Caractérisation microsismique des massifs rocheux fracturés (modélisation thermo-hydraulique)

Le site HDR de Soultz-sous-Forêts se présente sous la forme d'un doublet géothermique (un puits d'injection et un puits de production), hydrauliquement connecté par un réseau de fractures situé à plus de 3500 m de profondeur. La température en fond de puits a été mesurée à 162 C environ à 3800 m de profondeur. Les objectifs d'un tel projet sont de récupérer la chaleur contenue dans le massif rocheux fracturé en établissant une circulation forcée de fluide entre les puits. Au passage dans le réseau de fractures, le fluide est réchauffé, et cette énergie calorifique est récupérée en surface pour être transformée, à l'aide d'une turbine, en électricité. Afin d'augmenter la perméabilité du réservoir et d'améliorer la connexion entre les puits, des essais de fracturation hydraulique ont été menés sur chacun des forages. Ces injections de fluide à forte pression (plusieurs dizaines de MPa), induisent une activité sismique de faible magnitude (inférieure à 4), appelée "microsismicité". Dans cette étude, l'utilisation des micro-événements permet de développer deux thématiques distinctes: - Le développement d'une méthode permettant d'inverser les données microsismiques en terme de perméabilité équivalente de la zone stimulée. Durant l'injection de fluide, la surpression engendrée dans le milieu se propage dans l'espace à une certaine vitesse. La célérité de cette onde est quantifiée en interprétant la répartition dans le temps et dans l'espace des micro-événements. En appliquant les lois de la poroélasticité, une perméabilité du milieu poreux équivalent au volume de roche fracturé est estimée. De cette estimation selon la direction de l'espace, un tenseur de perméabilité est défini. Cette méthode a été appliquée sur deux autres sites géothermiques, Fenton Hill aux USA et Ogachi au Japon. - La construction d'un modèle 3D capable de simuler les écoulements de fluide dans le massif ainsi que de quantifier les échanges de chaleur associés. Ce modèle intègre un maximum d'informations de différentes natures, observées et mesurées dans les puits: débit et pression, pendage et azimut des fractures, températures.. . Une fois le modèle hydraulique obtenu, le champ de vitesses de Darcy associé est utilisé pour la simulation numérique du refroidissement du volume de roche initialement chaud (échangeur géothermique), paramètre conditionnant la durée de "vie" de l'échangeur géothermique. Une estimation des courbes de refroidissement du futur échangeur prévu à 5000 m est également proposée. Ces paramètres techniques sont importants pour la détermination de la rentabilité économique d'un tel projet.RENNES-Géosciences (352382209) / SudocNANCY/VANDOEUVRE-INPL (545472102) / SudocSudocFranceF