Catégorie : Science

Système Géothermique Stimulé dans l’Orégon // Enhanced Geothermal System in Oregon

drapeau francaisDans plusieurs notes écrites sur ce blog en 2008, 2011 et 2012, j’ai expliqué qu’il existait un projet d’exploitation de l’énergie géothermique dans le secteur du volcan Newberry, au cœur de l’Oregon. Aujourd’hui, le projet est en passe de devenir réalité. Il est censé produire une énorme quantité d’énergie aux États-Unis. La société AltaRock Energy exploite la chaleur de la terre à trois kilomètres de profondeur et la transforme en une électricité fiable et rentable.
Quand les gens évoquent la géothermie, ils pensent en général à des ressources hydrothermales situées dans les zones volcaniques le long de plaques tectoniques. En fait, le potentiel de la géothermie est beaucoup plus vaste et géographiquement dispersé. Il existe un énorme potentiel pour les Systèmes Géothermiques Stimulés (SGS ou EGS) à travers les États-Unis et toute la planète.
Un système SGS fonctionne en forant le sol et en injectant de l’eau dans un système en boucle fermée destiné à créer des fractures dans la roche. On ajoute de l’eau pour absorber la chaleur émise par la roche, ce qui entraîne une production de vapeur qui remonte vers la surface et actionne une turbine.

Le Massachusetts Institute of Technology Group (MIT) qui a supervisé le projet recherchait une méthode pour produire 100 000 MW aux Etats-Unis par le SGS. Les chercheurs ont remarqué que la qualité de la ressource géothermique repose sur trois facteurs fondamentaux:
1) La relation température-profondeur (également appelée gradient géothermique), autrement dit la profondeur à laquelle il faut forer pour obtenir la chaleur nécessaire.
2) La perméabilité et la porosité de la roche réservoir. C’est un facteur important car cela concerne la zone de surface à laquelle l’eau (qui absorbe la chaleur nécessaire) est exposée.
3) La saturation en fluide. (La quantité de fluide dans la roche susceptible d’absorber la chaleur)
Comme le fait remarquer le rapport du MIT, le SGS est intéressant pour plusieurs raisons, notamment parce qu’il fournit de l’électricité pratiquement sans carbone et la roche source est abondante aux Etats-Unis.

Le groupe d’étude a indiqué que le potentiel de ce type de ressource géothermique était énorme et très rentable: Avec un investissement privé/public se situant entre 800 millions et un milliard de dollars sur une période de 15 ans, la technologie SGS pourrait être déployée commercialement sur une échelle de temps qui produirait plus de 100 000 MW d’ici 2050.
La technologie SGS est très différente de l’hydrofracturation pour le gaz naturel. On n’a pas besoin de percer latéralement, ni d’utiliser des produits chimiques ou du sable pour ouvrir les fractures dans la roche. En outre, aucune eau usée n’a besoin d’être éliminée. C’est la différence de température entre l’eau froide et la roche très chaude qui provoque les fractures. Ces fractures à leur tour aboutissent à une augmentation de surface pour le transfert thermique ultérieur de la roche vers l’eau. Une préoccupation du public a été la possibilité de voir apparaître des séismes, ce que l’on appelle la « sismicité induite ». Mais comme l’a démontré AltaRock en utilisant des mesures obtenues lors du projet Newberry, les stimulations provoquées par la technologie SGS déclenchent une «sismicité inférieure aux vibrations que subit un stade de football rempli de spectateurs lors d’un grand match de la NFL » (National Football League aux Etats-Unis).
Une autre différence est que la fracturation pratiquée par AltaRock utilise une boucle fermée. Une fois que le réservoir est initialement chargé, il n’est plus nécessaire d’ajouter d’eau, et les centrales peuvent alors produire de l’énergie pendant des décennies.

