Analyse des processus thermiques des environnements à potentiel géothermique

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Face aux changements climatiques, le gouvernement canadien souhaite une réduction volontaire des émissions de CO2. Sans cibles contraignantes, une baisse du bilan carbone demande des percées technologiques afin de graduellement remplacer les combustibles fossiles lorsque des alternatives énergétiques deviennent rentables. C'est le cas de l'énergie géothermique, une ressource durable qui origine de la Terre. Principalement utilisés pour chauffer des bâtiments ou produire de l'électricité, les systèmes géothermiques émettent peu de gaz à effet de serre. Leur coût d'installation est cependant élevé, que ce soit pour des pompes à chaleur destinées aux bâtiments ou des centrales électriques. Ce sont les forages des installations qui font de la géothermie une alternative dispendieuse comportant des risques technologiques. Ces coûts peuvent être minimisés en identifiant les environnements géologiques où les propriétés thermiques sont favorables. L'objectif de ce programme de recherche est d'améliorer, par l'utilisation de technologies novatrices, les méthodes d'évaluation des processus de transfert de chaleur pour définir avec plus d'exactitude le potentiel des ressources géothermiques superficielles et profondes. Les résultats contribueront à optimiser la conception des systèmes pour diminuer les risques technologiques en géothermie. Une approche intégrée, comprenant des travaux de terrain et de laboratoire couplés à des simulations numériques, sera mise en ouvre afin d'atteindre l'objectif de la recherche. ***De manière plus spécifique, 1) des outils de mesure in situ des propriétés thermiques du sous-sol seront améliorés en combinant le test de réponse thermique avec sections chauffantes au profilage de température. Ces essais seront effectués à l'intérieur d'échangeurs de chaleur de systèmes géothermiques superficiels et de forages d'exploration pour les ressources géothermiques profondes. 2) L'analyse des données par modélisation numérique, intégrant l'hétérogénéité des matériaux et l'impact de l'écoulement souterrain, permettra de mieux comprendre les conditions géologiques favorables à la géothermie. 3) La densité du flux de chaleur terrestre, méconnue au sud du Québec mais nécessaire au développement des centrales géothermiques profondes, sera également évaluée par la modélisation des observations de terrain. 4) Le profilage thermique in situ sera validé à l'aide de mesures de laboratoire sur des échantillons. Les analyses seront effectuées avec des scanneurs à rayons X et infrarouge, deux techniques modernes dont la combinaison, encore non envisagée en géothermie, permettra de recalculer les propriétés thermiques selon les conditions du sous-sol.***Les travaux seront entrepris dans les Basses-Terres du Saint-Laurent et les Appalaches au bénéfice des populations locales. Les facteurs favorables sont le contexte géologique et la densité de population.**