Recherche de l’énergie géothermique au Canada // Looking for geothermal energy in Canada

Les scientifiques canadiens prévoient d’utiliser la tomodensitométrie (CAT scan en anglais) sur le mont Cayley, un volcan de Colombie-Britannique, pour tenter d’exploiter la chaleur souterraine sous ce volcan et la transformer en énergie renouvelable. [À l’origine, la tomodensitométrie est une technologie médicale consistant à utiliser des rayons X pour créer une image tridimensionnelle de l’intérieur du corps humain.].
Situé à environ 24 kilomètres à l’ouest de Whistler, en Colombie-Britannique, le mont Cayley appartient à la chaîne des Cascades où se trouvent également le mont St. Helens et le mont Rainier dans l’État de Washington aux États-Unis. La dernière éruption du mont Cayley remonte aux années 1700, mais il reste beaucoup de chaleur dans le sol.
Un puits foré dans les années 1970 dans le mont Meager, qui se trouve a proximité du Cayley, a révélé une température de 250 °C à une profondeur de 1,5 kilomètre. La présence d’autant de chaleur à une profondeur relativement faible offre une excellente opportunité d’obtenir de l’énergie géothermique. À titre de comparaison, la température en profondeur en Alberta, où certains voient des opportunités géothermiques, n’augmente que de 50 ° C pour chaque kilomètre de profondeur.
Les centrales géothermiques produisent de l’électricité grâce à la chaleur contenue dans l’eau souterraine. Leur succès dépend de la précision du forage des puits; il s’agit de trouver le plus d’eau à la température la plus élevée possible. En raison des coûts, les forages géothermiques doivent atteindre un taux de réussite de 50 % pour être rentables. À titre de comparaison, les foreurs pour le pétrole et de gaz n’ont besoin d’être performants qu’une fois sur sept.
Les géologues canadiens essayent de faire en sorte que les foreurs améliorent leur taux de réussite en leur fournissant une carte 3D de l’intérieur du mont Cayley, sans avoir à utiliser des outils traditionnels tels que les données sismiques. Une partie de la carte 3D est dessinée à partir de la géologie de base. L’équipe scientifique analyse quels types de roches sont présents pour déterminer leur degré de perméabilité ou de porosité. Les géologues essayent aussi de localiser et schématiser les systèmes de failles susceptibles de contenir de l’eau chaude. Ils examinent également la façon dont l’énergie électromagnétique se déplace à travers le volcan. Par exemple, lorsque la foudre frappe, les géologues peuvent examiner comment cette énergie se déplace à travers la terre, là où elle est absorbée et là où elle passe. C’est la raison pour laquelle ils doivent faire des mesures tout autour du volcan afin de le pénétrer sous tous les angles. En procédant de la sorte, ils peuvent commencer à mettre au point une image 3D de ce qui se passe sous terre. En rassemblant ces différentes observations tout autour du volcan, ils peuvent commencer à voir s’il existe une chambre magmatique à 10 kilomètres de profondeur ou un réservoir rempli de fluide chaud à deux kilomètres.
Les résultats pourront ensuite être utilisés par les foreurs pour déterminer exactement où ils doivent se positionner pour obtenir les meilleures ressources thermiques. L’objectif des géologues est donc de réduire la marge d’erreur lors de l’exploration.
Outre les travaux sur le Mt Cayley, le Canada a quelques projets géothermiques en cours. Des entreprises au Saskatchewan et en Colombie-Britannique ont foré des puits et d’autres sociétés ont également des projets de forage. L’Alberta s’est récemment joint à la Colombie-Britannique dans l’élaboration d’une politique de développement géothermique. Cependant, aucun puits n’a encore produit d’énergie. De ce fait, le Canada est le seul pays de la Ceinture de Feu du Pacifique à ne pas avoir réussi a exploiter l’énergie géothermique.
Source : Médias d’information canadiens.

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Canadian scientists are planning a “CAT scan” of Mount Cayley, a British Columbia volcano, to try to harness the underground heat beneath this volcano and turn it into renewable energy. [CAT is the abbreviation for Computer-Axial Tomography. Originally it is medical test that involves using X-rays to create a three-dimensional image of the inside of the body].

Located about 24 kilometres west of Whistler, B.C., Mount Cayley, belongs to the Cascade Range, the same mountain chain as Mount St. Helens and Mount Rainier in Washington State in the U.S. Mt Cayley’s last eruption was in the 1700s, but plenty of heat remains in the ground.

