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Géothermie profonde

La géothermie profonde, ou géothermie haute et basse énergie, pour les besoins en énergie à l’échelle industrielle.

Étude de faisabilité

Opportunité

Basse Énergie(BE)

Cette première étape permet à nos clients de valider le potentiel de développement de cette énergie renouvelable et de disposer des outils d’aide à la décision afin de  poursuivre ce type d’investissement vertueux et profitable. Elle s’intègre également lors de l’établissement d’un schéma directeur énergie. Pour faciliter cette prise de décision, nous procédons suivant un cheminement précis :

  • État des lieux
  • Contexte géologique et hydrogéologique
  • Qualification de la ressource et du mode de valorisation
  • Adéquation ressource / besoins
  • Identification des différents scénarii possibles
  • Approche réglementaire

Haute Énergie (HE)

De même les étapes d’une préfaisabilité en HE se déroule comme suit :

  • État des lieux
  • Exploration de champs par méthode indirecte (géologie, géophysique, géochimie)
  • Qualification de la ressource et perspectives de valorisation
  • Identification des différents procédés de valorisation possibles
  • Approche réglementaire

Faisabilité

L’étude de faisabilité reprend les bases de l’étude d’opportunité pour approfondir les éléments suivants :

  • Recherche du scénario le plus adapté
  • Caractéristiques d’exploitation
  • Dimensionnement des ouvrages et équipements
  • Estimation des coûts d’investissement et d’exploitation
  • Évaluation des risques

Le niveau de qualité apporté par CFG dans la production des études de faisabilité se situe en définitive au niveau attendu à l’étape d’avant-projet sommaire (APS) d’une mission de maîtrise d’œuvre. L’étude est un véritable outil d’aide à la décision pour nos clients qui peuvent s’engager sereinement dans la poursuite de leur investissement.

Maîtrise d’œuvre et supervision de forage

Les équipes de CFG réalisent la mission « sous-sol » en coordination avec le bureau d’études « surface » qui a en charge la maîtrise d’œuvre des travaux relatifs à la production et la distribution de l’énergie produite. Cette approche conjointe sous le pilotage de nos chefs de projets est gage de qualité et permet de garantir l’adéquation des besoins et des ressources en employant cette méthode éprouvée en géothermie basse et haute énergie et qui est applicable au thermalisme.

La maîtrise d’œuvre se compose classiquement de phases interdépendantes selon un enchaînement classique de  phases : APD, PRO, DCE, ACT, VISA, DET, AOR, DOE. Lors des phases de conception, CFG intervient sur différents domaines.

Ingénierie de réservoir

Sous le pilotage du chef de projet, notre équipe d’hydrogéologues spécialisés réalise des études techniques approfondies sur les points suivants :

  • Études d’impact hydrogéologique
  • Modélisation des interactions thermodynamiques
  • Simulation du comportement à long terme de l’exploitation (risque d’interférences)
  • Analyse détaillée des impacts sur l’environnement

Design de puits

En collaboration avec nos hydrogéologues et sur la base de leurs études, les ingénieurs de forage de CFG définissent les détails techniques relatifs à la conception des puits :

  • Coupe géologique prévisionnelle et contexte hydrogéologique
  • Dimensionnement des ouvrages : diamètre des cuvelages et du forage du réservoir, épaisseur des tubages, architecture des ouvrages, coupe technique des puits
  • Trajectoires (azimuts, inclinaisons, kick-off point, etc.) et programme de déviation
  • Matériaux à mettre en œuvre et leur incidence sur la pérennité des ouvrages
  • Programme de forage (forage, diagraphies, boue, cimentation, mud-logging,…)
  • Programme d’échantillonnage de déblais
  • Programme de diagraphies
  • Plan d’implantation du chantier de forage
  • Programme de développement et d’essai

Pour renforcer la maîtrise technique et financière d’une opération de forage, CFG a fait l’acquisition depuis 2016 d’un logiciel de forage permettant d’optimiser les choix techniques et de minimiser les risques opérationnels  :

  • Dimensionnement de l’atelier de forage
  • Optimisation des outils et de la garniture de forage
  • Optimisation du matériel employé (centreurs…)
  • Identification des zones de friction / usure

Il permet de rationaliser les outils à mettre en œuvre et d’augmenter les performances du forage, d’améliorer les conditions de déroulement des travaux et d’augmenter la pérennité des ouvrages en limitant les points de faiblesse tout en facilitant la prise de décision en phase de travaux en les « dérisquant ».

In fine, il contribue à l’amélioration continue de nos méthodes et augmente le retour d’expérience par l’analyse du vécu en participant à l’amélioration de conception et de réalisation des futurs ouvrages.

