Réutiliser 3,9 millions de puits épuisés pour booster le stockage énergétique sans coûts de forage

Alors que la transition énergétique s’impose comme une nécessité, le stockage de l’électricité issue des renouvelables reste un obstacle majeur. Comment garantir un approvisionnement continu lorsque le soleil se couche ou que le vent faiblit ? Une équipe de chercheurs de l’université d’État de Pennsylvanie propose une solution innovante, exploitant des infrastructures abandonnées pour transformer un héritage industriel en levier de progrès écologique.

Les scientifiques ont exploré l’utilisation de puits de pétrole et de gaz épuisés pour optimiser le stockage d’énergie par air comprimé (CAES). Ce procédé, qui consiste à comprimer de l’air dans des cavités souterraines lors des périodes de faible demande et à le restituer pour produire de l’électricité aux pics de consommation, peine à se développer en raison de coûts initiaux prohibitifs. En intégrant la chaleur géothermique naturelle des formations rocheuses profondes, l’efficacité du système atteint 9,5 % de mieux qu’avec les technologies actuelles.

« Cette amélioration peut changer la donne pour rentabiliser les projets CAES », a souligné Arash Dahi Taleghani, professeur en génie pétrolier et gazier à Penn State, coauteur principal de l’étude publiée dans le Journal of Energy Storage. Les simulations numériques montrent que l’air comprimé, porté à haute température par la géothermie, génère une pression accrue, augmentant la quantité d’énergie stockable.

Recycler les puits abandonnés pour réduire les coûts

L’abandon de millions de puits aux États-Unis — près de 3,9 millions selon l’Agence de protection environnementale — offre une opportunité unique. Leur réutilisation élimine les frais de forage, souvent rédhibitoires. « Nous résolvons deux problèmes à la fois », a ajouté Taleghani : sceller ces structures prévient les fuites de méthane, tandis que leur conversion en sites de stockage préserve des emplois dans des régions historiquement liées aux énergies fossiles.

En Pennsylvanie, où des centaines de milliers de puits orphelins menacent les nappes phréatiques, cette approche pourrait revitaliser des territoires tout en participant à la transition énergétique. « Les communautés restent actrices de leur avenir énergétique », a insisté le chercheur.

Un pas vers la stabilisation des réseaux électriques

Le CAES géothermique pourrait renforcer la fiabilité des réseaux face à l’intermittence des renouvelables. « Quand le vent ne souffle plus, il faut une solution pour éviter les ruptures d’approvisionnement », a rappelé Taleghani. En stockant l’excédent d’énergie solaire ou éolienne, ce système permettrait de lisser la production et de soutenir la demande en temps réel.

Cette innovation s’inscrit dans une logique d’économie circulaire : transformer une infrastructure polluante en outil de transition verte. Les avantages économiques et environnementaux combinés pourraient accélérer son adoption par l’industrie, selon les chercheurs.

Défis techniques et perspectives futures

Malgré son potentiel, la technologie nécessite des études complémentaires pour évaluer la durabilité des puits réhabilités et optimiser les transferts thermiques. Les simulations actuelles, basées sur des modèles géologiques spécifiques, devront être validées par des essais sur le terrain. Néanmoins, l’équipe de Penn State estime que cette approche pourrait servir de modèle à d’autres régions riches en puits abandonnés, comme l’Alberta ou la mer du Nord.

« Il ne s’agit pas seulement de stocker de l’énergie, mais de redéfinir notre rapport aux ressources souterraines », a conclu Taleghani, soulignant l’importance d’une vision à long terme pour concilier innovation technologique et responsabilité environnementale.

Légende illustration : L’énergie verte, comme l’énergie éolienne et solaire, étant intermittente, il est important de la stocker en vue d’une utilisation ultérieure. Les scientifiques de l’État de Pennsylvanie ont découvert que l’exploitation de la chaleur géothermique naturelle des puits de pétrole et de gaz épuisés pouvait améliorer l’efficacité d’une solution de stockage proposée : le stockage de l’énergie par air comprimé. Crédit : Werner Slocum/National Renewable Energy Laboratory.

Article : « Underground energy storage using abandoned oil & gas wells assisted by geothermal » – DOI : 10.1016/j.est.2025.115317