At nearby Mount Meager, a well drilled in the 1970s showed temperatures of 250° C at a depth of 1.5 kilometres. So much heat at a relatively shallow depth is a great opportunity for geothermal energy. For comparison, underground temperatures in Alberta, where some see some geothermal opportunities, only rise by 50° C for every kilometre of depth.

Geothermal plants generate power through the heat contained in underground water. Their success depends on sinking wells in just the right place to find the most water at the highest temperatures. Because of the costs, geothermal drillers need a 50 per cent success rate to be viable. As a comparison, oil and gas drillers only need to be right one time out of seven.

Canadian geologists are trying to find ways to help drillers improve their hit rate by building a 3-D map of Mt Cayley’s interior without using traditional tools such as seismic lines.

Part of the map will be drawn through basic geology. The team will analyze which rock types are present to find out how permeable or porous they are, or locating and diagramming fault systems that may hold hot water. They will also use methods such as examining how electromagnetic energy moves through the volcano. For example, when lightning strikes, the geologists can examine how that energy moves through the earth, where it is being absorbed and where it passes through. This is the reason why the geologists will have to go all around the volcano so as to sse into it from all the different angles. By doing this, they can start to develop a 3-D image of what is underground. By collecting these observations all around the volcano, thry can start to see whether there is a magma chamber at 10 kilometres depth or a hot fluid-filled reservoir at two kilometres.

The resulting scan could later be used by drillers to determine exactly where to position themselves to get to the best heat resources. The geologists’ goal is to reduce that exploration risk.

Apart from the work at Mt Cayley, Canada has a few geothermal projects underway. Companies in Saskatchewan and B.C. have drilled wells and a couple more have plans. Alberta has recently joined B.C. in developing a policy for geothermal development. However, no geothermal wells are yet producing energy, making Canada the only country in the Pacific Rim of Fire not to do so.

Source: Canadian news media.

 Vue du Mont Cayley (Crédit photo: Wikipedia)

Islande: A la recherche de l’énergie à grande profondeur // Iceland: Looking for very deep energy

drapeau-francaisUne opération de forage jusqu’à 5 kilomètres de profondeur est actuellement en cours au cœur des anciennes coulées de lave de la péninsule de Reykjanes, dans le sud-ouest de l’Islande. Le forage, qui pénètre une extension terrestre de la dorsale médio-atlantique, a débuté le 12 août 2016.
À la fin de cette année, l’Iceland Deep Drilling Project (IDDP) devrait permettre de réaliser le puits de forage le plus chaud au monde, avec des températures atteignant entre 400 et 1000°C. Le magma issu des profondeurs rencontre et chauffe l’eau de mer qui s’est infiltrée sous le plancher océanique. Le forage pourrait rencontrer l’équivalent terrestre des «fumeurs noirs», sources chaudes le long de la dorsale, qui sont saturées en minéraux tels que l’or, l’argent et le lithium.
A 5 km de profondeur, les pressions sont élevées, plus de 200 fois le niveau atmosphérique. Selon les sociétés productrices d’énergie qui sont derrière le projet, l’eau apparaîtra sous la forme de « vapeur supercritique. » [NB : On parle de fluide supercritique lorsqu’un fluide est chauffé au-delà de sa température critique et lorsqu’il est comprimé au-dessus de sa pression critique]. La vapeur supercritique n’est ni liquide ni gaz et elle détient beaucoup plus d’énergie thermique que l’un ou l’autre.
Un puits capable de capter une telle vapeur pourrait avoir une capacité énergétique de 50 mégawatts, contre 5 MW pour un puits géothermique classique. Cela signifie que quelque 50 000 foyers pourraient être alimentés, contre 5000 seulement à partir d’un seul puits.
Le puits actuel est le second foré dans le cadre de l’IDDP. Le précédent, sur le site géothermique du Krafla, dans le nord-est de l’Islande, a atteint tout à fait par hasard le magma à un peu plus de 2 km de profondeur en 2009. Le magma à très haute température a été brièvement utilisé pour chauffer l’eau froide envoyé dans le puits afin de déterminer la quantité d’énergie qui pourrait être générée et pour se rendre compte si la technologie était opérationnelle. Ce puits de forage n’a jamais fourni d’énergie au réseau islandais, mais jusqu’à sa fermeture pour des problèmes de corrosion, il a été le puits géothermique le plus puissant jamais bien percé, avec une production de 30 MW.
L’Islande tire déjà la totalité de son énergie de combustibles non fossiles, mais ses centrales géothermiques jouent un  rôle secondaire par rapport à ses grandes centrales hydroélectriques qui produisent les trois quarts de l’électricité du pays. Cela pourrait changer. En effet, si la vapeur supercritique peut être obtenue grâce à des forages profonds, la production d’énergie atteindra un ordre de grandeur bien différent. A une plus grande échelle, les techniques en cours de développement en Islande pourraient être adoptées par d’autres pays à travers le monde.
Source: The New Scientist.

