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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.

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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.

Lac de Vassivière en Limousin : comment Millevaches alimente Civaux

À cheval sur la Creuse et la Haute-Vienne, le lac de Vassivière est un barrage exploité par EDF. Sa vocation est double : produire de l’électricité et assurer le soutien d’étiage des cours d’eau en période de sécheresse.

Crédit photo: Office de Tourisme

Le niveau maximal de référence du lac de Vassivière se situe généralement autour de 649,50 m à 650 m (voire 651 m NGF aux plus hautes eaux). Cette cote maximale correspond au remplissage complet de la retenue gérée par EDF, offrant un volume d’environ 106 à 108 millions de mètres cubes.

Pour information, une cote NGF (Nivellement Général de la France) exprime une altitude en mètres par rapport au niveau moyen de la mer mesuré à Marseille (le zéro de référence). Pour l’eau, la cote NGF indique l’altitude exacte de la surface libre de l’eau, permettant de comparer des niveaux sur tout le territoire.

En raison d’un déficit hydrique exceptionnel observé au printemps 2026 sur les bassins de la Maulde et du Taurion, les débits de la Vienne sont aujourd’hui particulièrement faibles.

Depuis le début du mois de juillet, le département de la Haute-Vienne est placé en situation de crise sécheresse. Après une première phase de soutien assurée par les ouvrages du Taurion, le réservoir de Vassivière contribue désormais au maintien du débit de la Vienne, conformément aux objectifs fixés par les autorités. Suite à ces lâchers d’eau, le niveau du lac baisse d’une dizaine de centimètres par jour, si bien que deux mètres d’eau ont disparu en moins d’un mois.

Au 22 Juillet 2026, la cote du lac était de 648,35 m NGF.

Les prévisions communiquées par EDF indiquent :

  • 647 m NGF aux alentours du 2 août.
  • 646 m NGF avant la mi-août si les conditions météorologiques restent inchangées.

Cette évolution correspond à une baisse estimée de 5 à 10 cm par jour.

Le seuil minimal absolu (ou cote d’alerte critique) de gestion du réservoir du lac de Vassivière est établi autour de 633 mètres NGF. Nous n’en sommes donc pas encore là et les responsables d’EDF se veulent rassurants.

En période de sécheresse sévère, des restrictions de navigation surviennent dès que la cote franchit le seuil de 642 mètres NGF. La navigation devient alors interdite.

Cette eau prise à Vassivière permet de garantir l’alimentation en eau potable de nombreuses communes situées en aval ; la préservation des milieux aquatiques et de la biodiversité ; le maintien de certaines activités économiques, dont la centrale de Civaux

La baisse du niveau d’eau à Vassivière a des répercussions sur les activités nautiques et touristiques sur le lac : accès à certaines mises à l’eau, utilisation des pontons, etc.

Les équipes du Syndicat Mixte travaillent avec EDF pour adapter les équipements et assurer la sécurité. La grande majorité des activités demeure toutefois possible, avec quelques ajustements selon les secteurs.

Malgré cette baisse saisonnière du niveau d’eau, le Lac de Vassivière reste une destination pleinement accessible.

Source : Tourisme Creuse, EDF.

Pauvres rivières limousines !

Les vagues de chaleur que nous connaissons depuis le mois de mai et la sécheresse qui les accompagne font des ravages sur nos rivières. Dans le coin du Limousin où j’habite, c’est une catastrophe. Les ruisseaux où j’allais taquiner la truite il n’y a pas si longtemps sont à sec, vraiment à sec ! C’est la première fois que je vois un tel désastre. Il est bien évident qu’aucun poisson n’a pu survivre dans de telles conditions. En particulier, la truite fario a définitivement disparu.

Photos: C. Grandpey

Je ne cesse de le répéter : dans de telles conditions de chaleur et de sécheresse aquatique, la pêche devrait être interdite dans les cours d’eau de 1ère catégorie. Prendre les quelques poissons qui ont pu trouver refuge dans des trous d’eau relève du braconnage.

