Description du projet de géothermie de Haute-Sorne
Le Service Sismologique Suisse (SED) à l’ETH de Zurich effectue, dans le cadre d’une convention avec le canton du Jura, une surveillance sismique de base indépendante du projet de géothermie profonde prévu à Haute-Sorne (JU). La surveillance sismique de base peut améliorer la connaissance de la sismicité naturelle locale dès la phase de planification des projets géothermiques. Pendant la phase d'exploration et celle de stimulation, non encore approuvée, du projet géothermique, elle vise à détecter les tremblements de terre rapidement et avec précision, ce qui aide à déterminer s’ils sont induits, c.à.d. liés aux activités du projet géothermique, ou s’ils sont d’origine naturelle.
À la demande des autorités du canton du Jura, le SED apporte également son soutien en mettant à leur disposition son expertise en matière de risque sismique et de sismicité induite, sur les aspects techniques, scientifiques et pratiques. Cela implique généralement d’examiner les passages liés à la sismicité induite dans les documents et les études des opérateurs, et de participer activement au groupe d’experts mis en place par le canton pour accompagner le projet.
Le Canton du Jura et le SED collaborent ainsi depuis septembre 2022 dans le cadre du projet GEOBEST2020+ financé par l’Office fédéral de l’énergie (OFEN).
Procédure planifiée par l’opérateur
Geo-Energie Jura AG (GEJ), une société filalie de Geo-Engerie Suisse AG (GES), prévoit de construire une centrale géothermique en Haute-Sorne, en utilisant la technologie dite « système géothermique stimulé (SGS) » (en exploitant un système pétrothermal). L’approche consiste à créer un échangeur de chaleur à une profondeur d’environ 4,5 km en augmentant la perméabilité des roches cristallines du sous-sol par un processus de stimulation hydraulique.
Contrairement à la technologie géothermique hydrothermale déjà utilisée dans d’autres régions de Suisse et d’Europe, le SGS ne repose pas ou peu sur une perméabilité préexistante que l’on pourrait trouver, par exemple, dans les grandes zones de faille ou les structures géologiques karstiques. Les systèmes géothermiques stimulés peuvent donc théoriquement être mis en œuvre dans de nombreux contextes géologiques. Cependant, les SGS impliquent une augmentation délibérée de la perméabilité des réseaux de fractures existants dans le sous-sol, en utilisant comme outil de nombreux petits séismes provoqués par l'injection d'eau sous haute pression. Il existe déjà des projets EGS qui fournissent chaleur et énergie, et ils ont parfois provoqué des tremblements de terre perceptibles. Dans un cas, ces secousses ont été suffisamment fortes pour causer des dégâts substantiels (voir l’article d’actualité sur le séisme de Pohang, Corée du Sud). Cet événement a conduit le Canton du Jura à demander à GES une réévaluation du risque sismique dans le cadre du projet de géothermie prévu en Haute-Sorne. Le SED a ensuite examiné cette évaluation pour le compte du canton (voir le rapport associé).
Une surveillance sismique haute résolution, une évaluation des risques et des méthodes de gestion de la sismicité induite sont nécessaires tout au long du processus de création et d’exploitation d’un système SGS afin d’accroître la sécurité et de minimiser le risque sismique. Bien que la probabilité d’induire des séismes assez importants pour être ressentis soit faible dans les projets pétrothermaux et hydrothermaux profonds adéquatement surveillés, elle n’est pas négligeable.
Les chercheurs et les experts de l'industrie ont appliqué et affiné la technique de stimulation en plusieurs étapes qui vise à mieux contrôler les effets de la stimulation hydraulique sur le socle cristallin. Cela devrait réduire le risque d'une augmentation inefficace de la perméabilité et d'une sismicité induite. Cette approche vise à stimuler des volumes de roche limités, par étapes, en établissant progressivement un réservoir géothermique suffisamment grand. Cette technique diffère de la stratégie de stimulation massive, en une seule étape, appliquée, par exemple, dans les projets SGS de Bâle en 2006 ou de Pohang en 2017. La méthode dite multi-étapes améliorera le contrôle du processus de stimulation, le rendant plus facile à gérer et plus sûr. Il a été testé à plus petite échelle dans le BedrettoLab de l’ETH de Zurich. GES prévoit d’utiliser la technique de stimulation en plusieurs étapes, dont ils ont le brevet, dans le cadre du projet Haute-Sorne.