Dans l’Oregon, AltaRock est en train de construire l’une des centrales les plus importantes des États-Unis La société a foré jusqu’à 3.000 mètres dans la roche sèche et chaude, à 300 ° C, avec presque pas de perméabilité à la base, et elle a utilisé sa propre technologie pour créer un réservoir géothermique.
L’entreprise a un coût: 40 millions de dollars viennent d’investisseurs privés, complétés par 21,5 millions de dollars du Ministère de l’Énergie. Le projet est également soutenu par plusieurs institutions universitaires et scientifiques.
Il comporte plusieurs étapes (voir schéma ci-dessous). La première consiste à forer le premier puits d’exploration et d’injection. Ce puits fournit des informations concernant les températures de fond de forage et c’est le puits dans lequel l’eau est injectée pour fracturer la roche et créer le réservoir géothermique. Une fois que le réservoir est créé, d’autres puits de production sont forés ; ils seront reliés au premier puits de telle sorte que l’eau se déplace de l’un à l’autre. L’eau surchauffée (à environ 300 ° C) va remonter le long des puits de production vers la surface et la vapeur qui en résulte va passer par un générateur afin de produire de l’électricité.
En l’état actuel des choses, le projet Newberry a déjà vu l’achèvement du puits d’injection, la stimulation de la ressource, et la création de la perméabilité. La prochaine étape consistera à forer des puits de production qui auront une «communication» avec l’eau injectée dans le premier puits, créant ainsi un réseau en boucle fermée.
La géothermie haute température par stimulation pourrait devenir une technologie essentielle pour répondre aux besoins futurs des Etats-Unis en électricité, et elle peut être utilisée dans tout le pays.

Sources : Forbes.com & The Oregonian.

On pourra consulter un site en français qui explique fort simplement le principe des systèmes géothermiques stimulés:

http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/geothermie-haute-temperature-par-stimulation

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drapeau anglaisIn several notes written on this blog in 2008, 2011 and 2012, I explained that there was a project to exploit geothermal energy at Newberry volcano, in central Oregon. Today, the project is in a fair way to become reality. It is said to hold the promise to producing an enormous amount of energy in the United States. The AltaRock Energy company is mining the earth’s heat three kilometres down and turning it into a reliable and cost-effective supply of electricity.

When most people think of geothermal, they envision the hydrothermal resources that are located in volcanic zones along tectonic plates, but the potential for geothermal is much larger and geographically dispersed. In fact, there is enormous potential for heat mining Enhanced Geothermal Systems (EGS) throughout the U.S. and the world.

EGS works by drilling a hole into the ground, and pumping water into a closed loop system to create fractures in the rock. Additional water is added to absorb heat from the rock, which turns to steam at the surface and drives a turbine.

The Massachusetts Institute of Technology (MIT) group which supervised the project was specifically looking at what would be necessary to produce 100,000 MW of EGS in North America, which would represent about 10% of overall US generating capacity. They noted that the quality of the geothermal resource is affected by three basic factors:

1)   The temperature-depth relationship (also referred to as the geothermal gradient), in other words, how deep you have to drill to obtain the requisite heat.

2)   The reservoir rock’s permeability and porosity. This matters because it affects the surface area that the water (which absorbs the necessary heat) is exposed to.

3)   The amount of fluid saturation. (How much fluid in the rock that can absorb the heat)

As the MIT report noted, EGS is attractive for several reasons, including the fact that it provides virtually carbon free electricity and the source rock resource exists widely throughout the United States.

The study group indicated that the potential of this resource was enormous and cost-effective: With a combined public/private investment of about $800 million to $1 billion over a 15-year period, EGS technology could be deployed commercially on a timescale that would produce more than 100,000 MW of new capacity by 2050.

EGS is a very different technology than hydro-fracking for natural gas. One doesn’t have to drill sideways, nor use chemicals or sand to open up fractures in the rock. Also, no wastewater is produced that needs to be disposed of. Rather, it’s the temperature differential between cold water and hot rock that creates the fractures. These fractures in turn result in enhanced surface area for subsequent heat transfer from the rock to the water. Another public concern has been the potential for creating earthquakes, referred to as “induced seismicity.” But as Altarock highlights using measured data from the Newberry project, EGS stimulations result in « seismicity that is lower than a packed football stadium during a big NFL game ».

Another difference from fracking is that AltaRock is using a closed loop. Once the reservoir is initially charged, no more additional water is needed, and the plants can then produce power for decades.

In Oregon, AltaRock is building one of the most important power plants in the U.S. The company has drilled 3,000 metres into hot dry rock, at 300°C, with almost no permeability at the bottom and used its own technology to create a geothermal reservoir.

The undertaking is not cheap: 40 million dollars are coming from private investors, complemented by a $21.5 million from the Department of Energy. The project is also supported by several university and scientific institutions.

It involves several stages (see image below). The first element involves drilling the initial exploratory and injection well. This well provides information concerning downhole temperatures and is the well into which the water is introduced to fracture the rock and create the geothermal reservoir. Once the reservoir is created, additional vertical production wells are drilled, and they will have connectivity to the first well so that water moves from one to the other. The superheated water (at about 300°C) will rise up the production wells to the surface and the resulting steam will course through a generator to create electricity.