Près de chez moi, la Vienne – affluent de la Loire – coulait convenablement le matin de ce 14 juillet 2026. À priori, ce n’est pas normal. La rivière devrait avoir un niveau ultra bas, à l’image des autres cours d’eau de la région. La raison de ce niveau presque acceptable est artificielle et facile à comprendre. À quelques dizaines de kilomètres en aval, dans le département de la Vienne, se trouve la centrale nucléaire de Civaux qui a besoin d’eau pour refroidir ses réacteurs. Quand le niveau de la rivière Vienne n’est pas suffisant, le lac de Vassivière, sur le Plateau de Millevaches, vient en aide. La plaisanterie locale consiste à dire qu’il faut Millevaches pour alimenter Civaux !

Crédit photo: EDF

EDF a indiqué dès la première semaine de juillet qu’il fallait procéder à des lâchers pour apporter suffisamment d’eau vers la Haute-Vienne et la Vienne en aval. Le but est de maintenir un débit de 13 m3/seconde dans la Vienne au niveau de Lussac-les-Châteaux, donc de la centrale de Civaux. À ce jour, le débit de la Vienne est tombé à 5 m3/seconde!

Le soutien d’étiage permis par Vassivière doit garantir l’alimentation en eau potable de certaines villes, notamment Limoges, la sauvegarde du milieu aquatique, mais aussi le maintien d’activités industrielles nécessitant l’eau, telle la centrale nucléaire de Civaux.

Depuis le 6 juillet, Vassivière procure 7m3/seconde au soutien d’étiage et cela continuera tant que les conditions météorologiques resteront sèches. Cela entraînera une baisse progressive du niveau du lac entre 5 et 10 cm par jour. D’habitude, cette baisse intervient généralement en fin d’été et surtout durant l’automne. 2026 est vraiment une année exceptionnelle, mais ce côté exceptionnel risque fort de se reproduire dans les prochaines années.

Par convention, EDF s’engage à maintenir une cote raisonnable jusqu’au 31 août afin de garantir les activités touristiques sur le lac de Vassivière.

Lac de Vassivière (Crédit photo: Destination Limoges)

Islande : construction d’un pipeline souterrain pour alimenter la péninsule de Reykjanes // Iceland : construction of an underground pipeline to supply the Reykjanes peninsula

Alors que l’éruption qui avait débuté le 18 décembre 2023 vient de prendre fin, les scientifiques islandais expliquent que tout laisse croire qu’il existe une chambre magmatique sous la région de Svartsengi.
Selon les scientifiques, la dernière éruption fait partie d’une chaîne d’événements qui se poursuit depuis au moins 2020. Cette chaîne d’événements s’étend sur la péninsule de Reykjanes et ses multiples systèmes volcaniques. Le magma de la dernière éruption provenait probablement d’une chambre magmatique sous Svartsengi, ou peut-être d’une chambre située entre Eldvörp et la région de Sundhnúkar. La chambre se trouve probablement à une profondeur de 5 à 7 km. La géochimie, les données sismiques et les éruptions dans la région depuis 2021 confirment son existence.
La centrale électrique de Svartsengi approvisionne en eau et en électricité la majeure partie de la péninsule de Reykjanes. Pour le moment, cette eau est acheminée en surface par le pipeline de Narjðvík qui serait menacé par la lave provenant d’éventuelles éruptions. La construction d’un nouveau pipeline souterrain a commencé, mais sa réalisation prendra un certain temps. La construction de digues de terre pour protéger la centrale électrique d’éventuelles coulées de lave est, quant à elle,  presque terminée.
Source  : Iceland Review.

La centrale électrique de Svartsengi (prairie noire en islandais) est très importante pour la péninsule de Reykjanes car elle fournit de l’électricité et de l’eau chaude à 21 000 foyers, soit environ 30 000 personnes. C’est l’une des centrales thermiques les plus importantes d’Islande. Elle est connectée au reste du réseau électrique islandais jusqu’à Reykjavík.
La centrale utilise l’énergie géothermique haute température de la région avec de profonds forages permettant de puiser dans des réservoirs où l’eau et la vapeur atteignent des températures élevées. Elle a été construite en six phases entre 1974 et 2008 et a été l’une des premières centrales géothermiques d’Islande. La centrale de Svartsengi est divisée en six unités et une septième est d’ores et déjà prévue. Aujourd’hui, elle se compose de 13 forages de production reliés aux six unités. Huit de ces puits produisent un mélange de vapeur et de saumure. L’énergie produite par la centrale électrique de Svartsengi atteint 76,5 MW pour l’électricité et 150 MW d’énergie thermique pour le chauffage, avec environ 475 litres/seconde d’eau chaude à 90 °C.