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drapeau-anglaisA rig is currently drilling 5 kilometres into the rugged landscape of old lava flows in Reykjanes, at the south-west corner of Iceland. Drilling began on August 12th.

By the end of the year, the Iceland Deep Drilling Project (IDDP) hopes to have created the hottest hole in the world, hitting temperatures anywhere between 400 and 1000 °C. The drilling will penetrate a landward extension of the Mid-Atlantic Ridge. At that depth, magma that moves from below through volcanic activity meets and heats seawater that has penetrated beneath the ocean bed. The drilling could find the landward equivalent of “black smokers”, hot underwater springs along the ridge saturated with minerals such as gold, silver and lithium.

At that depth, pressures are high, more than 200 times atmospheric levels.  The consortium of energy companies behind the project expects the water to be in the form of “supercritical steam”, which is neither liquid nor gas and holds much more heat energy than either.

A well that can successfully tap into such steam could have an energy capacity of 50 megawatts, compared to the 5 MW of a typical geothermal well. This would mean some 50,000 homes could be powered, versus 5,000 from a single well.

It will be the IDDP’s second deep well. The first, in the Krafla geothermal field of north-east Iceland, unexpectedly struck magma at just over 2 km down in 2009. The hot magma was briefly used to heat cold water sent down the well to test how much energy could be generated and that the technology worked. It never supplied power to the Icelandic grid, but until it was shut down after corrosion problems, it was the most powerful geothermal well ever drilled, generating 30 MW.

Iceland’s electricity is already entirely powered by non-fossil-fuel sources. But its string of geothermal power plants plays a second role compared to its large hydroelectric power stations, which generate three-quarters of the country’s electricity. That could change. If supercritical steam can be obtained in deep boreholes, it will make an order of magnitude difference to the amount of geothermal energy the wells can produce. There could be global benefits, too, if the techniques being developed in Iceland are adopted elsewhere.

Source:  The New Scientist.

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Centrale géothermique dans le nord-est de l’Islande (Photo: C. Grandpey)

L’Indonésie et l’énergie géothermique // Indonesia and geothermal energy

drapeau-francaisL’Indonésie, avec ses innombrables volcans, détient environ 40 pour cent des réserves géothermiques mondiales, mais le pays a pris beaucoup de retard dans leur exploitation. Aujourd’hui, le gouvernement indonésien a l’intention de multiplier par cinq la production géothermique dans la prochaine décennie, bien que les obstacles soient énormes dans un pays qui croule sous le fardeau de la paperasserie et où les grands projets sont souvent retardés, voire annulés.
En Indonésie, la majeure partie de l’énergie électrique est générée à partir de ses abondantes réserves de charbon et de pétrole. A côté de cela, le pays a actuellement une capacité installée pour produire environ 1400 mégawatts d’électricité à partir de la géothermie. C’est suffisant pour fournir de l’énergie à 1,4 millions de foyers dans un pays où on en compte plus de 255 millions. Cela représente moins de cinq pour cent du potentiel géothermique estimé et place l’Indonésie loin derrière les deux principaux producteurs mondiaux que sont les États-Unis et les Philippines.
Toutefois, le gouvernement vise à accroître la capacité de production géothermique de l’Indonésie à près de 7200 mégawatts d’ici 2025, dans le cadre d’un plan plus vaste visant à stimuler le secteur des énergies renouvelables.

