Étiquette : Adelie

Projet de géothermie sous-marine // Subsea geothermal project

J’ai consacré un article (le 18 juillet 2024) à l’Axial Seamount, un volcan sous-marin situé à environ 480 km au large des côtes de l’Oregon. Il s’agit d’un volcan bouclier, dont la structure est comparable à celle des volcans que l’on trouve à Hawaï.

Carte montrant la position de l’Axial sur la dorsale Juan de Fuca (Source : USGS)

En mars 2024, ce volcan sous-marin présentait une inflation importante, faisant craindre une éruption aux scientifiques locaux. Cette phase de gonflement s’accompagnait d’une hausse de l’activité sismique. Les volcanologues ont évoqué la possibilité d’une éruption entre 2025 et 2026, tout en soulignant le caractère imprévisible de l’activité volcanique. À ce jour, aucune éruption n’a eu lieu.

Source: USGS

Malgré les risques éruptifs, des chercheurs viennent de réaliser, sur l’Axial Seamount, la toute première démonstration d’une centrale géothermique sous-marine. Bien que la production d’électricité n’ait duré que moins de 10 secondes, cette expérience a montré la faisabilité technique d’exploiter une nouvelle forme d’énergie renouvelable en milieu sous-marin.
Endurance Energy, une start-up basée à Seattle à l’origine de ce projet, ambitionne à terme de commercialiser l’énergie géothermique sous-marine, notamment auprès des nations insulaires du Pacifique et d’autres clients en quête d’alternatives à l’importation de combustibles fossiles coûteux.
L’exploitation de l’énergie géothermique sur les fonds marins soulève des défis bien différents de ceux rencontrés dans les projets géothermiques terrestres. Elle peut également entraîner des coûts d’installation et d’exploitation plus élevés.
Pour mener à bien cette opération, Endurance Energy a déployé, depuis le navire Ocean Guardian, un équipement de forage sous-marin afin de creuser deux puits dans le plancher océanique, à une profondeur d’environ 1 524 mètres.
Les deux forages ont rapidement laissé échapper des fluides hydrothermaux atteignant une température d’environ 260 °C. L’équipe d’Endurance Energy a procédé au tubage et à la cimentation du second puits, avant d’y installer une vanne. L’entreprise a ensuite mis en place sa centrale électrique de 100 kilowatts, baptisée Adélie ; celle-ci est conçue pour vaporiser les fluides hydrothermaux captés, afin d’actionner une turbine reliée à un générateur électrique. Un robot sous-marin télécommandé a été utilisé pour faciliter le raccordement de la centrale au puits nouvellement foré. La centrale Adélie a également été reliée au centre de contrôle d’Endurance Energy à Seattle, grâce au raccordement à un réseau sous-marin de 900 kilomètres composé de câbles à fibre optique et de câbles électriques. Ce réseau a fourni à la fois de l’énergie et une connectivité aux capteurs installés sur le plancher océanique.
Tout était alors prêt pour le test d’Adélie, mais un problème majeur est rapidement apparu : le forage de 16 mètres dans les fonds marins ne fournissait pas une quantité suffisante de fluide hydrothermal pour faire fonctionner la centrale. Par ailleurs, le puits de test ne mesurait que 5 centimètres de diamètre, alors que les puits utilisés pour l’extraction de pétrole, de gaz ou pour la géothermie terrestre présentent généralement des tubages d’un diamètre compris entre 50 et 90 centimètres. Pour éviter ce genre de difficulté à l’avenir, Endurance Energy prévoit de réaliser des forages plus profonds afin d’accéder à un volume plus important de fluides. L’équipement de forage actuel de l’entreprise peut atteindre environ 80 mètres de profondeur, soit cinq fois plus que le puits utilisé lors du premier test.
Afin de tenter tout de même de faire fonctionner la centrale Adélie, l’équipe scientifique l’a déplacée vers une source hydrothermale naturelle située à proximité, où du fluide s’écoule à une température d’environ 281 °C. En l’espace d’une trentaine de secondes, la turbine de la centrale a atteint une vitesse d’environ 26 000 tours minute, permettant au générateur de produire 60 wattheures d’électricité. La centrale a même atteint un bilan énergétique positif, puisqu’elle produisait plus d’électricité qu’elle n’en consommait, pendant 8,7 secondes. Elle a généré une puissance nette moyenne d’environ 2 kilowatts, avec un pic atteignant 16,5 kilowatts.
Cependant, un problème logiciel a interrompu le fonctionnement de l’installation, qui a été arrêtée par mesure de sécurité. Lors de la procédure de redémarrage, un câble électrique alimentant la pompe du fluide frigorigène a subi une défaillance, ce qui a définitivement mis fin à l’essai.