Design de la boucle géothermale

Nos ingénieurs fluides et procédés réalisent la définition des équipements de production et de réinjection avec notamment en Basse Énergie (BE) :

    • Les équipements de pompage du puits de production dont le groupe électropompe immergé et la colonne d’exhaure
    • La pompe de réinjection de surface

  • Les équipements nécessaires à la protection de la boucle géothermale contre la corrosion dont le tube continu de traitement en fond de puits (TCTFP) et la station de traitement contenant le produit inhibiteur de corrosion (ainsi que le tube de liaison raccordant les deux)
  • L’instrumentation des puits
  • Les têtes de puits

 

Dossiers réglementaires

Tout au long de la durée de vie d’un projet, nous réalisons pour le compte de nos clients le montage des dossiers réglementaires en lien avec la législation sous-sol de la zone considérée (ex. : code minier pour la France…) et assurons la communication avec les services officiels de régulation pour définir la meilleure rédaction et son acceptation.

  • PER (Permis de Recherche exclusif d’un gîte géothermique)
  • DOTEX (permis d’Ouverture de Travaux et d’Exploitation)
  • PEX (Permis d’Exploitation), demandes de concessions,
  • DAOTM (Dossier d’Autorisation d’Ouverture de Travaux Miniers)
  • Demandes de garantie court et long termes (SAF-Environnement)
  • Mutations, amodiation
  • Demande d’autorisation temporaire de rejets dans le réseau d’assainissement
  • Notices et Études d’impact environnementales associées

Montages financiers

CFG réalise une analyse technico-économique détaillée du projet et examine la rentabilité de l’opération. Il participe activement à la recherche de financement et/ou de subventions et au montage juridique de l’opération.

Consultation et sélection des entreprises

La phase d’études se clôture par la rédaction du programme détaillé des travaux (génie civil, programmes de forage et d’essais de puits, documents santé et sécurité) ainsi que le dimensionnement des équipements. Sur ces bases, les entreprises spécialisées sont invitées à répondre à un appel d’offres. Notre équipe projet réalise cette phase « DCE » à travers les étapes suivantes :

  • Inventaire des entreprises présentes sur le marché (sourcing)
  • Rédaction du dossier de consultation des entreprises (RC, CCTP, CCAP, BPU, DQE, AE)
  • Examen et sélection des candidatures, analyse des offres
  • Rédaction du rapport de comparaison des offres et synthèse
  • Préparation des documents du marché de travaux

Supervision de forage

Nos équipes supervisent les travaux de forage quel que soit le mode de contractualisation retenu :

  • Visa des études d’exécution réalisées par les entreprises
  • Préparation du chantier et approbation du calendrier de travaux
  • Direction et suivi des travaux (forages, essais, équipements)
  • Visa d’exécution des travaux
  • Organisation des réunions préalables au démarrage (DWOP – Drilling Work On Paper)
  • Supervision des travaux
  • Assistance au maître d’ouvrage pour la réception des ouvrages
  • Essais et validation des performances techniques
  • Dimensionnement final des équipements de pompage
  • Organisation des opérations préalables à la réception
  • Suivi des réserves jusqu’à leur levée
  • Décompte général définitif

Complétion et Maintenance des équipements (GER)

CFG fournit et installe les équipements nécessaires au fonctionnement de la boucle géothermale  :

  • Groupe Electropompe Immergé (GEI)

Nos techniciens assemblent et mettent en place le GEI avec la colonne de pompage et les raccords nécessaires à l’assemblage jusqu’à la tête de puits

  • Station et tube de traitement

CFG a mis au point, commercialise et installe un système fiable pour injecter un produit inhibiteur de corrosion en fond de puit. Une station de traitement, équipée d’une cuve de stockage de produit sur bac de rétention et d’une pompe doseuse régulée via une armoire électrique dédiée, injecte à travers un Tube Continu de Traitement en Fond de Puits (TCTFP) le produit inhibiteur jusqu’au sabot du puits de production.

Le TCTFP est l’équipement le plus performant sur le marché en raison :
– D’une faible section
– D’une tenue mécanique exemplaire
– D’une gamme de revêtements permettant de s’adapter aux conditions du puits (adhérences)
– Une continuité garantissant l’intégrité du dispositif

  • Tête de puits

CFG conçoit, fournit et installe les différents éléments composant les têtes de puits producteur et injecteur comme les spools, les vannes maîtresses, vanne de tuage…

  • Les moyens de CFG

CFG possède un local sécurisé avec un stock de pièces détachées permettant de répondre aux demandes urgentes des exploitants des boucles géothermales. Ce local permet également d’entreposer les pièces de secours critiques pour le compte des exploitants (TCTFP, GEI…).

