Caractérisation des réservoirs géothermiques en temps réel pendant le forage

Le projet GEOSIS est un programme de recherche ambitieux répondant à l'appel de l'ADEME pour les énergies renouvelables, axé sur la géothermie profonde. Sur 24 mois, il développe une approche sismique innovante pour caractériser avec précision les réservoirs géothermiques. La cartographie des ressources et la connaissance de leurs caractéristiques sont essentielles pour une adoption accrue de la géothermie pour la production de chaleur et d'électricité. Actuellement, l'évaluation de la productivité des réservoirs se fait après le forage, via des mesures sismiques ou de perméabilité, limitant l'optimisation de la production. GEOSIS vise à fournir des estimations en temps réel pendant le forage, ajustant ainsi la trajectoire du puits. Cette méthode inédite augmente les chances de réussite et améliore les performances des projets géothermiques. 

La technique de sismique en cours de forage (SWD) utilise le trépan comme source sismique pour améliorer la résolution de l'image du sous-sol et permettre une exploration réussie. Testée par le passé, cette méthode s'est révélée l'une des meilleures pour obtenir une image précise et détaillée du sous-sol, en amont et en aval de la localisation du trépan pendant le forage. Cependant, son adoption à grande échelle est limitée par la difficulté à identifier la signature sismique du trépan, perturbée par le bruit des contacts entre le train de tige et la paroi. Le projet GEOSIS vise à surmonter cette difficulté en développant un prototype de source sismique. Ce dispositif permettra une imagerie sismique en temps réel pendant le forage, optimisant ainsi l'exploration géothermique et améliorant la précision des données recueillies. 

Le projet GEOSIS est structuré en deux principaux volets scientifiques et techniques. Le premier volet, coordonné par Drillstar, est consacré à la conception et à la fabrication du prototype de source sismique. La conception débutera par une phase de CAO/DAO pour modéliser l'outil en trois dimensions, suivie d'une phase de simulation numérique pour analyser son comportement dans diverses configurations. Cette analyse permettra une étude paramétrique afin de sélectionner la configuration optimale du prototype. La fabrication s'appuiera sur les capacités techniques de Drillstar.

Le second volet, coordonné par MINES Paris, consistera à tester et valider le prototype sur un banc d'essai. MINES Paris dispose d'une plateforme expérimentale dédiée au forage, permettant de réaliser des opérations de forage à échelle réelle dans des conditions similaires à celles d'un forage de plusieurs milliers de mètres de profondeur. Un des dispositifs permet de forer jusqu'à 7 mètres de long avec une garniture de forage pouvant atteindre 20 mètres. Cette installation permet de choisir la formation forée, ce qui est adaptable aux spécificités du test, telles que la présence de failles ou de zones fortement perméables. 

Ce projet ouvrira de nouvelles perspectives pour le développement de la géothermie et contribuera de manière significative à la transition vers les énergies renouvelables. 

Application et valorisation  

D’un point de vue technique, cartographier les ressources et connaître leurs caractéristiques sont essentiels pour promouvoir la géothermie, tant pour la chaleur que l'électricité. Ce projet vise à réduire significativement les coûts des forages, qui constituent une grande part de l'investissement, rendant ainsi la géothermie plus compétitive. L'objectif principal est d'améliorer la compétitivité de la géothermie profonde en réduisant les risques géologiques et en améliorant la caractérisation des réservoirs.

Coordinateurs

• MINES Paris

Partenaires  

• DRILLSTAR Industries

Zone d'implantation des porteurs du projet    

• Fontainebleau, Pau

Détails du projet  

• Début de projet : Avril 2024
• Durée : 24 mois