Groupes de travail scientifiques

Le WG1 Sismologie a pour objectif d'imager et de surveiller les réservoirs souterrains afin de comprendre leur structure et leur dynamique, en utilisant des données acquises par des réseaux de stations sismiques permanentes ou temporaires. Le groupe se concentre principalement sur l'utilisation de données sismiques passives, y compris la sismicité naturelle ou induite et les vibrations sismiques ambiantes (également appelées "bruit sismique") générées par des sources naturelles ou anthropogéniques. Ces approches de pointe complètent et peuvent surmonter certaines des limites des méthodes traditionnelles utilisées dans les industries pétrolières et gazières et reposant principalement sur des sources actives. 

Équipe

Leaders: Jérôme Vergne & Olivier Lengliné (EOST)

Membres (EOST/ITES): 

Jean Schmittbuhl, Benoît Derode, Serge Sambodian, Marc Grunberg, Antoine Schlupp, Hélène Jund, Cécile Doubre, Dimitri Zigone, Sophie Lambotte, Alessia Maggi, Maxime Bes de Berc, Mathieu Turlure

• Post-docs : Weiwei Shu, Zhiwei Wang, Javier Abreu Torres, Ricardo Minetto
• PhD candidates : Rémi Fiori, Kamel Drif, Yunliang Wang, Flavien Mattern, Rachit Gautam

Ce groupe se concentre sur la mesure des déformations potentielles de la surface associées aux injections de fluides géothermiques profonds qui peuvent déclencher des tremblements de terre et des glissements asismiques transitoires en profondeur. Il utilise une variété de mesures, y compris les observations GNSS (Global Navigation Satellite System), les observations InSAR (Interferometry Synthetic Aperture Radar) ainsi que les enregistrements des tilt-mètres et des extensomètres.

Equipe

Leader: Baptiste Rousset (CNRS, ITES)

Membres (EOST/ITES): C. Doubre, F. Masson

Ce groupe étudie l'évolution du sous-sol au cours de l'exploitation géothermique (notamment sur les sites géothermiques de Soultz-sous-Forêts et de Rittershoffen) et explore les ressources profondes par des méthodes gravimétriques et magnétotelluriques (MT).

Il utilise le monitoring hybride par micro-gravité (combinaison des différents types de gravimètres) afin de montrer comment cette technique contribue à la gestion durable de cette énergie renouvelable. En effet, la méthode gravimétrique met en évidence la redistribution de la masse et, par conséquent, permet de quantifier le transfert de masse (recharge/décharge) au sein du réservoir géothermique.

Il applique cette technique au champ géothermique de Theistareykir au nord de l'Islande qui produit 90 Mwe depuis 2018.  D'une part, nous utilisons un réseau de micro-gravité relative de 27 stations mesurées de 2017 à 2022 c'est-à-dire avant et après le début de la production géothermique, avec un gravimètre relatif (GR) Scintrex CG5. D'autre part, dans le cadre d'une coopération avec le GFZ Potsdam, nous bénéficions également des variations continues de gravité enregistrées à 3 stations permanentes avec des gravimètres supraconducteurs (SG) iGrav. Ces gravimètres sont calibrés avec un gravimètre absolu balistique FG5 (AG) appartenant à l'EOST et les campagnes annuelles d'AG nous permettent d'éliminer la (petite) dérive instrumentale des iGravs.

La méthode hybride de micro-gravité (RG, SG et AG) est utilisée pour étudier les changements de gravité en relation avec les paramètres de l'activité géothermique tels que les taux d'injection et d'extraction. La comparaison des changements de gravité dus à la redistribution de la masse avec ce qui est attendu des taux d'injection/extraction nous permet de spéculer sur la durabilité de la centrale de Theistareykir depuis le début de l'exploitation en termes de décharge/recharge du réservoir géothermique.

