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Évaluation du potentiel des anomalies géothermiques du bassin sédimentaire des basses-terres du Saint-Laurent (Québec, Canada).

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Chapelet, Madeline (2022). Évaluation du potentiel des anomalies géothermiques du bassin sédimentaire des basses-terres du Saint-Laurent (Québec, Canada). Mémoire. Québec, Maîtrise en sciences de la terre / Maîtrise en Sciences de l’eau, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique / Université de Rennes 1, 142 p.

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Résumé

L’énergie géothermique est une alternative à développer dans le cadre d’un futur mix énergétique décarboné au Québec. Les ressources géothermiques du bassin sédimentaire des Basses-Terres du Saint Laurent (BTSL) ont fait l’objet d’études visant à déterminer le potentiel de génération d’électricité à partir de systèmes géothermiques stimulés. Malgré que de tels projets ne soient pas pour le moment rentables, ces études ont déterminé l’existence de quatre potentiels sites d’anomalies thermiques positives au sein des BTSL. L’objectif de ce travail consiste à apporter une évaluation fiable du potentiel géothermique de ces anomalies en quantifiant les incertitudes liées à l’évaluation du flux de chaleur et des ressources géothermiques de profondeurs dites intermédiaires dans une optique de production de chaleur. À l’aide des données de forages profonds, les gammes de valeurs du gradient géothermique, du flux de chaleur en surface, et des ressources géothermiques ont été estimées en tenant compte de la variabilité des propriétés thermiques des roches à l’échelle du site. Les résultats ont montré que deux sites en particulier présentent un flux de chaleur supérieur aux moyennes attendues dans le bassin. Il s’agit des sites d’Arthabaska et de Brossard dont les valeurs moyennes atteignent 74,2 mW m⁻² et 108,8 mW m⁻², respectivement. Situé sur la Rive-Sud de Montréal où les besoins énergétiques sont importants, le site de Brossard suscite un grand intérêt pour l’implémentation de futures opérations géothermiques de moyenne profondeur. Cette zone a donc été étudiée plus en détail à partir de données superficielles issues de tests de réponse thermique et l’existence d’une anomalie thermique importante à Brossard a été confirmée. Dans la perspective d’implémenter une exploitation géothermique à Brossard, un nouveau puits devra être foré en ciblant des profondeurs différentes selon le type de ressources recherchées. Par exemple, pour du chauffage de bâtiments et autres applications agricoles, des températures de l’ordre de 30 à 50 °C sont atteintes dans la Formation du Beauharnois (de 600 à 950 m).

Abstract

Geothermal energy is an alternative to be developed as part of a future carbon-free energy mix in Quebec. The geothermal resources of the St. Lawrence Lowlands (SLL) sedimentary basin have been studied to determine the potential for electricity generation from enhanced geothermal systems. Such projects were found to currently be unprofitable but these studies determined the existence of four potential sites of positive thermal anomalies within the SLL basin. The objective of this work is to provide a reliable assessment of the geothermal potential of these anomalies for the purposes of heat production. This was done by assessing heat flow and medium-depth geothermal resources as well as their inherent uncertainties. Deep wells data were used to estimate the ranges of values of geothermal gradient, surface heat flow, and geothermal resources, taking into account the variability of rocks’ thermal properties at the site scale. The results revealed that two sites in particular have a greater heat flow than the expected averages in the basin. These are the Arthabaska and Brossard sites whose average values reach 74.2 mW m⁻² and 108.8 mW m⁻², respectively. Located on Montreal’s south shore where energy needs are significant, the Brossard site is of great interest in implementing medium-depth geothermal systems. Therefore, further study was conducted in this zone using surface data from thermal response tests and the existence of a major thermal anomaly in Brossard was confirmed. Toward the exploitation of geothermal energy in Brossard, a new well will have to be drilled targeting different depths depending on the type of resources sought. For example, for the purpose of heating buildings and other agricultural applications, temperatures of around 30 to 50 °C are reached in the Beauharnois Formation (600 to 950m).

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Raymond, Jasmin
Co-directeurs de mémoire/thèse: Dezayes, Chrystel
Mots-clés libres: géothermie; Basses-Terres du Saint-Laurent; anomalie géothermique; Brossard; production de chaleur; flux de chaleur; gradient géothermique; conductivité thermique; test de réponse thermique; paléoclimat; geothermal energy; St. Lawrence Lowlands; geothermal anomaly; geothermal gradient; heat production; heat flow; thermal conductivity; thermal response test; paleoclimate
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 13 juin 2022 18:15
Dernière modification: 13 juin 2022 18:15
URI: https://espace.inrs.ca/id/eprint/12595

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