Tage der SonneLa période que nous vivons actuellement est placée sous le signe de l’adaptation et du changement. Des événements bien établis comme les Journées du Soleil qui se déroulent chaque année fin mai, organisés par la Société suisse pour l’énergie solaire (SSES), doivent se réinventer pour permettre au public de participer malgré la distanciation sociale et la limitation du nombre de personnes. Weiterlesen
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L’exploitation de notre sous-sol, notamment par des opérations d’injection dans le cadre de projets de géothermie ou stockage du CO2, semble prometteuse. Mais comment limiter la menace de séismes provoqués par ces activités? Des chercheurs de l’EPFL et de l’Office fédéral de l’énergie se sont penchés sur le sujet.
Tous les tremblements de terre ne sont pas d’origine naturelle. Certaines secousses sont directement ou indirectement déclenchées par des activités humaines. Ces «séismes induits» font partie des plus grands défis liés aux opérations d’injection de fluides (liquides ou gazeux) dans les sous-sols, telles que les projets de géothermie profonde ou le stockage du CO2.
Des chercheurs du Laboratoire de mécanique des sols (LMS) de l’EPFL et de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) ont uni leurs forces pour proposer de nouvelles stratégies qui permettraient de réduire les risques de séismicité induite liés à ces activités. Leur travail est publié dans la revue Geophysical Journal International.
Un entraînement personnalisé pour la géothermie profonde
Suite aux séismes de Bâle en 2006 et de Saint-Gall en 2013, la géothermie profonde, et plus particulièrement le Système Géothermique Stimulé (SGS), fait débat en Suisse. Durable, renouvelable et neutre en carbone, l’énergie géothermique est pourtant une piste à explorer en vue des ambitions zéro carbone et de la stratégie énergétique 2050 de la Suisse.
Le principe du SGS est de créer artificiellement un réservoir géothermique dans des roches chaudes sèches et imperméables à 3 kilomètres ou plus de profondeur. Pour ceci, on a recours à des injections hydrauliques sous pression, appelées «stimulations». Le problème est que celles-ci peuvent s’accompagner d’une activité microsismique.
En effet, lorsque l’on injecte un fluide dans un réservoir géothermique, la pression interstitielle (pression exercée par l’eau contenue dans les pores de la roche) augmente. «On pense souvent que c’est uniquement ce phénomène qui est à l’origine des séismes induits. Or, ce n’est pas si simple», explique Barnaby Fryer, assistant-doctorant au LMS et premier auteur de l’étude. «Le régime de contraintes tectoniques, c’est-à-dire la géométrie et le sens de mouvement de la faille, entre également dans l’équation».
Un numéro d’équilibriste
Il existe trois types de régimes de contraintes: extensif (les deux blocs sont tirés dans des directions opposées), compressif (les deux blocs sont comprimés l’un contre l’autre) et coulissant (les deux blocs coulissent horizontalement). Ces régimes sont la conséquence des forces exercées verticalement et horizontalement sur les blocs rocheux.
Images: Barnaby Fryer, LMS/EPFL
De gauche à droite: régime extensif, régime compressif, régime coulissant
Les scientifiques de l’EPFL et de l’Office fédéral de l’énergie sont partis du constat que plus la contrainte différentielle est faible (c’est-à-dire que les contraintes maximales et minimales sont proches en amplitude), plus la faille est stabilisée et, par conséquent, plus le risque de tremblement de terre est faible. «La question qui se pose donc est: quel est le régime de contrainte auquel est soumis le réservoir et de quelle manière peut-on l’influencer afin de limiter les événements mouvements sismiques de grande ampleur?», souligne Gunter Siddiqi, chef adjoint de la section Recherche énergétique de l’OFEN et deuxième auteur de l’étude.
Les chercheurs proposent donc une sorte d’entraînement du réservoir géothermique en amont des stimulations. Dans le cas d’une faille inversée, où la contrainte horizontale domine, un fluide froid est injecté dans le sous-sol pendant une longue période (un an au minimum). «Le refroidissement du réservoir va entraîner une contraction de la roche et donc permettre de diminuer la force horizontale exercée sur elle», détaille Barnaby Fryer. «La contrainte différentielle étant moins importante, les risques de tremblement de terre seront moindres».
