«TLS TECH TALKS » ÉPISODE #1.2
Les secrets d’une société d’exploration géothermique de nouvelle génération
Vous êtes à l’écoute des « TLS Tech Talks », un accès en coulisses au développement de notre outil d’exploration amélioré par l’IA.
Dans la deuxième partie de cet épisode, nous approfondissons l’aspect technique de nos outils géophysiques. Comment peut-on identifier la durabilité d’une source hydrothermale ? Qu’ont en commun les Legos et Python ?
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Vous trouverez ci-dessous la transcription complète de l’épisode 1.2 :
Rusty : Hé, bienvenue à nouveau chez TLS Tech. Entretien avec Mathieu Bellanger. Ceci est la suite de l’épisode 1.1… présentant les techniques d’exploration des énergies propres géothermiques.
Mathieu : Une perméabilité élevée permet un écoulement efficace des fluides à l’intérieur des puits. La quantité de chaleur que vous pouvez extraire dépend non seulement de la température, mais également de la masse de fluide que vous pouvez extraire par unité de temps. Dans les zones très perméables, vous pouvez extraire des quantités importantes de fluide, ce qui augmente la quantité de chaleur que vous pouvez exploiter. Mais il faut gérer le débit à l’aide de pompes et maintenir une faible pression dans le réservoir pour éviter d’endommager la structure rocheuse.
L’indice d’injection et l’indice de production sont des paramètres cruciaux dans ce procédé. Ils relient la pression à l’intérieur du système au débit de fluide pouvant être atteint dans les puits. Pour qu’un système soit économique, il faut souvent que ces indicateurs soient supérieurs à certains seuils.
Mon travail consiste à identifier de tels systèmes sous terre, même en l’absence de manifestations de surface comme des sources chaudes ou des volcans. Le plan de travail que nous avons développé chez TLS consiste à explorer ces systèmes et à déterminer leur viabilité économique. Cette approche est assez différente des méthodes traditionnelles utilisées avant les années 2010, qui reposaient souvent sur des manifestations superficielles observables. Nous nous concentrons sur les roches cristallines, un milieu peu exploré en raison du manque de ressources pétrolières et gazières. Nous cherchons à démontrer la présence de ressources géothermiques dans des roches granitiques ou cristallines au sein de zones de failles à travers des projets de forages profonds en France.
Rusty : Nous avons essayé cette approche en France et y travaillons aux États-Unis, notamment dans des endroits comme Buffalo Valley, vous devez être très enthousiaste ?
Mathieu : Absolument, je suis très enthousiaste. Le « Basin & Range », d’un point de vue géologique, est fascinant avec un transport de masse et une distribution d’énergie importants. Il existe un grand potentiel énergétique à des profondeurs relativement faibles dans la vallée de Buffalo. Nous avons dû adapter légèrement nos techniques, car il s’agit d’un domaine plus sédimentaire par rapport à notre autres projets habituels dans les roches cristallines. Nous avons ajusté notre plan de travail en conséquence.
Rusty : Pourriez-vous nous expliquer comment vous développez ces images 3D de ressources souterraines ?
Mathieu : Certainement. Dans notre exploration, nous visons à créer des images 3D du sous-sol, ce que nous faisons en utilisant divers outils géophysiques combinés à des connaissances géologiques. Même si les puits coûtent cher, nous pouvons quand même recueillir des données précieuses. Nous utilisons principalement des méthodes telles que la gravimétrie, la magnétotellurique et l’enregistrement du bruit ambiant sismique. Ces méthodes nous aident à enregistrer les variations des champs électriques et magnétiques au fil du temps, qui sont liées par un tenseur d’impédance dépendant principalement de la conductivité de la roche souterraine.
En enregistrant ces variations, nous pouvons déduire la conductivité électrique ou la résistivité du sous-sol. Cette approche nous donne un aperçu des propriétés du sous-sol. Cependant, l’interprétation de ces données est difficile car plusieurs configurations peuvent expliquer les données que nous enregistrons. Nous utilisons l’inversion conjointe pour combiner les propriétés pétrophysiques, réduisant ainsi le nombre de modèles possibles expliquant nos données.
De plus, en tant que géologue, je souhaite convertir ces propriétés physiques en propriétés géologiques telles que la lithologie, la température, la porosité et la perméabilité. Cette conversion est cruciale pour comprendre le potentiel d’extraction de l’énergie géothermique.
Rusty : Donc, vous développez des outils qui diffèrent des outils traditionnels d’exploration pétrolière et gazière ?
Mathieu : Oui, nous explorons des environnements différents de ceux habituellement recherchés dans l’exploration pétrolière et gazière. Nos outils sont conçus pour identifier les emplacements souterrains chauds adaptés à l’énergie géothermique. Cette approche diffère considérablement des méthodes traditionnelles, qui négligent souvent certains types de sites géothermiques potentiels.
La plupart des centrales géothermiques existantes sont situées à proximité de manifestations de surface telles que des sources, mais nos méthodes nous permettent d’explorer des zones dépourvues de tels indicateurs de surface. Les travaux de Jim Faulds de l’Université de Reno montrent que la plupart des systèmes géothermiques sont cachés et ne présentent aucune manifestation en surface. Ces systèmes représentent une part importante des ressources géothermiques. Nos outils sont conçus pour identifier ces systèmes cachés, nous permettant ainsi d’explorer l’énergie géothermique dans des zones auparavant négligées.
