Le groupe de travail sur l'hydrogéochimie utilise le traçage isotopique et des modèles numériques pour étudier le transfert de matière lié aux interactions fluide-roche dans les systèmes géothermiques. Le groupe étudie également la microbiologie dans les contextes géothermiques et la cinétique de l'altération minérale.
Réalisations
La production d'hydrogène associée à la production de chaleur et d'électricité géothermiques pourrait accroître la rentabilité du secteur de la géothermie profonde. En outre, les zones de la lithosphère qui ont déjà été forées, c'est-à-dire les sites géothermiques profonds, offrent des opportunités uniques pour la recherche sur la production potentielle d'H2 natif. A. Wallentin, une nouvelle doctorante financée par l'ITI GeoT, travaille depuis octobre 2023 sur des expériences de laboratoire et des modélisations géochimiques visant à simuler l'altération eau-roche pour mieux comprendre la possibilité de produire de l'H2 natif sur le site de Soultz-sous-Forêts. Pour comprendre les conditions de la réaction d'oxydoréduction qui produit l'H2 natif dans les granites [1], des expériences dans des capsules d'or sont menées à l'ITES [2]. Pour stimuler la réaction et voir l'influence de la pression du CO2 sur le système, des expériences d'injection de CO2 sont mises en place en collaboration avec le Fraunhofer Institut de Bochum, en Allemagne. Enfin, l'H2 étant très volatile, nous rechercherons les traces d'une source active dans le Fossé Rhénan en menant des campagnes de mesure de l'H2 à la surface, en collaboration avec la société Terrensis.
Le groupe est également très impliqué dans de nombreux projets de grande envergure, tels que PEPR sous-sol PC9 et ANR AlterAction.
Figure 1. Photographie d'une carotte de granite de Soultz-sous-Forêts et d'une lamelle riche en minéraux ferreux capables de produire du H2 (biotite (Bt), magnétite (Mg), chlorite (ChL) et hornblende (Hbl)).
Figure 2. Capsules d'or remplies de biotite pure soudée et réacteurs Parr 5500 pour les expériences à haute température et à haute pression
Figure 3. Expérience d'altération en laboratoire (a) Segmentation par scanner à rayons X de l'échantillon (2 cm de large) avant circulation du fluide, montrant le réseau de fractures interconnectées créé par la charge dynamique (jaune), et les grains de titanite et d'allanite Fe-oxyde (bleu), riches en éléments de terre rare (b) Gradient d'altération dans de fines sections transversales de l'échantillon, après 3 mois de percolation de fluide réactif à 180°C.
Équipe
Leader: Damien Lemarchand & Jesica Murray
Membres: Bertrand Fritz, Yann Lucas
- Post-doc: Jesica Murray
- PhD: Anna Wallentin
Collaborations
Avec les autres WG de l'ITI GeoT :
WG9 : Modélisation
Avec d'autres partenaires académiques :
Mai-Lin Dohan et Laurent Truche (ISTerre, Grenoble, France)
Antonin Richard et Jacques Pironon (GeoRessources, Nancy, France)
Thomas Reinsch et Mathias Nehler Fraunhofer IEG (Research Institution for Energy Infrastructures and Geothermal Systems, in Bochum, Germany)
Florian Ossenlin à ISTO (Institute des Science de la Terre d’Orleans, Orleans, France)
Sophie Opfergelt (Earth and Life Institute - environmental sciences Université Catholique de Louvain, Belgique)
Claudine Noguera (Institut des nanosciences de Paris, France)
Avec des acteurs socio-économiques :
Terrensis SAS
ES
Publications
Silicic volcanic rocks, a main regional source of geogenic arsenic in waters: insights from the Altiplano-Puna plateau, Central Andes. Murray, J. Guzmán, S., Tapia, J. Nordstrom, D.K. (2023). Chemical Geology. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2023.121473
Towards a comprehensive understanding of the origin, distribution, and biogeochemistry of arsenic in the Altiplano-Puna plateau of South America with the IGCP-707 project. Murray, J., Tapia, J., Ormachea, M., Tirado, N., Nordstrom, D. K. (2023). EPISODES Journal of International Geoscience. https://doi.org/10.18814/epiiugs/2023/023017