Mettre la pression
Contrairement à ce que l’on peut penser, l’injection à haute pression n’est pas toujours synonyme de sismicité. «Dans presque tous les réservoirs, seule la contrainte horizontale change de manière significative», décrit Barnaby Fryer. «Dans un régime extensif, la contrainte verticale est plus importante que la contrainte horizontale. De ce fait, si on augmente la pression interstitielle en injectant un liquide, la contrainte horizontale va augmenter et se rapprocher de la valeur de la contrainte verticale, diminuant ainsi la différence entre les deux.»
Cette opération va stabiliser la faille, à condition de la réaliser dans un réservoir où les contraintes réagissent de manière significative au changement de pression interstitielle. «C’est pourquoi il est important de connaitre les propriétés d’un réservoir avant toute opération d’injection», précise le chercheur.
Des enjeux importants
Selon Gunter Siddiqi, cette étude met en place des modèles qui donnent aux industriels les outils pour minimiser les risques de séismes induits. «Être capable de prendre en compte tous les scénarios et d’agir en fonction pourrait permettre de développer des projets prometteurs», conclut le scientifique.
Julie Haffner, EPFL Mediacom
Cet article a déjà été publié sur le site internet de l’EPFL.
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Le froid et la neige sont arrivés, nombreux domaines skiables ont ouvert leurs pistes, les stations se préparent à accueillir leurs hôtes et … les températures montent. Du moins dans les chalets et appartements secondaires, dont la plupart des chauffages ne sont pas assez «intelligents» pour savoir si leurs habitants sont présents ou pas. Des chauffages qui tournent tout au long de l’hiver, sans arrêt, pour le plus grand bonheur des vacanciers ou des lits froids qu’ils laissent derrière eux en partant. Weiterlesen
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L’Institut de Génie Thermique de la HEIG-VD annonce l’ouverture de deux nouvelles formations continues post-graduées dans le domaine du Chauffage à distance et du Bois-énergie. Ces deux formations sont des certificats d’études avancées (CAS) proposées aux professionnels intéressés à compléter leurs connaissances et leur savoir-faire. Les premières éditions auront lieu dès 2019.
CAS-CAD
Début : 10 mai 2019
Que ce soit pour desservir des quartiers résidentiels, des communes ou des regroupements industriels, le Chauffage à Distance (CAD) offre un grand potentiel de rationalisation des ressources. Aujourd’hui, seuls 3% des habitations profitent de cette distribution de chaleur. Un fort potentiel d’expansion est ainsi à prévoir. La formation Chauffage à Distance (CAS CAD) permet aux participants d’acquérir les connaissances de base nécessaires à la réalisation d’un réseau de chauffage à distance, de connaître les différentes contraintes inhérentes à l’élaboration d’un projet, et d’assurer une exploitation fiable tout en respectant les contraintes énergétiques, environnementales et financières. Renseignements et inscriptions sur : www.cas-cad.ch
CAS-BE
Début : 23 août 2019
Le bois est une ressource locale et durable à même de contribuer significativement à l’approvisionnement énergétique d’un pays. Il peut directement être valorisé pour le chauffage de bâtiments ou couvrir les besoins énergétiques de l’industrie, que ce soit sous forme de chaleur, d’électricité, ou de force mécanique. La formation Bois-Énergie permet aux participants d’acquérir le savoir-faire métier lié à la conversion du bois en énergie, de tenir compte des spécificités de la filière bois, d’être capable de concevoir, dimensionner, exploiter, et maintenir les installations les plus courantes, et tenant compte des lois, réglementations, et normes, et des aspects économiques et environnementaux. Renseignements et inscriptions sur : www.cas-bois-energie.ch
Séance d’information :
o 11 mars – 18h00 : HEIG-VD, Site St-Roch, Salle R102
o 26 mars – 18h00 : Lausanne, Palais de Rumine, Auditoire du musée de zoologie, niv. 5
o 27 mars – 18h00 : HEIG-VD, Site St-Roch, Salle R102
Le calendrier des cours, les modalités d’inscriptions et les brochures se trouvent sur les sites internet respectifs.
Nicolas Weber, Directeur de l’Institut de Génie Thermique et professeur à la HEIG-VD
Roger Röthlisberger, Professeur à la HEIG-VD
Une nouvelle forme de séminaire s’installe actuellement sur internet sous le nom de webinaires. Topmotors, le programme de mise en œuvre pour des systèmes d’entraînement électriques efficaces en Suisse, a décidé de sauter le pas l’année dernière. La plateforme soutenue par SuisseEnergie propose de courtes présentations thématiques en vidéo, en direct ou sur la chaîne YouTube de Topmotors.
