Les aquifères, une infrastructure naturelle pour le refroidissement écoénergétique

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Les technologies conventionnelles de climatisation des bâtiments rejettent d'importantes quantités de chaleur dans l'air et contribuent aux îlots de chaleur urbains. Les aquifères, qui sont des formations géologiques perméables où y circule l'eau souterraine, constituent une infrastructure naturelle présentement sous-estimée pour le refroidissement écoénergétique. Grâce à sa température qui se situe généralement entre 9 et 11 °C, l'eau souterraine peut donc être utilisée pour climatiser, soit directement (free-cooling) ou via un système de pompes à chaleur géothermique, offrant des économies d'énergie de 40 à 80 %. De plus, la capacité thermique élevée de l'eau permet aux aquifères d'emmagasiner la chaleur de climatisation, évitant ainsi de la rejeter dans l'air. En hiver, cette chaleur emmagasinée peut même être réutilisée pour le chauffage via un système de stockage thermique souterrain. Cette technologie présentement disponible existe, mais son potentiel d'utilisation pour les grands bâtiments en milieu urbain doit être précisé. Nous proposons une étude des risques et opportunités associés à l'utilisation des aquifères pour la climatisation dans le contexte actuel d'adaptation aux changements climatiques. La cartographie régionale des ressources en eaux souterraines déjà réalisée sur une partie importante du territoire canadien, et plus spécifiquement au niveau du territoire québécois municipalisé, sera d'abord analysée pour évaluer le potentiel de climatisation des aquifères urbains en fonction de leurs caractéristiques hydrogéologiques, puis pour déterminer les risques d'entartrage des systèmes géothermiques en fonction des données géochimiques. Nous ciblerons la ville de Québec pour des travaux de modélisation numérique et des essais en puits afin d'évaluer la quantité de chaleur pouvant être transférée au sous-sol sans mettre en péril la ressource, le tout en anticipant les risques de prolifération de bactéries naturellement présentes dans l'eau souterraine par le biais d'analyses hydro-géo-bio-chimiques en laboratoire. Nous analyserons aussi les enjeux techniques et de gouvernance de la technologie selon une utilisation individuelle ou collective.