Intégration de l’énergie géothermique profonde dans le portefeuille énergétique du Canada

Promoteur principal : Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ)
Lieu : Varennes, QC
Contribution de l’Initiative : 800 000 $
Total du projet : 3 343 000  $

Contexte

Le développement de la géothermie profonde stimulée (Enhanced geothermal system, EGS) permet d’envisager de développer la filière géothermique en créant des réservoirs dans des environnements ne présentant pas naturellement tous les éléments nécessaires à la géothermie hydrothermale conventionnelle (chaleur, fluide et environnement géologique perméable) et de valoriser l’immense quantité d’énergie thermique accumulée dans le sous-sol pour la production d’électricité. Aux États-Unis, on évalue son potentiel à 100 000 MW d’ici 2050. Au Canada, la majorité du territoire comporte des roches chaudes situées à plusieurs milliers de mètres de profondeur et la géothermie profonde stimulée par fracturation hydraulique aurait le potentiel de devenir une filière énergétique importante. Bien que la technologie actuelle permettrait l’accès au potentiel de l’énergie géothermique, l’exploitation rentable de la technologie n’a pas encore été démontrée et des travaux de recherche sont nécessaires afin d’identifier les sites les plus propices, de créer et gérer des réservoirs et d’optimiser la conversion chaleur/électricité. Dans le passé, une attention spéciale a été accordée au potentiel de l’Ouest Canadien.

Reconnaissant la nécessité de développer des connaissances et des expertises préalables à la réalisation d’un projet expérimental en géothermie profonde au Québec et dans l’est du Canada, l’organisme Hydro-Québec a proposé le projet « Intégration de la géothermie profonde dans le portefeuille énergétique canadien » pour financement dans le cadre de l’Initiative écoÉNERGIE sur l’innovation. L’Initiative a accordé une somme de 800 k$ au projet. Hydro-Québec par l’entremise de son Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ) est le principal promoteur du projet

Résultats

sélection de sites géothermiques

sélection de sites géothermiques

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Version textuelle

Carte situant les neuf sites considérés dans l’analyse réalisée au moyen avec la grille de sélection de sites géothermiques. Les bassins sédimentaires du sud du Québec sont représentés. P-C : permo-carbonifère. S-D : siluro-dévonien. O-S : ordovicien-silurien. C-O : cambro-ordovicien. Le bassin des Basses-Terres du Saint- Laurent est en jaune entre Montréal et Québec.

Le potentiel de la géothermie profonde pour la production d’électricité a été évalué pour le Québec et l’est du Canada. Les Basses-Terres du Saint-Laurent (BTSL) et les Appalaches ont été particulièrement ciblées. Un modèle 3-D a été bâti pour le bassin des BTSL. Des cartes indiquant le flux de chaleur et la température à différentes profondeurs ont été réalisées à partir de données géophysiques et de mesures de température provenant de forages pétroliers, gaziers et miniers.  Des travaux d’analyse de paramètres géophysiques (sources radiogéniques, densité, susceptibilité magnétique, etc.) ont été effectués pour contraindre les modèles et tendent vers une amélioration des techniques d’exploration pour localiser les ressources.

Des simulations ont été effectuées pour les centrales géothermiques elles-mêmes (optimisation des cycles et des fluides) et les systèmes géothermiques en entier. Ces dernières ont permis de cerner les principaux facteurs influençant la production d’électricité, de mieux prévoir l’impact que pourrait avoir l’évolution des technologies et d’effectuer une analyse d’opportunité à partir des constituantes principales de coût d’un tel système.  Les résultats indiquent qu’un projet commercial est difficilement envisageable à court ou moyen terme au Québec, spécialement si la ressource souterraine est à une température inférieure à 150 °C.

Carte des températures à 7 km de profondeur le long de la vallée du fleuve Saint-Laurent

Carte des températures à 7 km de profondeur le long de la vallée du fleuve Saint-Laurent
(Note : les températures moyennes sont identifiées selon l’échelle de couleurs, ainsi que par des valeurs inscrites directement sur la carte).

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Neuf sites situés dans différentes régions du Québec ont été comparés à partir de  critères portant sur la qualité de la ressource mais aussi sur des éléments à caractère économique ou social. De façon générale, les sites identifiés ne sont pas favorables à la réalisation d’un projet pilote d’envergure pour la production d’électricité à court terme  en raison des profondeurs requises, de l’incertitude sur la température et du risque quant au développement des réservoirs profonds. Une diminution importante des coûts de forages profonds et le développement d’expertise pour la création de réservoirs géothermiques pourraient toutefois permettre d’envisager éventuellement le développement de cette filière. Différentes pistes pour des travaux futurs sont exposées dans le rapport synthèse du projet.

Avantages pour le Canada

Ce projet pourrait à terme être à l’origine du développement d’un nouveau secteur industriel. La géothermie profonde stimulée pourrait offrir une production de base facilement modulable similaire à la production hydraulique et pouvant donc complémenter d’autres types d’énergie renouvelable.        

Prochaines étapes

Étant donné les coûts engendrés par des forages profonds, un projet pilote d’envergure est donc difficilement envisageable à l’heure actuelle.