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Évaluation des propriétés thermiques de la plateforme du Saint-Laurent : mesures au laboratoire et approche diagraphique.

Nasr, Maher (2016). Évaluation des propriétés thermiques de la plateforme du Saint-Laurent : mesures au laboratoire et approche diagraphique. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 254 p.

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Résumé

Une évaluation des propriétés thermiques du bassin sédimentaire des Basses-Terres du Saint-Laurent (BTSL) a été réalisée. Les propriétés thermiques ciblées sont la conductivité et la capacité thermique massique. Des méthodes directes et d’autres indirectes ont été utilisées pour estimer ces propriétés. L’objectif principal de ce travail consiste à apporter une évaluation fiable de ces propriétés thermiques nécessaires pour une prospection efficace des ressources géothermiques du bassin. Ce travail s’inscrit dans un vaste projet qui étudie la possibilité d’installer une centrale électrique géothermique au Québec. Dans une première étape, les caractéristiques thermiques de ce bassin ont été évaluées sur des échantillons de surface. Quarante-sept échantillons issus des différentes formations géologiques ont été analysés. Des mesures directes de la conductivité thermique ont été réalisées en laboratoire à l’aide d’une sonde à aiguille. La capacité thermique massique a été évaluée en utilisant la composition minéralogique déterminée sur des observations microscopiques. On a calculé ensuite les propriétés thermiques moyennes pour chaque unité du bassin. Dans une seconde étape, des profils de conductivité thermique ont été déterminés à partir des données diagraphiques disponibles pour le bassin des BTSL. L’objectif de cette méthode indirecte est de réduire l’incertitude liée à l’hétérogénéité de ce paramètre. Deux approches, une basée sur des inversions et l’autre sur des régressions multilinéaires, ont été appliquées et des corrections de pression ainsi que de température ont été apportées aux profils de conductivité thermique. La résolution de l’équation de chaleur (Poisson) par différence finie a finalement permis d’évaluer la densité du flux de chaleur terrestre et de déterminer un profil de température pour chaque puits. Les résultats démontrent que les formations argileuses des groupes d’Utica et de Sainte-Rosalie sont les plus isolantes, avec une conductivité thermique de l’ordre de 2.5 W/(m.K) et une capacité thermique massique de près de 850 J/(kg. K). En revanche, les formations gréseuses se présentent comme les unités les plus conductrices de chaleur. Les grès du Groupe de Potsdam, par exemple, montrent une conductivité thermique allant jusqu’à 6 W/(m.K) et une chaleur massique de 730 J/(kg. K). La carte du flux de chaleur préparée montre des estimations allant de 40 mW/m² à 140 mW/m². Les températures moyennes calculées sont de l’ordre de de 32° C à 1000 m, 63° C à 2500 m, 95° C à 4000 m et 119° C à 5000 m de profondeur. Certaines valeurs élevées sont situées près de la ligne Logan qui délimite les provinces géologiques des Basses-Terres du Saint-Laurent des Appalaches.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Malo, Michel
Co-directeurs de mémoire/thèse: Raymond, Jasmin
Mots-clés libres: Géothermie profonde, plate-forme du Saint-Laurent, anomalies géothermiques, diagraphies, inversion, simulation, conductivité thermique, capacité thermique massique.
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 20 oct. 2016 20:04
Dernière modification: 20 oct. 2016 20:04
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/4637

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