Rusty : Donc, vos outils sont spécifiquement orientés vers les exigences uniques de l’exploration de l’énergie géothermique ?
Mathieu : Nos outils sont conçus en tenant compte des enjeux et des objectifs spécifiques de l’exploration géothermique. Nous les avons développés pour s’adapter à différents environnements géologiques et pour répondre aux besoins particuliers d’identification de ressources géothermiques viables.
Rusty : Nous parlons de géométries et de propriétés souterraines. Pourriez-vous nous expliquer davantage les outils que vous utilisez ?
Mathieu : Tout à fait, notre travail tourne souvent autour de la compréhension de la géométrie des failles et des différentes propriétés du sous-sol. Nous avons développé des outils qui nous aident à les appréhender.
Nous avons intégré des données spatiales, car la géologie est largement concernée par des problèmes géométriques. Nous travaillons également sur des méthodes d’inversion conjointe, que j’ai mentionnées plus tôt, pour convertir les propriétés physiques en informations géologiquement plus pertinentes, comme les perméabilités et les températures.
Rusty : Vous utilisez donc Python pour programmer ces outils ?
Mathieu : Oui, nous utilisons Python, un langage de script polyvalent, pour développer nos outils. C’est comme si nous disposions d’une vaste gamme de briques, semblables aux Legos, nous permettant de construire de nouvelles choses. Nous utilisons Python pour diverses tâches telles que l’utilisation de données, la visualisation, le nettoyage, la transformation et même la modélisation ou les simulations 3D.
Rusty : Cela ressemble à une approche globale. Maintenant, concernant Buffalo Valley, notre projet le plus avancé, quels sont les aspects clés sur lesquels vous vous concentrez, notamment concernant les sources d’eau souterraines ?
Mathieu : Dans Buffalo Valley, et généralement à des profondeurs supérieures à 1 kilomètre, l’eau est tout à fait différente. Dans les systèmes hydrothermaux, l’eau est riche en sel, ce qui la rend impropre à la consommation directe. Nous nous concentrons sur les eaux profondes et chaudes, différentes des eaux de surface. Pour confirmer la présence et les qualités de ces sources d’eau profonde, nous examinons divers facteurs. Par exemple, dans la vallée de Buffalo, nous avons identifié de l’eau à des profondeurs comprises entre 1 500 et 2 000 mètres, qui provient probablement d’une profondeur encore plus profonde, autour de 6 000 mètres.
Rusty : Comment garantissez-vous la durabilité et la sécurité environnementale de ces opérations ?
Mathieu : Nous opérons en système fermé, utilisant à la fois des puits de production et des puits d’injection. Les fluides géothermiques ne sont jamais exposés à l’environnement, garantissant ainsi l’absence d’épuisement des ressources souterraines. Nous nous concentrons sur la réinjection des fluides extraits dans le sol après extraction de la chaleur, ce qui est crucial pour maintenir la durabilité du système.
Rusty : Il est donc essentiel de comprendre l’aspect durabilité. Qu’en est-il de la durabilité de la source de chaleur ?
Mathieu : Dans la Buffalo Valley, il y a une forte probabilité que des systèmes magmatiques contribuent à la chaleur. Cependant, il est important de noter que les systèmes géothermiques peuvent être viables même sans implication magmatique. La chaleur peut provenir de la radioactivité de la croûte ou de flux asthénosphériques plus profonds. Ces matériaux profonds et chauds, souvent liés aux processus de subduction des plaques, constituent une source de chaleur importante. Cette approche nous permet d’exploiter l’énergie géothermique dans divers contextes géologiques, sans se limiter aux zones d’activité magmatique.
Rusty : Discutons de la source de chaleur géothermique. Comment comprenez-vous la dynamique du transport de masse et d’énergie au sein de la croûte ?
Mathieu : La source de chaleur de nos projets géothermiques provient de différents processus souterrains. Par exemple, dans des zones comme le « Basin & Range », nous avons un transport de masse et d’énergie dû aux activités géologiques sur de longues périodes. Ces processus facilitent le transport vertical de la chaleur à travers la croûte. C’est cette chaleur que nous cherchons à exploiter et à extraire.
Rusty : Il semble que comprendre l’histoire et la dynamique d’une région soit crucial. Pourriez-vous nous expliquer comment vous évaluez le potentiel d’un site géothermique ?
Mathieu : La longévité de la circulation thermique est un facteur clé. Par exemple, le fait que la circulation des fluides dure depuis des milliers ou des millions d’années a un impact significatif sur le potentiel d’un site. Dans le « Basin & Range », nous avons identifié diverses périodes de flux de matières et d’énergie, ce qui en fait une zone intéressante pour l’exploration géothermique.
Rusty : Merci Mathieu. Pour ceux d’entre vous qui nous écoutent, merci de nous rejoindre, n’hésitez pas à vous abonner et restez connectés pour notre 3ème segment avec Mathieu Bellanger.
Fin de la transcription – Voir l’épisode 1.3 suivant de Tech Talks pour la suite de la transcription.
