain. C’est en France que l’essor de ce type de géothermie a été le plus marqué. Dans les autres pays entourant la Suisse, on trouve également de nombreuses installations en Allemagne, et quelques-unes en Autriche et en Italie.
Dans les régions où le gradient géothermique est normal, autour de 30 °C/km, comme sur le Plateau suisse, la température des aquifères profonds entre 1 et 2 km de profondeur atteint respectivement 40 à 70 °C.
Si les eaux souterraines profondes sont faiblement minéralisées (moins de 2 g/l) et s’il est possible d’évacuer l’eau refroidie après l’extraction thermique dans un exutoire – cours d’eau ou lac –, un seul forage de production suffira alors (forage unique). Par contre, si la teneur minérale dépasse 2 g/l, un second forage est nécessaire pour réinjecter l’eau refroidie dans les profondeurs (doublet).
De 1987 à 1998, 12 forages profonds ont été effectués en Suisse, opérations facilitées par la couverture du risque accordée par la Confédération. Cinq succès ont été enregistrés en tout, ainsi qu’un succès partiel et six échecs au sens de la garantie accordée, à savoir des forages «secs» ou d’un débit trop faible. Des six forages non concluants, un a toutefois pu être exploité à des fins géothermiques: le forage de Weissbad (Appenzell) en utilisant une sonde géothermique «profonde».
Les forages profonds couronnés de succès ont pour objet principal une exploitation énergétique judicieuse. Dans le cas de l’approvisionnement en eau pour stations thermales, il convient par exemple de procéder selon le principe de l’usage en cascade. Après exploitation de l’eau pour les bains proprement dits (avec des températures décroissantes), il est possible de chauffer les installations de cure elles-mêmes, et dans une dernière phase, des serres, à l’exemple des bains thermaux de Schinznach Bad en Argovie.
Schéma de principe d'une installation géothermique sous la forme
d'un doublet en aquifère profond. Schéma: S. Cattin, CREGE
Mode de fonctionnement d’un doublet géothermique
Un forage de production amène de l’eau thermale chaude à la surface au moyen d’une pompe immergée; un échangeur de chaleur ainsi qu’une pompe à chaleur disposée en aval permettent d’obtenir la température de chauffage désirée. Le circuit de chauffage alimente le consommateur par une conduite de chauffage à distance. L’eau refroidie est restituée à l’aquifère par un forage d’injection.
Exemples de réalisations
