Géothermie profonde : quel potentiel en Bourgogne Franche-Comté ?

Failles lithosphériques et crustales superposées à la carte interpolée des données de flux de chaleur de surface

Dans le cadre du changement climatique et dans la volonté d’accroitre l’indépendance énergétique de la France, des actions industrielles et politiques doivent être mises en place afin d’assurer une transition énergétique vers des énergies décarbonées, renouvelables et produites sur le territoire national. L’exploitation de la chaleur naturellement présente dans le sous-sol via la géothermie grande profondeur répond à l’ensemble de ces critères, tout en s’affranchissant des lois du marché. Cependant, la balance risque/investissement pourrait s’avérer défavorable pour des industriels dans une région où le contexte géologique est encore sous-exploré.

Le Fossé Bressan, en Bourgogne Franche-Comté, a été identifié comme une structure géologique favorable à la présence d’aquifères présentant les calories nécessaires pour une exploitation géothermique. Cependant, en dehors des investigations à buts pétroliers dans les années 70, cette structure n’a plus fait l’objet d’investigations géologiques. Le projet BFC-GEOTHERM vise ainsi à évaluer le potentiel géothermique du Fossé Bressan. 

BFC-GEOTHERM ambitionne d’actualiser les connaissances du sous-sol du Fossé Bressan afin d’implanter des doublets géothermiques dans la région BFC. Les investigations menées sont d’ordre exploratoire et visent à réduire les risques géologiques, environnementaux et financiers liés à l’implantation de forages :  

• Evaluation de la ressource géothermique : identification d’une ou plusieurs formations aquifères, hétérogénéités du drain géothermique (architecture, rôle de la fracturation, diagenèse, porosité, perméabilité, débit), évolution de la température (gradient géothermique)  
• Maîtrise du forage : investigation des niveaux traversés et risques potentiels associés (sols et aléa lié aux argiles gonflantes ; préservation des aquifères potables)

Cette étude sera complétée par un modèle 3D, qui intégrera les données anciennes issues des 180 forages réalisés dans le Fossé Bressan, les lignes sismiques exploitables, ainsi que les données nouvellement acquises. In fine, de nouvelles acquisitions sismiques permettront de réaliser la modélisation du sous-sol dans les zones d’intérêt principal (ZIPP).

Le déroulement du projet s’articulera en trois axes scientifiques principaux.

AXE 1 : Etude structurale du bassin et caractéristiques thermiques

• La synthèse des données bibliographiques permet de hiérarchiser les failles dans l’objectif de caractériser le système structural et de réaliser une carte du flux de chaleur.
• Un travail analytique incluant des mesures de terrain, des données de puits, de porosité-perméabilité et une caractérisation diagenétique met en évidence les circulations profondes et leurs impacts sur les propriétés réservoir.  

AXE 2 : Etude sédimentologique et hydrologique

• La synthèse des données de puits et des publications scientifiques a pour but de réaliser un premier modèle qui inclut des cartes isobathes, des cartes lithologiques, et une première visualisation des caractéristiques pétrophysiques. Ce travail permet d’identifier les niveaux aquifères et d’estimer leurs propriétés calorifiques.
• Les niveaux aquifères identifiés font l’objet d’une étude sédimentologique et diagenétique basée sur des études de terrain et l’échantillonnage des puits, afin de retracer leurs architectures et leurs hétérogénéités.

AXE 3 : Synthèse par un modèle géologique 3D  

• Les données acquises sont complétées par les données de sismique et intégrées dans un modèle géologique général en 3D. Ce modèle permet d’identifier des ZIPPs, qui comprennent un intérêt à la fois géologique et économique. En parallèle, une prospection commerciale complétera l’étude de faisabilité.
• Des modèles géologiques 3D haute résolution, ciblés sur les ZIPPs, pourront être vendus aux clients. Ils incluront l’acquisition de nouvelles lignes sismiques et permettront de réduire les incertitudes lors des forages.  

Les résultats obtenus et attendus sont synthétisés dans le tableau ci-dessous, et feront l’objet de publications scientifiques (Aubert et al., 2024, EAGE-GET accepté ; Aubert et al. soumis ; Morales et al., 2024, en préparation). Le modèle géologique 3D sera le premier réalisé sur le secteur étudié. 

Application et valorisation

A l’issue du projet, l’installation d’un ou plusieurs doublets géothermiques est envisagée, via des co-valorisations avec d’autres acteurs industriels du secteur. Des températures de l’ordres de 50°C sont attendues à des profondeurs de 1000m, ce qui implique une production de chaleur de l’ordre de 15MWh et l’économie d’environ 2000 tCO2 /an. Ces objectifs sont en phase avec les ambitions nationales de doubler la production de chaleur issue des ressources hydrothermales profondes. 

Coordinateur  

• IGEN GEOSCIENCES (21)

Partenaire  

• Université de Bourgogne - CNRS - Laboratoire Biogéosciences (21)

Zone d'implantation des porteurs du projet    

• Bourgogne Franche-Comté 

Détails du projet  

• Début du projet : Janvier 2025
• Durée : 24 mois