Le Lagon Bleu ou Blue Lagoon, l’une des principales attractions touristiques d’Islande, est étroitement lié à la centrale de Svartsengi, car l’eau d’un bleu laiteux est le rejet de la centrale électrique. Le Blue Lagoon est apparu en 1976 lorsque les eaux rejetées par la centrale électrique de Svartsengi ont commencé à s’accumuler et ont formé un vaste bassin. Au fil du temps, le bassin s’est agrandi et est devenu une destination prisée pour se baigner et se détendre.

L’eau riche en silice sort de la centrale entre 30 et 39 °C et alimente le lac artificiel. Cette eau est naturellement riche en sels minéraux, silicates et algues d’une belle couleur bleu-vert. Ce sont ces algues qui donnent au lagon sa couleur bleu turquoise laiteuse et expliquent le nom donné au site. Sa salinité est de 2,5 % alors que celle de l’eau de mer en Islande est d’environ 3,4 %.

Cette eau a des propriétés curatives et est recommandée pour certaines maladies de la peau telles que le psoriasis et l’eczéma. Un centre médical pour traiter ces dermatoses a ouvert en juin 2005. La structure comprend également un sauna, un jacuzzi, une chute d’eau, un centre de massage, etc.

Photos: C. Grandpey

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As the eruption that began on December 18th, 2023 has been coming to an end, scientists say there are indications of a magma chamber underneath the nearby Svartsengi area.

Icelandic scientists explain that the latest eruption is part of a chain of events that has been ongoing since at least 2020. This chain of events stretches across the Reykjanes peninsula and its multiple volcanic systems. The magma in the last eruption probably came from some kind of magma chamber under Svartsengi, or possibly from a chamber that lies from Eldvörp to the Sundhnúkar area.The chamber is likely located at a depth of 5-7 km. Geochemistry, earthquake data, and the eruptions in the area since 2021 all point to its existence.

The power plant in Svartsengi supplies most of the Reykjanes peninsula with water and electricity. For the time being, this water is provided through the Narjðvík pipeline which is above ground, and is vulnerable to lava from potential eruptions. Construction on an alternative underground pipeline has begun, but will take some time to complete. In the meantime, construction of above-ground barriers to protect the power plant from lava flow is nearly complete.

Source : Iceland Review.

The Svartsengi (black meadow in Icelandic)power station is very important for the Reykjanes peninsule because it provides electricity and hot water to about 30,000 people. It is therefore considered one of the most important heating plants in Iceland. It is connected to the wider Icelandic electrical grid to Reykjavík.

The power station utilizes the high-temperature geothermal system in the area by drilling deep into the earth to tap into the geothermal reservoirs where water and steam reach high temperatures. It was built in six phases between the years 1974 to 2008 and was one of the first geothermal power plants in Iceland. The station is divided into six plants, and plans have already been made for a seventh one. Today, it consists of 13 production boreholes connected to the six plants, eight of those wells are producing a mixture of steam and brine. The energy at Svartsengi Power Station measures 76.5 MW for the electricity and 150 MW for the heating, with about 475 liters/second of 90 °C hot water.

The Blue Lagoon, one of Iceland’s biggest tourist attractions, has close ties to Svartsengi, as the milky-blue water of the lagoon is actually wastewater from the power station. The Blue Lagoon was formed in 1976 when runoff water from Svartsengi Power Station began to collect in a pool. Over time, the pool grew and became a popular destination for bathing and relaxing.

The silica-rich water comes out of the plant at a temperature between 30 and 39°C and feeds the artificial lake. This water is naturally rich in mineral salts, silicates and blue-green algae. It is these algae that give the lagoon its milky turquoise blue color and explain the name. Its salinity is 2.5% while that of Icelandic sea water is around 3.4%.
This water has healing properties and is recommended for certain skin diseases such as psoriasis and eczema. A clinic to treat some of these dermatoses opened in June 2005. The center also includes a sauna, boiling water bath, waterfall, massage center, etc.