Le changement en matière de politique géothermique est dû à une nouvelle loi adoptée il y a deux ans et qui stipule que l’exploration géothermique n’est plus considérée comme une activité minière, comme c’était le cas auparavant. L’ancienne loi indiquait que l’industrie minière ne saurait être réalisée dans les vastes étendues de forêts protégées, censées contenir environ les deux tiers des réserves géothermiques de l’Indonésie.
Le gouvernement cherche également à amadouer les administrations locales en leur offrant jusqu’à un pour cent des recettes provenant de toute installation géothermique dans leur région.
Pourtant, les obstacles à la géothermie en Indonésie sont considérables. Bien que l’objectif prévu pour 2025 ne soit pas inaccessible, il sera extrêmement difficile à atteindre. L’un des problèmes les plus importants réside dans le coût d’exploration élevé. En effet, l’exploration de réserves géothermiques potentielles est une entreprise complexe qui demande beaucoup de temps et qui n’est pas toujours couronnée de succès. La construction d’une centrale géothermique coûte l’équivalent de 4 à 5 millions de dollars par mégawatt, contre 1,5 à 2 millions de dollars pour une centrale au charbon. Les investisseurs se sont également plaints du prix relativement bas offert par la compagnie d’électricité d’Etat pour acheter de l’électricité produite à partir d’une installation géothermique et qui, selon eux,  ne couvre pas la dépense initiale.
Pour couronner le tout, la bureaucratie compliquée de l’Indonésie réduit à néant de nombreux projet. 29 permis sont exigés de différents organismes gouvernementaux et ministères pour la construction d’une centrale géothermique. Les longues négociations avec de puissantes administrations locales peuvent également entraver le projet. L’article donne l’exemple d’une exploration géothermique qui a commencé sur un site en 1985 ; il a fallu attendre 15 ans pour que l’usine a commencé commercialiser de l’électricité. Les travaux sur une nouvelle unité pour accroître la production d’électricité ont été retardés en raison de négociations sur le coût .

Source : Phys.org.

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drapeau-anglaisIndonesia, with scores of volcanoes, holds an estimated 40 percent of the world’s geothermal energy reserves, but has long lagged behind in its use of the renewable power source.

Now the government is pushing to expand the sector five-fold in the next decade, although the challenges are huge in a country where the burden of red tape remains onerous, big projects are often delayed and targets missed.

The majority of Indonesia’s power is generated from its abundant reserves of coal and oil. It currently has installed capacity to produce about 1,400 megawatts of electricity from geothermal, enough to provide power to just 1.4 million households in the country off 255 million. That is less than five percent of geothermal’s estimated potential and behind the world’s two leading producers of the energy source, the United States and the Philippines.

But the government is aiming to increase Indonesia’s generating capacity to around 7,200 megawatts by 2025, as part of a broader plan to boost the renewables sector.

A major part of the drive is a law passed two years ago that means geothermal exploration is no longer considered mining activity, as it was previously. The old definition had held up the industry as mining cannot be carried out in the country’s vast tracts of protected forests, believed to contain about two-thirds of Indonesia’s geothermal reserves.

The government is also seeking to sweeten local administrations by offering them up to one percent of revenue from any geothermal plant in their area.

Still, the challenges are enormous. While achieving the 2025 target may be possible, it will be extremely difficult. One of the biggest problems is the high exploration costs needed at the outset, as checking for potential geothermal reserves is a complex, time-consuming business, that is not always successful. Building a geothermal plant costs the equivalent of $4 to $5 million dollars per megawatt, compared to $1.5 to $2 million for a coal-fired power station. Investors have also complained about what they say is the relatively low price offered by the state-run power company to buy electricity from a geothermal facility, which they claim usually doesn’t cover the large initial outlay.

To top it all, Indonesia’s complicated bureaucracy puts many projects off. 29 permits are required from different government agencies and ministries for a geothermal plant, and time-consuming negotiations with powerful local administrations can also hamper progress. The article gives the example of an exploration that first began at a site in 1985 but it was not until 15 years later that the plant began producing electricity commercially, while work on a new unit to boost power generation has been delayed due to negotiations over cost.

Source: Phys.org.

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Source: USGS.

