Des chercheurs testent une source d'énergie souterraine qui, selon les estimations, pourrait fournir une puissance de 63 térawatts. Si cette initiative aboutit, une source d'électricité quasi inépuisable se trouverait alors profondément sous nos pieds.
Une source d'énergie pratiquement inépuisable se trouverait peut-être profondément sous nos pieds. Des scientifiques de l'université d'État de l'Oregon testent une technologie permettant d'exploiter la chaleur de ce qu'on appelle la roche surchauffée (SHR).
Grâce à un don de 750 000 dollars de Quaise Energy, le laboratoire EDGE peut simuler des conditions extrêmes et mener des recherches sur l'eau, les roches et les matériaux à des températures supérieures à 400 °C et à des pressions pouvant atteindre 500 fois celles de la surface.
Un potentiel gigantesque
La géothermie SHR est très prometteuse : selon les estimations de la Clean Task Air Force, elle pourrait fournir jusqu'à 63 térawatts à l'échelle mondiale. Pour mettre cela en perspective, cela représente plus de huit fois la production mondiale actuelle d'électricité. Cela serait déjà possible en exploitant seulement 1 % des réserves disponibles de roches superchudes, à des profondeurs comprises entre trois et dix-neuf kilomètres sous la surface terrestre.
Le laboratoire EDGE étudie comment l'eau en phase supercritique transporte l'énergie, influence la roche et comment des matériaux tels que le sable et les revêtements vitrifiés se comportent dans ces conditions extrêmes.
5 fois plus d'énergie grâce à l'eau supercritique
La clé de cet énorme potentiel réside dans le comportement de l'eau dans des conditions extrêmes. À ces profondeurs de « super hot rock », les températures peuvent dépasser 374 °C et les pressions atteindre 500 bars. Dans ces conditions, l'eau entre dans un état supercritique.
Dans cet état, elle ne se comporte plus entièrement comme un liquide ou un gaz. L'eau supercritique peut ainsi transporter jusqu'à cinq fois plus d'énergie que l'eau chaude normale dans les installations géothermiques traditionnelles. Cela permet d'extraire beaucoup plus d'énergie d'un seul puits que des sources géothermiques conventionnelles, où les températures ne dépassent généralement « que » 150 à 250 °C.
Conditions extrêmes en laboratoire
Sous la direction du professeur adjoint Brian Tattitch, le laboratoire EDGE utilise un réacteur à flux continu spécial pour combiner roche, eau et pression. Cela permet aux chercheurs de suivre en temps réel la dissolution ou la cristallisation des minéraux, les réactions chimiques de la roche et la dégradation des matériaux.
« Différents types de roches réagissent différemment aux fluides », explique Tattitch. « En laboratoire, nous pouvons réaliser des simulations et prédire si un système va, par exemple, se boucher. »
Défis et obstacles
Un obstacle technique majeur est le dépôt minéral : la roche dissoute peut se cristalliser en refroidissant et obstruer les pores. Cela bloque le flux d’énergie. En outre, le laboratoire étudie les revêtements vitrifiés, une couche vitreuse qui se forme lors de la technologie de forage de Quaise, afin de maintenir la stabilité des puits de forage à des profondeurs et des pressions extrêmes.
Matériaux résistant à la chaleur extrême
De nombreux matériaux conventionnels, comme le sable utilisé pour les fissures ouvertes, perdent leurs propriétés à 400 °C. Les chercheurs testent quels matériaux restent stables et efficaces, afin que les futurs puits géothermiques puissent fonctionner de manière durable et fiable.
De l'expérience à la source d'énergie
En 2025, Quaise Energy a foré jusqu'à 118 mètres dans une carrière de granit au Texas. L'objectif pour 2026 est d'atteindre un kilomètre. Les données de laboratoire de l'Oregon sont cruciales pour concevoir des puits, minimiser les risques d'obstruction et sélectionner des matériaux capables de résister à ces conditions extrêmes.
Selon Geoffrey Garrison, vice-président des opérations chez Quaise, cela est essentiel : « La géothermie à roche super-chaude opère dans un régime où les modèles existants échouent. Seules des expériences contrôlées fournissent des données fiables pour concevoir des puits et des réservoirs durables. »
Une électricité disponible en continu
La géothermie offre une électricité disponible en continu, indépendamment des conditions météorologiques ou des cycles jour-nuit. La géothermie SHR peut rendre cela accessible à l'échelle mondiale, car des températures élevées sont présentes presque partout en profondeur. Si les obstacles techniques sont surmontés, cette technologie peut jouer un rôle considérable dans l'approvisionnement énergétique futur.