Equipe

Leader: Jean François Girard (EOST)

Membres: J. Hinderer, Y. Abdelfettah, J.-D. Bernard

Partenaires externes

ONERA, France (N. Portier)

Università ‘‘Federico II’’ di Napoli, Naples, Italy (U. Riccardi)

GFZ Potsdam, Germany (P. Jousset,  B. Giuliante)

Landsvirkjun, Iceland (A. Mortensen)

University of Iceland (F. Sigmundsson, C. Lanzi)

Icelandic Meteorological Office (V. Drouin)

Publications

Portier, N., Forster, F., Hinderer, J., Erbas, K., Jousset, P., Drouin, V., Li S., Sigmundsson, F., Magnússon, I., Hersir, G., Ágústsson, K., Guðmundsson, A., Júlíusson, E., Hjartasson, H.,  & Bernard, J.-D.,  2022. Hybrid microgravity monitoring of the Theistareykir geothermal reservoir (North Iceland), Pure Appl. Geophys., 179, 1935–1964, https://doi.org/10.1007/s00024-022-03018-8

Schäfer, F., Jousset, P., Güntner, A., Erbas, K., Hinderer, J., Rosat, S., Voigt, C., Schöne, T., & Warburton, R. (2020). Performance of three iGrav superconducting gravity meters before and after transport to remote monitoring sites, Geophys. J. Int.,  223, Issue 2, , 959–972, https://doi.org/10.1093/gji/ggaa359

Forster, F., Güntner, A., Jousset, P., Reich, M., Männel, B., Hinderer, J., & Erbas, K., 2021. Environmental and anthropogenic gravity contributions at the Þeistareykir geothermal field, North Iceland. Geotherm Energy 9, 26 (2021). https://doi.org/10.1186/s40517-021-00208-w

Hinderer, J., Warburton, R.J., Rosat, S., Riccardi, U., Boy, J., Forster, F., Jousset, P., Güntner, A., Erbas, K., Littel, F., & Bernard, J.D. (2022). Intercomparing Superconducting Gravimeter Records in a Dense Meter-Scale Network at the J9 Gravimetric Observatory of Strasbourg, France. PAGEOPH, 179, 1701 - 1727. https://doi.org/10.1007/s00024-022-03000-4

L'objectif principal du groupe de travail "physique des roches et géomécanique" est de fournir des données de laboratoire sur les propriétés mécaniques, physiques et hydrauliques des roches afin de mieux comprendre les sujets liés à la transition énergétique. Pour ce faire, il utilise une variété d'équipements spécialement conçus à l'Institut de la Terre et de l'Environnement de Strasbourg (ITES) pour étudier le comportement de déformation et les propriétés d'écoulement des fluides de la croûte terrestre.

Equipe

Leader: Michael Heap (ITES)

Membres (ITES): P. Baud, T. Reuschlé, B. Renaudie

Partenaires externes et internes

G. Marquis (EOST), J.F. Girard (EOST), G. Bozetti (ITES),

T-F. Wong (Université de Hong Kong, Hong Kong), M. Violay (EPSL, Switzerland), N. Brantut (UCL, UK)

Publications 

The Permeability of Porous Volcanic Rock Through the Brittle-Ductile Transition. Michael J. Heap, Gabriel G. Meyer, Corentin Noël, Fabian B. Wadsworth, Patrick Baud, Marie E. S. Violay. JGR Solid Earth. https://doi.org/10.1029/2022JB024600

Permeability anisotropy in sandstones from the Soultz-sous-Forêts geothermal reservoir (France): implications for large-scale fluid flow modelling. Margaux Goupil, Michael J. Heap, Patrick Baud. Geothermal Energy. https://doi.org/10.1186/s40517-022-00243-1

Influence of water on deformation and failure of gypsum rock. Chiara Caselle, Patrick Baud, Alexandra R.L. Kushnir, Thierry Reuschlé, Sabrina M.R. Bonetto. Journal of Structural Geology. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2022.104722

Effect of water on sandstone's fracture toughness and frictional parameters: Brittle strength constraints. Corentin Noël, Patrick Baud, Marie Violay. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2021.104916

Le groupe étudie les transferts de matière liés aux interactions fluides-roches dans les réservoirs géothermiques. Pour ce faire, les chercheurs effectuent des traçages isotopiques, des modélisations numériques, ils étudient aussi la microbiologie en contexte géothermique et la cinétique d’altération des minéraux.

