Artesia

EPISODE 1 : EXPLORATION HYDROGEOLOGIQUE EN DEMI-TEINTE

Remarque : les notes de bas de page visent à fournir, au lecteur intéressé, quelques informations techniques supplémentaires

Pour la future Clinique Saint-Pierre de Wavre, la géothermie ouverte de faible/moyenne profondeur constitue une source d’énergie particulièrement intéressante. La quantité d’énergie exploitable dépend du débit d’eau souterraine disponible par puisage[1].

Elle dépend aussi de la capacité des aquifères à avaler cette eau par réinjection sous pression[2], via des « puits d’injection », après prélèvement de ses calories/frigories[3].

Assise sur 2 aquifères productifs (les sables, constituant la première tranche de 60 m d’épaisseur – le socle rocheux, rencontré à partir de 120 m de profondeur), les chances d’intercepter des venues d’eau[4] de débit élevé sont grandes. Les 2 aquifères ont été explorés en parallèle par Artesia en réalisant des puits de diamètre suffisant pour constituer des ouvrages exploitables dans le système géothermique définitif. Ces ouvrages n’ont ainsi pas qu’une vocation exploratoire.

Bien que le site, vierge à ce stade, soit particulièrement vaste, les puits ont été positionnés en tenant compte du projet de construction de la Clinique. Les contraintes étaient donc nombreuses en termes de positionnement. En plus, l’exploitation géothermique en système ouvert implique de disposer de 2 pôles de pompage/réinjection qui interagissent peu (donc suffisamment éloignés spatialement [5]). Artesia a permis de déterminer les zones adéquates pour que le système géothermique soit viable et pérenne.

A l’issue d’une première campagne de forages, 4 puits ont été réalisés dans chaque aquifère. Le résultat est en demi-teinte :

• 2 puits dans les sables donnent un très bon résultat au sein d’un même pôle, les 2 autres puits dans les sables donnent un résultat moyen dans l’autre pôle ;
• 1 puits dans le socle donne un résultat excellent, les 3 autres puits dans le socle donnent un résultat médiocre.

Ces résultats, directement lié à la nature imprévisible de la géologie, ne sont pas de nature à décourager le porteur du projet qui souhaite compléter sa batterie de puits avec un puits supplémentaire dans chaque aquifère pour disposer de 2 pôles distincts dans chaque aquifère et exploiter, en parallèle, 2 systèmes géothermiques indépendants[6].

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[1] La quantité d’eau disponible par puisage dépend de nombreux paramètres hydrodynamiques du sous-sol et, plus particulièrement, des aquifères visés. La conductivité hydraulique, ou perméabilité, de l’aquifère conditionne fortement la capacité à pomper de l’eau. Ainsi, plus le mieux est perméable, plus l’eau pourra être prélevée avec un débit élevé sans générer un abaissement du niveau de la nappe (appelé « rabattement ») important.

[2] La capacité de réinjecter de l’eau dans un puits n’est pas forcément équivalente à la capacité de pomper de l’eau dans le même puits. Des phénomènes distincts interviennent. Dans de nombreux cas, le fait de réinjecter de l’eau dans un aquifère

[3] L’eau pompée passe dans une pompe à chaleur qui prélève ses calories puis est réinjectée avec une température abaissée de quelques degrés. Elle peut aussi rafraichir un bâtiment par « free cooling » et être réinjectée avec une température rehaussée de quelques degrés. Sa température initiale, dans les aquifères belges, est stable durant toute l’année et généralement proche de 11°C.

[4] L’aquifère des sables est un aquifère de pores, l’eau se trouve dans les pores entre les grains de sable. L’aquifère du socle est un aquifère de fissures, l’eau circule au travers des fissures et fractures principales de la roche. Lorsqu’on fore un puits, on rencontre différentes couches plus ou moins perméable ou plus ou moins fracturées qui fourniront donc de l’eau supplémentaire au puits.

[5] Les eaux de 2 aquifères différents ne peuvent pas être mélangées.

[6] Cette interdistance minimale dépend de multiples facteurs, notamment les caractéristiques intrinsèques de l’aquifère exploité, mais aussi la direction d’écoulement, les débits pompés et les deltas de température générés par le système.