Projet GEOTHERMIE

Évaluation du potentiel des ressources et des technologies géothermiques pour la communauté de Kuujjuaq

Projet co-porté par Jasmin Raymond, Chrystel Dezayes et Mikael Philippe

Ce projet a pour but d’étudier le potentiel de trois principaux systèmes d'énergie géothermique pour la communauté de Kuujjuaq, soit : le stockage souterrain de l'énergie thermique (SSET), les pompes à chaleur géothermique (PACG) et les systèmes géothermiques profonds.

Interview avec Raymond Jasmin, Co-Porteur du Projet Géothermie

  • Comment est né le projet ?

Le projet s'est initié il y a 3 ans dans le Nord du Québec et Canada dans un contexte encore actuel de surplus énergétique dans le sud du Québec alors que dans le nord la situation est opposée avec une source d''énergie au diesel et un besoin d'adapter les énergies renouvelables au contexte nordique. Ce projet s'inscrit dans les priorités de recherches identifiées par l'Institut Nordique du Quénec (INQ) en collaboration avec le centre de cherche Makivik. Les travaux ont commencé avec une chair de recherche sur le potentiel géothermique du Nord et financé par l'INQ. Par la suite, grâce à l'OHMI un premier projet s'est construit avec le BRGM (Bureau de recherche Géothermique et minier) et dans la dernière année, une collaboration s'est développée avec le groupe de recherche sur les énergies solaires dans le Nord dirigé par Didier Haillot de l'Université de Pau.

  • Où a-t-il lieu ? Quelles sont les communautés concernées ?

Le projet s'ouvre à tout le Nord du Canada mais les interventions ont été plus orientées vers Kuujjuaq depuis l'été 2017. Les travaux sur place ont le but d’étudier le potentiel de trois principaux systèmes d'énergie géothermique soit : les pompes à chaleur géothermique (PACG) , le stockage souterrain de l'énergie thermique (SSET), et les systèmes géothermiques profonds.  Les pompes à chaleurs consistent à extraire la chaleur du sol avec des échangeurs de chaleurs et la transférer dans les bâtiments pour ainsi réaliser des économies d'énergie. Le stockage thermique est la production de chaleur (par exemple avec des panneaux solaires et de la stocker sous terre pour l'utiliser en hiver quand on en a besoin. Avec la géothermie profonde, il s'agit d'aller à 2-3 km de profondeur et plus afin de produire de l'eau chaude (à 50°C et plus) et de chauffer les bâtiments sans pompe à chaleur.En terme de communauté, à Kuujjuarapik-Whapmagoostui des travaux ont aussi tout juste commencé cette année. En 2018, plusieurs échantillons de sol et roche ont été recueillis dans les deux commmunautés et étudiés (propriété thermique, hydroaulique..) afin de développer des modèles pour évaluer la faisabilité d'opération, la rentabilité et la possibilité d'adaptation des technologies.

Fig1 rock sampling échantillonnage du roc smallFig5 soil sampling échantillonnage du sol small

  • Quels sont les interlocuteurs ? Quelle est l’équipe ?

Sur place et via l'INQ l'équipe de ce projet a travaillé avec 'l'Admnistration Régionale Kativik (ARK), la municipalité de Kuujjuaq et la corporation foncière de Kuujjuaq (Landholding). En effet, quand il s'agit de travaux tels que de prélever des roches en territoire Autochtone, il est nécessaire pour le projet d'avoir l'autorisation de la corporation foncière

L'équipe géothermique-communauté nordique est composée de 4 chercheurs :

  • Jasmin Raymond (directeur du projet spécialisé en géothermie)
  • Nicoló Giordano (chercheur post-dotoral spécialisaé en stockage thermique)
  • Mafalda Miranda (étudiante au doctorat spécialisée en géothermie profonde)
  • - Inès Kanzali (éduiante en maîtrise spécialié en Pompe à chaleur géothermique)
  • .. avec un objectif commun: Évaluer la faisabilité géothermique dans le nord.

Les principaux collaborateurs:

Chrystel Dezayes (Chercheuse au BRGM en France), Didier Haillot ainsi que différents professeurs de l'Université Laval dont René therrien et Richard Fortier (département géologie). 

  • Comment a-t-on procédé ? Quelle démarche a-t-on utilisé ? Comment travaille-t-on ensemble localement ?

La démarche débute au sous-sol (échantillonnage des roches) pour se rendre vers les bâtiments et les utilisateurs. Un nouveau laboratoire à l'INRS a été développé grâce à une subvention importante de la fondation canadienne pour l'innovation afin de faire l'analyse des propriétés thermiques et hydrauliques et le potentiel des ressources géothermique. Un ensemble d'équipements récents de hautes technologies , notamment un scanner d'infrarouge qui permettent de faire des mesures très exactes. Cette technologie offre la possibilité des modéliser des systèmes pour simuler l'opération de système géothermique et évaluer leur rentabilité.

De l'analyse du sous-sol, les travaux sont orientés selon les besoins des gens. Par exemple, l'équipe est en train de travailler avec l'Administration Régionale Kativik sur un système de stockage thermine pour chauffer l'eau potable distribuée dans la ville de Kuujjuaq. En hiver, l'eau qui est collectée par les camions est chauffée par des bouilloires alimentées en mazout afin d'éviter qu'elle ne gèle. Le projet travaille donc sur un système de panneaux solaires pour réchauffer le sol et donc préchauffer l'eau en réduisant l'utilisation du mazout.

 Fig2 differential GPS GPS différentiel smallFig3 Electrical Resisitivity Tomography ERT Tomographie de résistivité électrique small

  • Quels sont les événements les plus marquants ? Anecdotes…

La première fois que je me suis rendu au Nunavik c'était en béquille avec une jambe casée au Kuujjuaq Mining Workshop. C'est ce qui a rendu le voyage plus compliqué mais qui m'a permis de rencontrer une multitude de personnes. Grâce à ces circonstances particulières, le projet a pu être débloqueé et les visites de terrain lancées dès l'été 2017.

  • Quels sont les résultats produits ?

Étant encore au tout début du projet, les résultats concernent pour le moment les études de faisabilité. La prochaine étape serait d'aller de l'avant vers des projets de démonstrations. Il y a toute la problématique de la disponibilité des technologies dans le Nord quand on parle de géothermie. A court terme l'équipe a pu ressortir quelques informations de leurs études. Les pompes à chaleurs géothermiques qui démontrent un potentiel d'énergie pourraient être installées à faible coût s'il est possible de faire des forages. Cela permettrait une économie d'énergie mains de moindre mesure que celle au sud du Québec du fait de la température très basse du sol. Le stockage thermique permettrait d'être totalement autonome en produisant la chaleur et la récupérant. Par contre les coûts seront plus importants. Il s'agirait donc d'une solution à moyen terme. Enfin à long terme, la géothermie profonde permettrait de réduire à 0 la consommation de mazoute pour le chauffage. Cependant, il s'agirait de forage profond de 2-3 km et plus à des coûts exorbitants. Il s'agit donc d'une technologie à déployer sur grande échelle.

  • Les liens vers des sites web et publications pour ce projet en particulier.

 - Chaire de recherche sur le potentiel geothermique du Nord

Nouveau Laboratoire Ouvert de Géothermie à l'INRS 

2018 Présentation Université Laval aux Journées de Recherche Nordiques

- 2017 Arctic Circle: Are Geothermal Technologies a Solution to Energy Challenges Faced in Nunavik ?

- 2017 Arctic Circle: Developing Geothermal Technologies in Nunavik