Equipe

Leader: Damien Lemarchand & Jesica Murray

Membres (EOST/ITES): B. Fritz, Y. Lucas, S. Gerhard, A. Wallentin

Le groupe de travail géologie au sein du projet ITI GeoT vise à développer la recherche dans le domaine de la transition énergétique. Quatre thèmes de recherche sont définis :

1. Réservoir géologique (PI G. Bozetti) vise à comprendre le contrôle de la distribution des faciès et des environnements de dépôt sur les propriétés hydrauliques et de réservoir du Buntsandstein, qui est l'un des principaux réservoirs du Fossé Rhénan et des régions environnantes.
2. Le flux thermique (PIs B. Petri et F. Chopin) tente de définir la composition de la croûte inférieure et d'évaluer les implications pour le flux thermique basal dans le Fossé Rhénan supérieur (URG) en utilisant des approches pétrologiques, géochimiques et de modélisation.
3. H_{2_serpentine} (PI M. Ulrich) vise à comprendre les processus de serpentinisation et leurs implications pour la transition énergétique et plus particulièrement à comprendre la génération d'hydrogène natif à partir d'affleurements mantelliques exhumés dans les Alpes.  
4. Lithium (PI M. Schuster) tente de comprendre le lien entre les changements paléoclimatiques et environnementaux et l'enrichissement du lithium dans les évaporites dans le but de développer une stratégie d'exploration du lithium basée sur les éléments de jeu dans les bassins de rift continentaux. 

Ces quatre projets sont développés en collaboration avec les autres groupes de travail et des collègues nationaux et internationaux, et renforcent l'activité de recherche du groupe "Système géologique".

Equipe

Leaders: Gianreto Manatschal (ITES) 

Membres (EOST/ITES): G. Bozetti, B. Petri, F. Chopin, M. Ulrich, M. Schuster, L. Bonfill, G. Knobelock

Partenaires externes et internes

L. Gindre-CHANU ; TERRA GEOSCIENCES (Dijon, France)

Les chercheurs du groupe étudient les perceptions publiques de la géothermie, analysent les controverses scientifiques et les dispositifs de médiation (enquêtes et débats publics… ). Leurs outils sont l’enquête sociologique (questionnaire, entretiens, focus groups) et l’analyse des médias.

Equipe

Leader: Philippe Chavot (LISEC)

Membres (LISEC/CREM/SAGE): Y. Serrano, A. Masseran, J. Zoungrana, J. Arnaud

Le CDGP a été mis en place dans le cadre du LabEx G-eau-thermie Profonde. Il s'agit d'une plateforme de dépôt pour sauvegarder, pérenniser et distribuer les données collectées sur les sites géothermiques profonds de la région, en tenant compte des droits de propriété intellectuelle.

Pour consulter et déposer des données visiter le site web officiel du CDGP.   

Le CDGP est un membre actif du projet EPOS Risques anthropiques (TCS-AH). Pour en savoir plus, visiter le site web de la plateforme TCS-AH.

Equipe

Leader: Benoît Derode (EOST)

Membres (EOST/ITES): S. Benlalam, F. Engels, M. Grunberg, H. Jund

Le groupe de travail modélisation a pour objectif de rassembler les acteurs des modèles numériques ainsi que les outils de validation des modèles, ces derniers étant également des modèles analogiques.

Les différents axes programmés dans l'activité du WG9 :

1. Modèles analogiques (J. Schmittbuhl)
2. Outils de validation expérimentale (V. Tinard, J. Schmittbuhl, J. Lin, P. Pfeifer)
3. Outils numériques (J. Schmittbuhl, V. Magnenet, C. Fond)
4. Modélisation numérique 3D de l'injection de fluides dans les failles, modélisation numérique du colmatage des failles (J. Schmittbulh, Q. Deng, D. Javani, G. Blöcher, M. Cacace)
5. Modélisation FE de la propagation des ondes pour l'étude des effets acousto-élastiques dans la surveillance des réservoirs géothermiques profonds. INTERFéROMéTRIE DES ONDES DE CODA (CWI) (J. Azzola, D. Zigone, O. Lengliné, F. Masson, V. Magnenet)
6. Génération abiotique d'hydrogène à partir de granite riche en biotite : case d'étude du site de Soultz-sous-Forêts geothermal, France (J. Schmittbuhl, B. Fritz)

Equipe

Leader: Vincent Magnenet (ICube)

Membres (EOST/ITES/ICube): P. Pfeiffer, J. Lin, J. Schmittbuhl, V. Tinard, Q. Deng, D. Zigone, O. Lengliné, F. Masson, B. Fritz, D. Javani, J. Abreu Torres, Z. Wang

Partenaires externes

G. Blöcher (GFZ), M. Cacace (GFZ), J. Azzola (KIT)