At this point, the Newberry Volcano project has already seen completion of the injection well, stimulation of the resource, and the creation of permeability. The next step is to drill the producer wells that will have ‘communication’ with the water injected into the first well, creating the closed loop network.

Enhanced geothermal can be a critical technology in meeting the U.S. future electric energy requirements. And it can be located all across the country.

Sources : Forbes.com & The Oregonian.

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Source: AltaRock

Une histoire d’ours blancs et oies des neiges // A story of snow geese and polar bears

drapeau francaisAu Centre International de Conservation des Ours Blancs à Winnipeg, on peut lire: « La glace gèle plus tard. Les ours affamés attendent plus longtemps ».
Le réchauffement climatique a pour conséquence une réduction de la taille de la banquise sur les mers arctiques, ce qui laisse moins de temps et d’espace aux ours blancs pour chasser les phoques dont ils dépendent pour leur survie. Pourtant, les ours polaires ont découvert une nouvelle option alimentaire : les oies des neiges.
Comme la glace fond plus tôt, les ours atteignent ​​le rivage plus tôt. Cette nouvelle situation présente toutefois un avantage. Les ours débarquent au beau milieu de l’espace de reproduction estivale des oies des neiges avant que les œufs soient éclos et que les oisillons aient pris leur envol. Avec 75 000 couples d’oies sur la péninsule du Cap Churchill – résultat d’une explosion continue de la population – il y a abondance de nourriture pour les ours.
Cependant, ce qui est bon pour les ours représente un désastre pour les plantes et le paysage car les oies transforment de vastes étendues de toundra en champs de boue stérile. Cela ne signifie pas non plus que tout ira pour le mieux pour les ours dans le long terme.
Pour bien apprécier la manière dont s’effectue la réaction en chaîne autour de la Baie d’Hudson, il faut en étudier les différents maillons : les oies, les ours, les plantes et la terre qu’ils fréquentent.
Le nombre d’oies des neiges a explosé, passant d’environ 1,5 millions dans les années 1960 à 15 millions aujourd’hui. Beaucoup d’entre elles nichent dans la région de la baie d’Hudson ou y font une pause avant de poursuivre leur route vers le nord.
La population d’oies était autrefois limitée par la pauvreté de son alimentation hivernale dans les États du Sud. Après l’assèchement d’un grand nombre de marais pour divers types de développement, les oies des neiges ont trouvé les rizières plus au nord de la Louisiane et ensuite continué à explorer et élargir leur aire d’hivernage en découvrant les vastes champs agricoles du Midwest. Ainsi, une espèce qui était autrefois limitée par son habitat hivernal dispose désormais d’une offre infinie de nourriture. Certaines oies des neiges passent même maintenant l’hiver dans le Nebraska et l’Iowa où ces cultures sont pratiquées. Elles continuent toutefois à fréquenter les régions sub-arctique et arctique pendant l’été, fidèles à de vieilles habitudes. La colonie d’oies est passée de 2500 couples dans les années 1960 à 75000 aujourd’hui, et on trouve les oiseaux jusqu’à 35 kilomètres à l’intérieur des terres, dévastant les zones près de la côte en raison de leurs habitudes alimentaires. En effet, les oies des neiges paissent, broutent la tête des plantes ou les tirent en arrachant les racines. Elles ont un bec dentelé et un cou puissant, ce qui signifie qu’il leur est plus facile de saisir et de déchirer que leurs cousines ​​bernaches du Canada.
Les oies mangent mais elles sont aussi mangées ! De nombreuses espèces de l’Arctique apprécient les oeufs et les oisillons : les renards arctiques, des grues, les mouettes, mais aussi les ours polaires.
Depuis les années 2000, il est clair que la banquise fond plus tôt et en été les ours blancs arrivent souvent à temps pour récolter les oeufs d’un grand nombre d’oies et autres oiseaux.
Des caméras installées autour de la Baie de La Pérouse depuis plusieurs années afin d’observer les nids ont pris les ours la main dans le sac, ou plutôt dans le nid. Les images montrent que les grues, les loups, les aigles et les renards participent également au festin.
Les ours polaires se goinfrent. Un seul ours peut manger jusqu’à 1200 oeufs en quatre jours. Une couvée de quatre œufs est censée représenter 825 calories, soit l’équivalent d’un demi Big Mac ! Trois cents nids de quatre œufs correspondent en théorie à 247 500 calories, soit environ 10 pour cent des besoins alimentaires annuels d’un ours.
Cependant, il faut être très prudent dans l’interprétation de ces chiffres; ils ne veulent pas forcément dire que les ours se portent bien. Des études ont montré que l’état des ours polaires à l’ouest de la Baie d’Hudson se détériorait, quel que soit leur régime alimentaire. Le problème pour les ours se situe dans le long terme et dans la globalité de l’espèce. A l’avenir, avec la réduction de la banquise, rien ne dit que les populations actuelles d’ours polaires pourront trouver suffisamment de nourriture pour survivre.