Endurance Energy compte toutefois tirer parti de cette expérience pour améliorer la conception et les tests de ses câbles sous-marins. L’installation de la centrale géothermique au-dessus d’une source hydrothermale naturelle constituait un test ponctuel, mené exclusivement à des fins de recherche et de démonstration. Endurance Energy prévoit de prendre des mesures pour limiter les éventuels impacts environnementaux sur les fonds marins et la faune marine. Le prochain test, prévu pour l’hiver 2026-2027, mettra en œuvre une unité Adélie remise à neuf et améliorée – rebaptisée Gentoo par référence au manchot papou – conçue pour permettre une importante production d’énergie.
L’entreprise développe par ailleurs un générateur commercial plus puissant, de 2 mégawatts, en vue de sa première mise en oeuvre commerciale, prévue en 2027 dans le royaume des Tonga. Cet État insulaire polynésien, situé dans le sud de l’océan Pacifique, alimente son réseau électrique principalement grâce à du diesel importé, dont le prix a considérablement augmenté depuis le début du conflit au Moyen-Orient.
Source : ARS Technica.

————————————————

I have dedicated a post 18 July 2024) to Axial Seamount, a submarine volcano located about 482 km off the coast of Oregon. It is a shield volcano structure, similar to those found in Hawaii.

By March 2024, the seamount was showing significant inflation and local scientists feared an eruption. The rise in inflation was accompanied by an increase in seismic activity. Volcanologists said that an eruption might occur between 2025 and 2026, but they admitted the unpredictability of volcanic activity. Actually, no eruption has occurred yet.

Despite the eruptive risk, researchers have just made on Axial Sealount the world’s first demonstration of a subsea geothermal power plant. It generated less than 10 seconds of net-positive electricity but showed the technical feasibility of tapping another form of renewable energy underwater.

Endurance Energy, the Seattle-based startup behind the effort, aims to eventually commercialize subsea geothermal power for Pacific island nations and other customers looking for alternatives to importing expensive fossil fuels.

Tapping geothermal power on the seafloor face many different challenges from land-based geothermal projects, which can also add up to higher installation and operational costs.

Endurance Energy’s deployment required a subsea lander drill to deploy from the ship Ocean Guardian and drill two holes in the seafloor at a depth of about 1,524 meters.

Both drilled holes started venting hot hydrothermal fluid at a temperature of about 260° C. The Endurance Energy team proceeded to case and cement the second hole before installing a valve to create a well. Next, the company deployed its 100-kilowatt power plant – named Adélie – designed to vaporize incoming hydrothermal fluid to spin a turbine and drive an electric generator. A remotely operated submersible was used to help connect the power plant to the newly drilled well.

Adélie also connected to Endurance Energy’s Seattle command center by plugging into a 900-kilometer network of undersea fiber-optic and electric cables that provides both power and connectivity to scientific sensors on the seafloor.

Everything was then ready for the Adélie power test. But a major hitch soon arose : the drilled well extending16 meters down into the seafloor was not delivering enough of the hydrothermal fluid to run the power plant.

The test well was also just 5 centimeters wide, compared to oil, gas, and onshore geothermal wells that typically have casings 50 to 90 centimeters across. Endurance Energy plans to avoid this issue in the future by drilling deeper wells to access more fluid. The company’s current lander drill can reach about 80 meters, which would be five times deeper than the initial test well.

