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.
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: |
Thèse
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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