Les habitudes alimentaires des ours ne constituent pas une menace pour la population d’oies polaires. Pour que la population d’oies reste constante, il suffit qu’un couple d’oies ait deux oisillons survivants. Les oies des neiges ont en général 4 ou 5 œufs pendant cinq ou six saisons. Le maintien d’une population stable est donc quasiment assuré.
La situation est plus préoccupante pour les plantes de la toundra qui doivent faire face à la fois aux oies et au réchauffement. Les oies, les autres oiseaux, les caribous et d’autres animaux se nourrissent des plantes dans la région de la baie d’Hudson. Ces plantes sont confrontées à l’assaut des oies, à une augmentation de la population de caribous et aux sautes de température qui accompagnent le changement climatique.

Il est clair que la physionomie globale de l’Arctique, tant animale que végétale, subira de profondes transformations dans les années à venir.

Source : Alaska Dispatch News.

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drapeau anglaisAt the International Polar Bear Conservation Centre of Winnipeg, one can read: “Ice freezes later”. “Hungry bears wait longer”.

A warming planet means less ice coverage of the Arctic Sea, leaving the bears with less time and less ice for hunting seals. They depend on seals for their survival. But the polar bears have discovered a new menu option. They eat snow geese.

Because the ice is melting earlier, the bears come on shore earlier, and the timing turns out to be fortunate for them. Indeed, they now often arrive in the midst of a large snow goose summer breeding ground before the geese have hatched and fledged. And with 75,000 pairs of snow geese on the Cape Churchill Peninsula – the result of a continuing goose population explosion – there is an abundant new supply of food for the bears.

What’s good for the bears, however, has been devastating to the plants and the landscape, with the geese turning large swaths of tundra into barren mud. Nor does it mean the bears are going to be OK in the long run.

To fully appreciate how the chain reaction plays out around Hudson Bay requires studying the individual links in the chain – the geese, the bears, and the plants and the land beneath them.

The number of snow geese that live and migrate in the continent’s central flyway exploded from about 1.5 million in the 1960s to about 15 million now, and many of them nest in the Hudson Bay area or stop by on their way farther north.

The goose population was once limited in size by its sparse winter food supply in Southern states. After many of the marshes were drained for various kinds of development, the snow geese found the rice prairies farther north in Louisiana and then continued to explore and expand their winter range, finding the vast agricultural fields of the Midwest. So a species that was once in part limited by winter habitat now has an infinite winter supply of food

Some snow geese now winter in Nebraska and Iowa where these crops are grown. But they keep coming to the sub-Arctic and the Arctic in the summer, following ancient habit. The colony increased from 2,500 pairs in the 1960s to 75,000 today, and the birds moved as far as 35 kilometres inland as they ruined areas near the coast because of their eating habits. Snow geese graze, eating the tops of plants, and grub, pulling out plants by the roots. They have a serrated beak and a powerful neck, which means they are better able to grip and rip than their Canada geese cousins.

But geese not only eat. They are eaten. Many creatures love the eggs and goslings in particular – arctic foxes, cranes, gulls and, as it happens, polar bears.

After the year 2000, it was clear that the sea ice was melting earlier and the polar bears were often coming on shore in time to harvest the eggs from vast numbers of geese and other birds.

Cameras set up around La Perouse Bay for several years to observe goose nests caught the bears in the act of eating the eggs and the birds. The images show that cranes, wolves, eagles and foxes are eating them as well.

Polar bears are gluttons. A single bear may eat as many as 1,200 eggs in four days. A clutch of four eggs would amount to 825 calories, the equivalent of 1 1/2 Big Macs. Three hundred four-egg clutches would be 247,500 calories, or about 10 percent of a bear’s yearly nutritional needs.

However, one should be very careful in interpreting these figures ; they may not mean that the bears are doing well. Studies have shown the condition of polar bears in the western Hudson Bay is deteriorating, whatever their diet. The concern for the bears is long-term and global. In the future, as sea ice declines, there’s no evidence that anything like current polar bear populations can be supported.

The bears’eating habits will not put a real dent in the goose population. For the geese population to remain constant, a pair of geese needs to have only two surviving offspring in a lifetime of breeding. Snow geese have many chances, typically with five or six seasons of four or five eggs each. Those are good odds for maintaining a stable population.

