SIMGEO - Solutions de cartographie fine des ressources géothermales profondes

Les objectifs fixés par la PPE pour la géothermie profonde en métropole concernent principalement la production de chaleur avec un accroissement attendu de la contribution de cette filière pour le chauffage de bâtiments via des réseaux de chaleur. Les principaux freins à lever pour permettre un déploiement plus large porte sur une meilleure connaissance des ressources exploitables et de leurs caractéristiques, et sur les solutions à mettre en œuvre pour dé-risquer au mieux les projets.  

Aujourd’hui, leurs caractéristiques sont le plus souvent déduites des observations post-forages mais tout l’enjeu est de pouvoir prédire à moindre coût la ressource géothermique en amont des phases coûteuses de forages profonds, en particulier en accédant à une vision tridimensionnelle quantitative des réservoirs ciblés. L’objectif du projet SIMGEO est de mettre à disposition d’usagers potentiels (collectivités locales ou groupement de communes, industriels, …) un tel outil d’imagerie du sous-sol permettant d’apprécier les opportunités (à la fois techniques et économiques) qu’offrent la géothermie profonde sur leur zone d’influence. Dans cette optique, ce projet développera une nouvelle méthodologie d’imagerie multi-physique et multi-échelle des données géophysiques permettant d’accéder à cette vision 3D des propriétés pétrophysiques des réservoirs ciblés. 

Le projet SIMGEO a pour ambition de développer une méthodologie d’imagerie multi-physique et multi-échelle des données géophysiques permettant d’accéder à une vision 3D fine des propriétés pétro-physiques des réservoirs géothermiques.

Ce projet s’articule autour de plusieurs avancées méthodologiques :

• Il s’appuiera sur les dernières technologies d’inversion sismique et de caractérisation de réservoirs développées pour l’exploration pétrolière et les adaptera aux réservoirs géothermaux profonds généralement ciblés en France métropolitaine (calcaires du Jurassique, grès du Trias et socle granitique) ;
• Il étudiera l’intérêt d’intégrer des données non-sismiques (électromagnétique et gravimétriques) à ce processus afin de réduire l’incertitude des estimations faites via la sismique réflexion ;
• Il s’appuiera sur des modèles pétrophysiques dérivés de mesures en laboratoire et in-situ via des diagraphies afin de relier tous ces paramètres physiques.

Les méthodologies développées seront testées puis validées sur le riche jeu de données disponible sur le pilote que représentent les sites géothermiques profonds et opérationnels situés à Soultz-sous-Forêts et Rittershoffen. En effet, outre le fort potentiel géothermique de la région, cette zone présente l’avantage d’avoir été couverte par des campagnes sismique réflexion, d’électromagnétisme et de gravimétrie.  

Ce projet s’articule autour de plusieurs avancées méthodologiques :

• Il s’est appuyé sur les dernières technologies d’inversion sismique et de caractérisation de réservoirs développées pour l’exploration pétrolière et les adaptera aux réservoirs géothermaux profonds généralement ciblés en France métropolitaine (calcaires du Jurassique, grès du Trias et socle granitique) ;
• Il a étudié l’intérêt d’intégrer des données non-sismiques (électromagnétique et gravimétriques) à ce processus afin de réduire l’incertitude des estimations faites via la sismique réflexion ; 
• Il s’est appuyé sur des modèles pétrophysiques dérivés de mesures en laboratoire et in-situ via des diagraphies afin de relier tous ces paramètres physiques.

Les méthodologies développées ont été testées sur le riche jeu de données disponible sur le pilote que représentent les sites géothermiques profonds et opérationnels situés à Soultz-sous-Forêts et Rittershoffen. En effet, outre le fort potentiel géothermique de la région, cette zone présente l’avantage d’avoir été couverte par des campagne sismique réflexion, d’électromagnétisme et de gravimétrie. 

Ce projet est en train de définir les spécifications pour les solutions d’imagerie multiphysique à mettre en œuvre pour dé-risquer au mieux les projets d’exploitation de la ressource géothermale profonde mais aussi pour d’autres usages (CO2, stockage de gaz…), ciblant des formations géologiques similaires en Alsace et dans d’autres bassins sédimentaires métropolitains (e.g. Bassin parisien). A cet égard, ce projet va avoir une résonnance pour l’ensemble de la filière française sur l’exploitation des ressources profondes via son application par les industriels (e.g. Lithium de France, Vulcan Energie, 2Gré). La méthodologie mise en œuvre peut aussi donner un avantage concurrentiel pour des projets de géothermie à l’export en Europe ou dans des pays cibles. 

Application et valorisation

Communication scientifique à l’EAGE Global Energy Transition Workshop, Paris, 2023 :

• A multi-physics multi-scale approach of deep geothermal exploration,  
  M. DARNET, S. VEDRINE, F. BRETAUDEAU, S. MARC, L. CAPAR, J. PWAVODI, G. MARQUIS, A. MONTAGU, J.L. FORMENTO, V. MAURER, C. GLAAS, E. DALMAIS, A. GENTER

Publication dans le Journal of Geophysical Research - Machine Learning and Computation, 2024 :  

• Rock Mineral Volume Inversion using Statistical and Machine Learning Algorithm for Enhanced Geothermal Systems in Upper Rhine Graben, Eastern France, 
  Pwavodi Joshua, Guy Marquis, Vincent Maurer, Carole Glaas, Anais Montagud, Jean-Luc Formento, Albert Genter, Mathieu Darnet

Coordinateur

• BRGM (45)

Partenaires  

• ES-Géothermie (67)
• CGG Services SAS (91)
• Université de Strasbourg - CNRS - ITES (67)

Localisation

• Alsace

Détails du projet

• Durée : 34 mois
• Mois/Année de démarrage : Octobre 2022

Montant total projet

• 550 000 €

Aide projet

• 300 000 €