L’énergie géothermique : une deuxième vie pour les mines

Le professeur Jasmin Raymond et la professeure Geneviève Bordeleau se penchent sur le potentiel géothermique d’anciens sites miniers du sud du Québec.

Site minier de King-Beaver. Photo : Félix-Antoine Comeau

L’environnement minier offre des ressources géothermiques accrues. Que ce soit des mines en activité ou d’anciens sites, il y a souvent d’importants volumes d’eau à disposition qui peuvent alimenter les systèmes de pompes à chaleur. Le professeur Jasmin Raymond est à la tête d’un projet qui vise à déterminer le potentiel de climatisation géothermique de deux anciens sites miniers à ciel ouvert.

L’équipe de recherche a établi son « laboratoire » dans la région de Thedford Mines où se trouvent plusieurs anciennes mines d’amiante, propriétés de la Société Asbestos. Ces dernières représentent de gros bassins d’eau proches des zones habitées qui pourraient servir pour le chauffage ou la climatisation. Les deux sites à l’étude sont ceux de King-Beaver et de Carey.

« On pense que ces mines auraient un potentiel de climatisation géothermique important pour le secteur, lance le professeur Jasmin Raymond.

« Jusqu’à présent, la plupart des recherches se sont penchées sur des mines souterraines inondées à des fins de chauffage. L’aspect unique de ce projet est son potentiel d’application pour le refroidissement. »
Jasmin Raymond, chercheur spécialisé en géothermie.

Deux fosses à ciel ouvert comme laboratoire

Dans un premier temps, l’équipe va effectuer une caractérisation thermique de l’eau souterraine. En effet, elle va observer l’évolution de la température dans l’ensemble des fosses avec un accent particulier sur l’eau des 20 à 30 premiers mètres dont la température fluctue afin de déterminer si cette eau pourra être utilisée pour approvisionner des bâtiments pour la climatisation.

« Nous avons installé des capteurs de températures dans les deux fosses à l’aide de bouées et nous allons pouvoir colliger des données issues des enregistrements de températures sur toute une année », explique le professeur Raymond.

Tout aussi importante, la seconde étape concerne la caractérisation géochimique de l’eau de la fosse afin d’évaluer la concentration d’éléments chimiques qu’elle pourrait contenir.

« Nous cherchons à identifier les risques de corrosion ou de colmatage des échangeurs de chaleurs qui utiliseront l’eau des fosses », ajoute la professeure Geneviève Bordeleau, chercheuse du projet spécialisée en géochimie.

La dernière étape se fera en collaboration avec le professeur en génie mécanique, Mikhail Sorin, de l’Université de Sherbrooke. L’objectif sera d’optimiser les applications qui pourraient être développées comme le chauffage et le refroidissement de serres, de salles de serveurs ou encore de procédés industriels.

Une solution pour accélérer la transition énergétique

« Pour avoir un impact sur l’action climatique en réduisant nos émissions de gaz à effet de serre (GES), ça ne nous prend pas une, mais bien plusieurs solutions ; la géothermie est l’une d’entre elles ! », lance le professeur Raymond.

Actuellement, les pompes à chaleur géothermiques permettent de réduire la consommation d’énergie de 60 à 70 % en chauffage et de 30 à 40 % en climatisation.

Cependant, le coût de l’infrastructure demeure élevé, car il implique l’installation d’échangeur de chaleur, le plus souvent aménagé à l’intérieur des forages.

« Pour rendre l’énergie géothermique plus compétitive, il faut trouver des solutions afin de réduire ses coûts. Se tourner vers les sites miniers en est une pour l’instant. »
Jasmin Raymond

L’avantage des mines à ciel ouvert est de pouvoir utiliser l’eau des fosses et les envoyer dans la pompe à chaleur ou directement dans le bâtiment à des fins de climatisation (procédé de free cooling) pour être utilisé dans des procédés de refroidissements sans pompes à chaleur. « C’est de la climatisation à bon prix ! », conclut-il.

Ce projet de recherche est financé sur une durée de trois ans par le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT) dans le cadre du Programme de recherche en partenariat sur le développement durable du secteur minier.