Projet Solargeotherm : stockage et déstockage de l’énergie thermique

Denis Nguyen du BRGM (Service géologique régional Languedoc-Roussillon) fait le point sur le projet de recherche Solargeotherm qui vise à évaluer les capacités de stockage et déstockage dans un massif rocheux de l’énergie thermique produite par une installation solaire.Dans le cadre du programme de recherche Stock-E (Stockage innovant de l’énergie) de l’ANR, le Solargeotherm s’attache à évaluer les capacités d’un massif rocheux pour le stockage et le déstockage de l’énergie thermique produite par une installation solaire, via un transfert de chaleur vers le sous-sol par sondes géothermiques. L’utilisation de capteurs solaires thermiques aboutit à une production de chaleur intermittente et fortement décalée dans le temps par rapport aux besoins. La possibilité de stocker et de déstocker de façon optimale cette énergie dans un massif rocheux est étudiée et modélisée par le projet.Le site expérimental est choisi pour minimiser les venues d’eau dans le massif rocheux, en-dehors donc de tout aquifère alluvial, dans un contexte géologique le plus homogène possible, en évitant les formations pouvant présenter une fissuration importante ou un réseau karstique développé. Les zones à altération superficielle importante ont également été évitées. La carrière Serrat-dels-Hostalets (commune de Montauriol, Pyrénées-Orientales) a été retenue comme présentant les meilleures caractéristiques pour localisation du dispositif expérimental.

6 forages implantés sur la plateforme

L’environnement géologique est celui de gréso-pélites rubanées gris-verdâtres de l’Unité de l’Aspre-Formation de Jujols (Paléozoïque). Il s’agit de fines alternances d’épaisseur millimétrique à centimétrique de niveaux silteux (siliceux fins) clairs et d’argilites grises à verdâtres, plus ou moins sombres. Six forages ont été implantés sur la plateforme supérieure de la carrière, dont trois forages principaux d’injection de chaleur d’une longueur de 160 à 180 m (voir photo ci-dessous), entièrement dans les schistes.

La durée totale du projet d’un coût de 1 M€ qui a débuté en décembre 2008 est de 36 mois. Il réunit quatre partenaires :le BRGM (SGR/LRO – Montpellier), le laboratoire ELIAUS (Université de Perpignan UPVD), Dominguez-Energie SARL (Argelès-sur-Mer), et le laboratoire PROMES (UPR CNRS 8521 – Perpignan). Le projet planifie la tâche de suivi du stockage et du déstockage thermique sur deux cycles annuels complets. Le livrable final du projet Solargeotherm est un guide de conception et de bonne pratique des installations géothermiques utilisant la ressource du stockage dans un massif rocheux de l’énergie thermique produite par une installation solaire, avec l’objectif de restituer cette énergie pour satisfaire les besoins de chauffage l’hiver.Toutes les zones de socle (40 % du territoire métropolitain environ) sont concernées par cette utilisation possible d’un massif rocheux comme réservoir de chaleur basse température. On peut également penser à l’étranger aux régions arides, où les aquifères se situent à plusieurs centaines de mètres de profondeur, avec des possibilités de stockage géologique à moyenne profondeur de calories, comme de frigories d’ailleurs.Le projet n’a aucun impact environnemental sur les aquifères, le stockage thermique étant réalisé hors aquifère. La ressource en eau n’est pas exposée. Le transfert de chaleur du sous-sol par sonde géothermique est un dispositif technique éprouvé, sans risque de colmatage, corrosion du dispositif ou contamination environnementale.

Premiers résultats scientifiques et techniques

Une émission d’un choc thermique sur un des forages profonds (1000 litres d’eau à 70 °C injectés en 1 h dans une boucle la sonde géothermique) a permis d’enregistrer la montée en température dans le forage, et sur 6 jours ensuite consécutifs la période de relaxation. Ce test a permis d’acquérir de façon détaillée les paramètres thermophysiques du massif rocheux sur toute la longueur du forage avant même l’installation expérimentale totalement opérationnelle.L’acquisition en continu des mesures de température lors d’opérations de stockage/déstockage de chaleur conduites dans le cadre de plans d’expérience établis a commencé en décembre dernier, date de la mise pleinement opération de l’installation expérimentale. Denis Nguyen