To try running the Adélie power plant anyway, the team redeployed it to a nearby natural vent where hydrothermal fluid was already flowing out at about 281° C. Over nearly half a minute, the power plant turbine reached about 26,000 rpm and enabled the generator to produce 60 watt-hours of electricity. The power plant also became net-positive by producing more electricity than it consumed for about 8.7 seconds. It produced a median of about 2 kilowatts of net power and peaked at 16.5 kilowatts of net power.

But then a software issue brought the power run to a halt and the power plant was stopped as a safety precaution. When the team was restarting the power plant, a power cable feeding the refrigerant pump also failed, which ended the trial run, although Endurance Energy already plans to use the experience to improve how it builds and tests subsea cables.

Placing the geothermal plant on top of a natural hydrothermal vent was a one-time test for purely research and demonstration purposes. Endurance Energy plans taking steps to reduce potential environmental impacts on the seafloor and marine life.

The company’s next trial run planned for the winter of 2026 – 2027 will involve a refurbished and upgraded Adélie, renamed Gentoo, that will aim to sustain higher power generation.

The company is also developing a larger 2-megawatt commercial generator for its first planned commercial deployment with the Kingdom of Tonga in 2027. The Polynesian island nation in the South Pacific Ocean runs its power grid primarily on imported diesel fuel, which has significantly increased in price since the Middle East conflict.

Source : ARS Technica.

Des iceberg perturbent la vie des manchots d’Adélie en Antarctique // Icebergs disturb the life of Adelie penguins in Antarctica

drapeau-francaisIl y a quelques jours, je regardais à la télévision le superbe film de Luc Jacquet La Marche de l’Empereur et j’avais en tête un article lu dans la presse au mois de février qui faisait état de la mort de quelque 150 000 manchots d’Adélie à cause de l’échouage d’un iceberg géant en Antarctique. Cet obstacle imprévu a obligé les manchots à de trop longs détours pédestres pour rejoindre l’eau libre où ils trouvent leur nourriture.

L’échouage s’est produit en 2010, dans la Baie du Commonwealth. Il s’agissait d’un immense bloc de glace de 95km de long par 20km de large connu sous le nom peu poétique de B09B. Selon les chercheurs néo-zélandais et australiens, l’avenir des colonies de manchots qui vivent sur cette portion de l’Antarctique est fortement menacé.

La Baie du Commonwealth sert de berceau à plusieurs espèces de manchots car ses côtes sont habituellement libres de glace, grâce aux vents catabatiques qui permettent la formation de zones d’eau libre entre la côte et la banquise. Dans ces eaux, les micro algues nourrissent le krill qui fait à son tour les délices des manchots vivant à deux ou trois kilomètres de la côte.

Toutefois, depuis 2010, tout a changé car l’iceberg géant est resté bloqué dans la baie et la zone de mer qui le sépare du continent s’est recouverte d’une glace épaisse. Les manchots doivent désormais parcourir plus de 60 kilomètres pour atteindre l’eau libre où ils trouvent leur nourriture. Or s’ils sont d’excellents nageurs, ces oiseaux sont de piètres marcheurs.

En 1913, l‘explorateur Sir Douglas Mawson avait dénombré plus de 200 000 manchots dans cette partie de l’Antarctique. Le chiffre semble être resté plus ou moins stable au cours du siècle, mais en décembre 2013 les chercheurs ont constaté un «déclin catastrophique» du nombre de manchots, avec des centaines d’œufs abandonnés et un sol jonché de carcasses de poussins.

En janvier 2014, des chercheurs français et américains ont fait le même constat sur une autre portion du territoire antarctique baignée par la mer de Ross et bloquée, cinq années durant, par deux autres icebergs géants. S’agissant de la Baie du Commonwealth, les chercheurs craignent que la population de manchots disparaisse dans les 20 ans si B09B ne se décide pas à quitter la zone.