However, that puts the plants of the tundra in an uncomfortable place, between a goose and a warming trend. The geese, birds, caribou and many other animals live on plants in the Hudson Bay area. Those plants are facing the goose onslaught, an increase in the caribou population and swings in temperature that accompany the changing climate.

Source : Alaska Dispatch News.

Oies polaires

Ours blanc

(Photos:  C.  Grandpey)

Les ondes de choc du Tavurvur (Papouasie-Nouvelle-Guinée) // The shockwaves of Tavurvur (Papua-New-Guinea)

drapeau francaisEn cliquant sur le lien ci-dessous, vous aurez accès à une vidéo très intéressante tournée lors de l’éruption du Tavurvur (Papouasie-Nouvelle-Guinée) en août dernier (voir mes notes des 29 et 30 août 2014). La vidéo a été réalisée à partir d’un bateau et montre une onde de choc et le bang qui l’a accompagnée.
Le processus d’une onde de choc est assez facile à comprendre: L’air est instantanément compressé puis décompressé en rayonnant vers l’extérieur, avec une phase instantanée de réchauffement, puis de refroidissement. C’est le refroidissement qui provoque le nuage très fugace de gouttelettes d’eau que l’on peut voir tandis que l’onde se propage dans l’air tropical humide.

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=BUREX8aFbMs

Source : Site Internet Techeblog.com

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drapeau anglaisBy clicking on the link below, you will have access to a very interesting video shot during the eruption of Mount Tavurvur (Papua New Guinea) last August (see my notes of August 29th and 30th). The video was performed from a boat and shows a shock wave and resulting sonic boom.

The process of a shock wave is quite easy to understand: The air is instantaneously compressed then decompressed, radiating outward, with very rapid warming, then cooling. It is the cooling that causes the very fleeting visible cloud of water droplets as the wave propagates through moist tropical air.
https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=BUREX8aFbMs

Source : Internet website Techeblog.com

L’Aquila (Italie): La justice prononce l’acquitement des scientifiques

La Cour d’appel de L’Aquila a finalement acquitté lundi les sept scientifiques condamnés en première instance à six ans de prison pour avoir sous-estimé les risques avant le séisme qui avait fait plus de 300 morts en 2009. Pour mémoire, les scientifiques s’étaient réunis à L’Aquila six jours avant le tremblement de terre, mais n’avaient pas alerté les habitants des sérieux risques liés à celui-ci.

Jugés en appel, les sept scientifiques italiens (Franco Barberi, Enzo Boschi, Mauro Dolce, Bernardo De Bernardinis, Giulio Selvaggi, Claudio Eva et Gian Michele Calvi) ont été acquittés. Ces membres de la Commission « grands risques », six experts des tremblements de terre et le sous-directeur de la Protection civile Bernardo De Bernardinis, avaient été condamnés en octobre 2012 à six années de prison chacun  pour « homicide par imprudence ».

Sans donner d’explication, la cour a estimé que les faits ne constituaient pas un délit. La lecture de la décision dans la salle d’audience a été accueillie par des huées du public. Seule exception à l’acquittement général, Bernardo De Bernardinis a été condamné à deux ans de prison pour la mort de certaines victimes, mais acquitté pour la mort d’autres. La cour a toutefois suspendu sa peine de prison.

Les parties civiles ou le parquet peuvent encore introduire un recours devant la Cour de Cassation.

Comme je l’ai indiqué au cours de l’émission « Vies d’Envies », je trouvais scandaleuse la condamnation des sept scientifiques. Apparemment, la justice italienne ne connaît rien en sismologie, sinon elle saurait que nous sommes absolument incapables de prévoir le déclenchement d’un tremblement de terre. Dans ce contexte, comment les 7 scientifiques auraient-ils pu alerter la population ? Certes, la région de l’Aquila est une zone à risques, mais c’est tout ce que l’on peut dire ; rien de plus concernant la prévision !.

La condamnation (même si elle est suivie d’un acquittement) est grave car, à l’avenir, les scientifiques italiens réfléchiront deux fois avant d’alerter une population à propos d’un risque sismique ou volcanique. Comme me le confiait un jour Franco Barberi – l’un des scientifiques acquittés – à propos de la prochaine éruption du Vésuve : « Si je fais évacuer la population de Naples qu’il ne se passe rien, je passe pour un imbécile ; si je ne fais pas évacuer et qu’une catastrophe se produit, je vais en prison. »