Le magma volcanique peut-il alimenter l'avenir ?

Des scientifiques islandais ont découvert comment créer de l'énergie géothermique à partir de roche en fusion super chaude

Tuan C. Nguyen

Ce n'est pas souvent qu'une idée initialement considérée comme une expérience ratée finit par être saluée comme une percée. Mais c'est exactement ce qui s'est passé quand, il y a cinq ans, une équipe de scientifiques islandais, forant profondément dans la croûte terrestre, a découvert de la roche en fusion. Non seulement ce n'était pas ce qu'ils recherchaient à l'époque, mais cela signifiait également qu'ils devaient abandonner leur quête pour localiser un réservoir qui, selon la rumeur, contiendrait une forme d'eau si chaude qu'elle existait dans un état quelque part entre un liquide normal et un gaz.

Les implications de la découverte d'un liquide aussi dense en énergie auraient été énormes. L'eau qui a été chauffée à un état "supercritique", avec des températures aussi élevées que 1 100 degrés Celsius, n'est possible que là où il y a une accumulation suffisante de pression et de chaleur. Le laboratoire est un endroit où les scientifiques ont pu recréer de telles conditions. Mais s'il était produit naturellement quelque part, un foyer géothermique glacé comme l'Islande serait un bon pari.

Au cours de plus d'une décennie, le gouvernement islandais, ainsi qu'un consortium international d'entreprises énergétiques et de scientifiques, ont investi plus de 22 millions de dollars pour déterminer s'il était possible d'exploiter une ressource potentiellement abondante qui contient 10 fois plus d'énergie que la vapeur chauffée. L'espoir était qu'un jour les centrales géothermiques pourront acheminer cette immense source d'énergie propre non seulement vers les foyers et les entreprises locales, mais aussi vers des pays comme l'Angleterre et d'autres pays dépendants du charbon et du gaz à proximité.

Ainsi, le projet de forage profond en Islande a été conçu, en partie, comme un effort pour positionner la petite île volcanique d'environ 320 000 habitants en tant que principal fournisseur d'énergie renouvelable. Cependant, ce qui a rendu l'incident de forage infructueux particulièrement démoralisant, c'est le timing, car il s'est produit au milieu d'une crise économique profonde. Avec le quasi-effondrement du système bancaire central du pays, l'accès facile à un approvisionnement pratiquement illimité d'énergie géothermique, utilisée pour faire fonctionner 90% des ménages, était l'une des rares richesses inhérentes restantes qui, selon les responsables, pourraient contribuer à alimenter une reprise.

Pourtant, frapper accidentellement du magma souterrain ne s'est pas avéré être une perte totale, comme les chercheurs le découvriront plus tard. Au socle d'un volcan, la chaleur emprisonnée dans la roche en fusion brûle à une température constante de 900 à 1 000 degrés Celsius. Ceci est important car une grande partie de la puissance de la substance visqueuse est perdue au moment où elle s'écoule de la pointe d'un volcan sous forme de lave, l'atmosphère exerçant un effet de refroidissement qui modifie considérablement la composition de la roche en fusion. Le problème, maintenant, était que le magma frappant est un événement si rare (cela ne s'est produit qu'une seule fois à Hawaï), les chercheurs n'ont pas eu beaucoup d'occasions de mettre au point une méthode fiable pour exploiter son vaste potentiel. Pour extraire l'énergie utilisable, il fallait d'abord que des réserves d'eau s'accumulent d'une manière ou d'une autre sur le site. Et si cela se produisait, l'équipe IDDP devrait en quelque sorte façonner un système à la fois résilient et capable de puiser de la vapeur dans le puits.

Dans un rapport surprenant, publié dans la revue Geothermics, les chercheurs ont détaillé exactement comment ils ont réussi à y parvenir. Après avoir découvert un réservoir naturel d'eau de pluie qui, au fil du temps, s'est infiltré dans les crevasses juste au-dessus du flux de magma, l'équipe IDDP, dirigée par le géologue Guðmundur Ó. Friðleifsson, a pu tester avec succès un système de transport sur mesure conçu pour canaliser le liquide chaud à mesure qu'il montait. Selon The Conversation, c'est ainsi que les scientifiques ont mis au point leur soi-disant système géothermique amélioré par le magma :

Cela signifiait cimenter un tubage en acier dans le puits, un avec une section perforée au fond le plus proche du magma. La chaleur a été autorisée à s'accumuler lentement dans le trou de forage et, finalement, de la vapeur surchauffée a remonté à travers le puits pendant les deux années suivantes.

[Wilfred] Elders [un géologue de l'Université de Californie à Riverside et co-auteur de l'article] a déclaré que le succès du forage était "incroyable, c'est le moins qu'on puisse dire", ajoutant : "Cela pourrait conduire à une révolution dans l'efficacité énergétique des projets géothermiques à haute température à l'avenir".

La vapeur surchauffée qui a été amenée à la surface a été enregistrée à plus de 450 degrés Celsius, loin des liquides supercritiques, mais toujours la température la plus élevée à laquelle l'électricité générée par la vapeur a été produite, selon les auteurs. Pour la perspective, les centrales géothermiques qui pompent l'eau dans des puits souterrains pour générer de la vapeur produisent de l'électricité à des températures d'environ 180 degrés Celsius. La quantité d'électricité produite dans une usine dépend d'un certain nombre de variables, notamment la quantité d'eau chauffée et acheminée par minute et l'efficacité du système à convertir cette énergie en électricité. Le puits à lui seul, qui a une puissance électrique potentielle de 36 mégawatts, produit plus de la moitié de la puissance combinée des 33 forages situés à proximité de la centrale électrique de Krafla et suffisamment pour alimenter environ 9 000 foyers à tout moment. Cependant, il pâlit encore un peu par rapport aux centrales au charbon de 660 mégawatts.

Alors, quelle est la prochaine étape ? Eh bien, il n'y a pas eu d'accords confirmés pour construire une station géothermique au sommet du puits, du moins pas encore. Mais le fait que les scientifiques aient pu produire de l'électricité via une substance volcanique doit être considéré comme un signe encourageant. Ils n'ont pas non plus abandonné leur poursuite plus exotique pour exploiter ces poches insaisissables de fluide supercritique. L'équipe a déjà marqué un emplacement dans le sud-ouest de l'Islande pour la prochaine phase du projet. IDDP-2, prévu pour plus tard cette année, vise à forer un trou de forage à cinq kilomètres de profondeur à la recherche de sources d'énergie encore plus chaudes.

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Tuan C. Nguyen | EN SAVOIR PLUS

Tuan C. Nguyen est un journaliste de la Silicon Valley spécialisé dans la technologie, la santé, le design et l'innovation. Son travail a été publié sur ABCNews.com, NBCNews.com, FoxNews.com, SmartPlanet et LiveScience de CBS.