Il semblerait que les icebergs géants se détachent de plus en plus fréquemment de la banquise antarctique sous l’effet du réchauffement climatique. Ces dernières semaines, un iceberg de 2550 km2 s’est détaché de la langue de glace du glacier Mertz en Antarctique de l’Est. Selon un communiqué du CNRS, « ce phénomène vient s’ajouter aux autres observations faites autour de l’Antarctique où de plus en plus de plates-formes glaciaires se détachent du continent et s’entrechoquent, ce qui entraîne une production accrue d’icebergs et une augmentation de l’apport d’eau douce à l’Océan Austral. ». Le glacier Mertz s’écoule dans l’océan avec un débit de 10 à 12 milliards de tonnes de glace par an. Avant la séparation, sa langue de glace s’étendait en mer sur 160 km. Elle ne fait maintenant plus que 80 km. L’iceberg qui vient de se détacher a une longueur de 78 km et une largeur allant de 33 à 39 km ; son épaisseur moyenne est d’environ 400 mètres. Selon les observations par satellite, ce vêlage est dû à la collision avec le B09B, celui-là même qui est en train de causer la mort des manchots d’Adélie.

Outre l’effet désastreux sur les oiseaux, la position future des deux icebergs risque d’affecter la circulation océanique et l’équilibre des écosystèmes de cette région. En effet, c’est dans cette zone que prennent naissance en partie les eaux de fond denses et froides de l’Antarctique qui alimentent la circulation océanique mondiale.

Source : Presse internationale.

———————————

drapeau-anglaisA few days ago, I was watching on TV Luc Jacquet’s great film March of the Penguins and I had in mind an article released in the press in February about the death of some 150 000 Adelie penguins because of the grounding of a giant iceberg in Antarctica. This unexpected obstacle forced the penguins to walk too long detours to reach the open water where they find their food.
The stranding occurred in 2010 in Commonwealth Bay. It was a huge 95-km-long and 20-km-wide ice block known as B09B. According to New Zealand and Australian researchers, the future of the penguins that live in this part of Antarctica is highly threatened.
Commonwealth Bay serves as a refuge for several species of penguins because the coast is usually ice-free, due to the katabatic winds that allow the formation of open water between the coast and the sea ice. In these waters, micro algae are feeding krill which, in turn, feed the penguins living two or three kilometres from the coast.
However, since 2010, everything has changed because the giant iceberg is stuck in the Bay and the sea area thet separates it from the continent is covered with thick ice. Penguins now have to travel more than 60 kilometres to reach the open water where they can find their food. If they are excellent swimmers, these birds make poor walkers.
In 1913, explorer Sir Douglas Mawson counted more than 200,000 penguins in this part of Antarctica. The figure seems to have remained more or less stable throughout the century, but in December 2013 the researchers found a « catastrophic decline » in the number of penguins, with hundreds of abandoned eggs and the ground strewn with chick carcasses.
In January 2014, French and US researchers made the same observation about another portion of the Antarctic territory bathed by the Ross Sea and blocked for five years by two other giant icebergs. Regarding Commonwealth Bay, researchers fear that the penguin population might disappear within 20 years if B09B remains stuck in the area.
It seems that giant icebergs are detaching more and more often from the Antarctic icefield under the effect of global warming. In recent weeks, a 2550-square-kilometre iceberg broke off from the ice tongue of the Mertz Glacier in East Antarctica. According to a statement from the CNRS, « this phenomenon comes in addition to other observations around Antarctica where more and more ice shelves break off from the continent and collide, resulting in increased production of icebergs and an increased influx of fresh water in the Southern Ocean. » The Mertz Glacier travels into the ocean at a rate of 10 to 12 billion tons of ice per year. Before the separation of the ice block, its tongue of ice was stretching over 160 km into the sea. It is now no more than 80 km long. The iceberg that has just come off is 78 km long and 33-39 km wide; its average thickness is about 400 metres. According to satellite observations, the calving is due to the collision with the B09B, the iceberg that is currently causing the death of Adelie penguins.

Besides the disastrous effect on birds, the future position of the two icebergs could affect ocean circulation and the balance of ecosystems in the region. It is in this area that partly originate the dense and cold bottom waters of Antarctica that drive the global ocean circulation.
Source: International press.

Penguins

Manchots d’Adélie (Crédit photo: Wikipedia)