La phase d’exploration des ressources géothermales tient une place primordiale dans un projet de développement de géothermie haute-température et dans l’estimation du potentiel géothermique d’une région. Le succès d’un tel projet ou la précision obtenue sur l’estimation du potentiel géothermique d’une région sont fortement tributaires de la qualité des méthodes de prospection mises en place et de leur degré de confiance.
Afin de remédier à la sous-exploitation du potentiel géothermique caribéen, le BRGM porte, depuis longtemps, une partie de ses efforts de recherche dans les méthodes et outils pour essayer de localiser le réservoir géothermique en profondeur et de visualiser sa géométrie.
Ces efforts doivent être d’autant plus importants que le contexte caribéen est difficile en raison de :
- la présence d’un relief fortement accidenté et d’une végétation abondante, qui rend souvent les conditions d’observation et de mesures très difficiles,
- le milieu volcanique, qui est caractérisé par la complexité des structures et par une importante hétérogénéité à toutes les échelles,
- la proximité de la mer, discontinué forte affectant l’imagerie et la caractérisation du réservoir,
- la taille relativement petite des cibles recherchées en profondeur, et parfois, du faible nombre d’indices de surface observé.
Afin d’améliorer l’exploration géothermique dans ce type de milieu, deux méthodes innovantes de prospection géothermique, l’une en géophysique et l’autre en géochimie des eaux, sont développées dans ce WP et sont appliquées sur deux sites, l’un bien connu (Bouillante, en Guadeloupe) et l’autre site dans un système géothermal moins bien caractérisé, à déterminer au cours du projet.
Développement de nouvelles techniques d'imagerie géophysique électromagnétiques (EM), adaptées à l'exploration géothermique en milieu insulaire caribéen :
- Développer des techniques utilisant une source EM active (Controlled- Source EM) afin de complémenter les mesures EM passives traditionnelles (magnétotellurique), des mesures électromagnétiques inductives (Time-Domain EM) héliportés, ainsi que des acquisitions passives et actives en mer, afin d'obtenir une image 3D de la conductivité électrique des réservoirs profonds en intégrant la continuité terre-mer, malgré les contraintes insulaires.
Développement de nouveaux géothermomètres chimiques et isotopiques :
- Développer de nouvelles relations thermométriques auxiliaires telles que Na-Cs, Na-Rb, K-Sr, K-Mn, KF ou KW, adaptées au contexte caribéen, qui permettront une meilleure estimation de la température du réservoir profond dans des zones où subsistent d’importantes incertitudes sur ce paramètre, et de mieux comprendre les mécanismes d’interaction eau- roche qui régissent ces relations thermométriques.
Le site d’étude privilégié pour développer, tester et valider ces deux méthodes est, bien sûr, le champ géothermique de Bouillante, en Guadeloupe, où une partie des ressources géothermales est, actuellement, exploitée par la société Géothermie Bouillante (GB), et est relativement bien connue, et où une meilleure connaissance de nouvelles ressources est requise pour une exploitation future.
Néanmoins, au travers ce projet de coopération interrégionale, d’autres îles de la Caraïbe telles que la Dominique et/ou Montserrat, dans lesquelles existent déjà des forages d’exploration profonds, pourront également servir de sites d’étude pour le développement de nouveaux géothermomètres chimiques auxiliaires.
De la même manière, sur le principe de coopération interrégional et en accord avec les membres du consortium, d’autres territoires caribéens comme Sainte-Lucie, Saint-Vincent, Grenade, … pourront aussi être investigués dans l’objectif de soit caractériser un potentiel géothermique sur de nouvelle(s) zone(s) d’intérêts, soit apporter des contraintes supplémentaires sur la localisation du réservoir géothermique en profondeur et sa géométrie sur une zone dont le potentiel préliminaire a déjà été caractérisé.
L’intervention est divisée en 3 étapes :
Étape 1. Réalisation d’une campagne MT/CSEM à Bouillante, à la fois à terre et en mer
- Développement d’une méthodologie d’analyse de ces mesures (inversion) en les couplant à d’autres mesures électromagnétiques déjà disponibles sur ce site afin d'obtenir une image 3D de la conductivité électrique des réservoirs profonds, malgré les contraintes insulaires.
Étape 2. Analyses chimiques et isotopiques des fluides de forage et des sources sélectionnés pour cette étude et caractérisations minéralogiques et chimiques des échantillons de carotte ou de cutting des forages associés afin de d’étudier les relations thermométriques.
Étape 3. Déploiement de ces nouvelles techniques d'imagerie électromagnétique sur un autre site, qui, intégrées à une démarche d’exploration plus globale intégrant notamment la géothermométrie, démontrera la faisabilité et l’intérêt de ces techniques dans l’exploration.