Montserrat sur la voie de la géothermie ? // Montserrat on the path to geothermal energy?

drapeau-francaisAprès s’être réveillé en juillet 1995, le volcan Soufrière Hills a dévasté une grande partie de Montserrat, transformé les deux tiers de l’île en une zone d’exclusion et enfoui Plymouth, l’ancienne capitale, sous une épaisse couche de cendre. Aujourd’hui, le volcan s’est calmé et Montserrat envisage d’utiliser la chaleur du sous-sol comme clé de voûte de son économie pour les années à venir.
Des tests effectués par des experts islandais ont révélé un potentiel prometteur pour alimenter l’île en énergie géothermique. Cette électricité verte et bon marché réduirait les factures pour les ménages; elle permettrait aussi de stimuler les investissements en mettant fin à plusieurs décennies d’électricité à des prix prohibitifs et des approvisionnements peu fiables en énergie fossile. Montserrat est actuellement dans l’obligation d’importer des combustibles fossiles coûteux pour alimenter cinq générateurs diesel très vieux et peu fiables, ce qui met l’île à la merci de la fluctuation des prix du pétrole. On espère aussi à Montserrat que le passage à l’énergie renouvelable fera grimper le nombre de vacanciers en mettant en avant les vertus écologiques.
Montserrat effectue des recherches en énergie géothermique depuis les années 1970, mais des doutes quant à la réussite des projets coûteux les ont empêchés de devenir réalité. En 2013, deux puits d’exploration ont été forés à des profondeurs allant jusqu’à 2900 mètres, avec des températures de 260 ° C. Ce projet de 13 millions de dollars a été financé par le Département britannique de Recherche et de Développement qui a accepté de financer le forage d’un troisième puits. Les deux puits existants devraient être en mesure de produire 1,5 mégawatts d’électricité chacun, ce qui est beaucoup plus que les besoins de l’île qui sont seulement de 1,7 mégawatts. Le seul frein à ce projet est la nécessité de réinjecter dans le réservoir le fluide géothermal utilisé, en sachant que l’un des puits pourrait être utilisé à cette fin.
Montserrat ne serait pas le premier pays des Caraïbes à utiliser la chaleur de son sous-sol. St Vincent, Ste Lucie, St Kitts & Nevis et la Dominique ont fait des progrès significatifs dans ce secteur. A Montserrat, on espère que le projet donnera à l’île et ses 5000 habitants une plus grande autonomie et réduira ainsi sa dépendance envers le Royaume-Uni. Un autre avantage de l’énergie géothermique serait l’utilisation de la chaleur résiduelle pour d’autres applications comme la réfrigération, le durcissement des blocs de béton et le séchage des produits agricoles.
Adapté d’un article de BBC News: http://www.bbc.com/news/world-latin-america-34648340

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drapeau-anglaisStarting in July 1995, the eruption of the Soufriere Hills devastating a large part of Montserrat, leaving two-thirds of the Caribbean island an exclusion zone and Plymouth, the former capital city, buried deep in ash. Today, the volcano has quietened down and Montserrat might now use the volcano’s heat as a key to its future.
Expensive tests carried out by Icelandic experts indicate promising potential to power the island using geothermal energy. This cheaper, greener electricity would not only slash bills for householders; it could also stimulate external investment by ending decades-old problems of prohibitive electricity costs and an unreliable supply. Montserrat is currently wholly dependent on expensive fossil fuel imports to power its five very old and unreliable diesel generators, leaving it at the mercy of fluctuating oil prices. There are high hopes that switching to renewable energy would increase the number of holidaymakers by cementing its status as an eco-haven.
Montserrat has been looking into geothermal energy since the 1970s, but doubts about the success of the costly project prevented it from becoming reality. In 2013, two exploratory wells were drilled to depths of up to 2,900metres, striking temperatures of 260°C. The 13-million-dollar initiative was funded by the UK Department for International Development which has now agreed to pay for a third well to further the project. The two existing wells are thought to be capable of producing 1.5 megawatts of power each, which is much more than the 1.7 megawatts the island uses. The only obstacle to the project is that there is the need to re-inject spent geothermal fluid back into the reservoir. This means using one of the wells for that purpose.
Montserrat would not be the first Caribbean country to make use of its volcano in such a way.
St Vincent, St Lucia, Nevis and Dominica are among those making significant progress in the sector. At Montserrat, it is hoped the project would put the island and its 5,000 inhabitants on a path to greater self-sufficiency as well as reducing reliance on the UK. Another benefit of geothermal energy would be the possibility of using the waste heat for other things like refrigeration, curing concrete blocks and drying agricultural products.
Adapted from a BBC News article: http://www.bbc.com/news/world-latin-america-34648340

MontserratVolcan Soufriere Hills à Montserrat (Crédit photo: Wikipedia)