Le stockage de l’énergie thermique dans les aquifères se présente comme une solution pour réduire la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone. Cependant, son efficacité et sa durabilité dépendent grandement de la gestion et de l’entretien de ces systèmes. Découvrez comment les chercheurs japonais ont mis en lumière des problèmes inattendus et les solutions potentielles pour une utilisation pérenne de cette technologie.
Le système de stockage de l’énergie thermique aquifère (ATES) utilise la chaleur géothermique comme source d’énergie renouvelable. Leur fonctionnement repose sur le stockage de la chaleur dans les aquifères souterrains en utilisant l’eau souterraine comme milieu de transfert de chaleur. La chaleur est ensuite extraite selon les besoins saisonniers pour chauffer ou refroidir efficacement les bâtiments.
En Europe, l’utilisation de ces systèmes connaît une expansion significative. Au Japon, leur introduction à grande échelle est également attendue. Cependant, pour garantir leur bon fonctionnement, un contrôle régulier s’avère indispensable.
Les défis techniques rencontrés à Osaka
Une équipe de recherche, dirigée par le professeur Harue Masuda de l’Université métropolitaine d’Osaka, a mis en évidence des problèmes de colmatage dans un puits ATES à Osaka. Leur étude a révélé que la précipitation d’oxyhydroxyde de fer se produisait après qu’une ouverture accidentelle ait permis à l’air d’entrer dans les puits géothermiques par les tuyaux de plomberie. Cet air a créé un environnement riche en oxygène, favorisant la formation d’oxyhydroxyde de fer, qui a ensuite colmaté les canalisations, provoqué des fuites et mené à un mélange des eaux entre deux aquifères de profondeurs différentes.
Heureusement, l’activité microbienne naturelle a permis de résoudre ce colmatage et de rétablir la qualité de l’eau souterraine. Cette observation a souligné l’importance d’une évaluation préalable de la qualité de l’eau et d’un suivi continu pour l’utilisation à long terme des systèmes ATES.
La nécessité d’une analyse géochimique
Le professeur Masuda a souligné l’importance de l’analyse géochimique de l’eau souterraine, souvent négligée dans le domaine de l’ingénierie : « Les résultats de cette recherche montrent que l’analyse géochimique de l’eau souterraine, qui n’a pas été mise en avant dans le domaine de l’ingénierie jusqu’à présent, est efficace et essentielle pour l’utilisation stable et généralisée du système ATES. » Ils ont proposé que, par l’introduction d’une méthode de surveillance de la qualité de l’eau en tant que ligne directrice, le système ATES pourrait être établi comme une technologie durable.
Cette découverte met en exergue non seulement les défis techniques mais aussi l’importance d’une approche intégrée combinant ingénierie et géochimie pour assurer la viabilité des systèmes de stockage de l’énergie thermique.
Article : ‘Natural recovery from Fe-oxyhydroxide clogging of a geothermal well in Osaka, Japan’ / ( 10.1016/j.geothermics.2024.103187 ) – Osaka Metropolitan University – Publication dans la revue Geothermics / 28-Oct-2024