Par ailleurs les techniciens CFG spécialisés dans ce type d’intervention mettent en œuvre  :
– Des unités mobiles d’intervention pour travaux
– Des plateformes de manœuvre de groupe de pompage immergés et de tubes de traitements
– Du matériel de sécurité pour garantir la sûreté des biens et des personnes

Ils ont recours également à des sous-traitants spécialisés et rompus aux chantiers d’installation d’équipements (grutier, soudeur, gardien…).

La sécurité de nos interventions est une priorité.

Suivi d’exploitation

Géochimie

L’évolution de la composition chimique de l’eau et de ses propriétés physico-chimiques est susceptible de refléter toute évolution et/ou perturbation du réservoir géothermal, ainsi que de ses équipements de production, dont les tubages et matériels tournants ou non.

Un suivi régulier permet, en outre, de contrôler l’efficacité du traitement anticorrosion en place et d’entreprendre toute action préventive ou corrective à l’encontre des réactions susceptibles de perturber le fonctionnement des puits et des équipements de surface de la boucle géothermale, comme par exemple :

  • le développement de colonies bactériennes,
  • le développement de dépôts,
  • l’érosion par dégazage,
  • les phénomènes de corrosion.

Nos interventions sont réalisées à partir d’une unité mobile dans laquelle est installé tout le matériel de prélèvement et d’analyse.

Tous les échantillons prélevés nécessitant une analyse poussée dans un laboratoire spécialisé sont envoyés aux laboratoires du BRGM (ou autre laboratoire compétent). Ils font partie des rares laboratoires en France ayant les compétences et les capacités techniques à analyser des eaux très minéralisées avec une fiabilité et les limites de détections requises.

Le BRGM dispose d’un ensemble unique de moyens d’analyse et d’expérimentation comme l’analyse chimique, la géochimie isotopique, la minéralogie, l’échantillonnage et la métrologie de l’environnement, la microbiologie et la biologie moléculaire, l’expérimentation biogéochimique multi-échelles, les procédés de traitement.

Auscultation-diagnostic

L’objet de cette mission est d’évaluer le niveau et l’évolution de la productivité et de l’injectivité des puits constituant le doublet. Le but est de réaliser un diagnostic précoce et fiable des anomalies (fuites, formation de dépôts, pertes de performances…) susceptibles de perturber l’exploitation. Elle doit permettre de définir les conditions de fonctionnement des pompes de production et d’injection. Elle doit permettre de préciser le cas échéant les recommandations destinées à améliorer l’exploitation sur le plan technique. L’ensemble de ces contrôles permet de répondre aux exigences règlementaires du  permis d’exploiter. Les différents points de contrôle sont :

  • Le groupe de pompage d’exhaure (GEI)
  • Le groupe de pompage de réinjection
  • Les échangeurs de chaleur
  • Les têtes de puits
  • Les matériels de mesure in situ

Nos techniciens spécialisés opèrent à partir d’une unité mobile dans laquelle est installé le matériel de mesure vérifié et étalonné selon les standards de métrologie.

Contrôle intégrité (TCTFP)

CFG procède également au contrôle de l’intégrité de la ligne de traitement en fond de puits et s’assure du bon fonctionnement de la station de traitement dont la maintenance et le réglage du dosage du traitement inhibiteur de corrosion distribué sont effectués par l’exploitant.

Contrôle d’intégrité de puit par traçage


En cas de suspicion de perte d’intégrité et en complément d’une diagraphie, l’intégrité d’un ouvrage peut être contrôlée par la méthode du traçage à l’eau douce avec tampon de fluorescéine, méthode développée par CFG.

En présence d’un cuvelage fuyard il s’établit dans le puits une circulation entre le réservoir et le niveau fuyard. Un contrôle précis des volumes d’eau injectés puis dégorgés permet de confirmer ou non la présence d’une fuite et dans certains cas d’en préciser la côte.

La méthode qui ne nécessite pas de moyens lourds et n’est pas intrusive, consiste à injecter un volume connu d’eau douce avec à sa base un tampon de colorant et puis, après un temps d’attente, de faire dégorger le puits en mesurant le volume, la conductivité et la température du fluide produit. (pour plus de précisions, nous consulter).

Notre technicien spécialisé opère à partir d’une unité mobile et d’un groupe de pompage sur skid.

Prélèvements Haute Température

CFG est doté d’un appareillage spécifique et d’une méthodologie permettant de réaliser des prélèvements de fluides à haute température dans le but de caractériser – tout en préservant leur intégrité – toutes les composantes du fluide, eau, vapeur, gaz jusqu’à l’analyse en laboratoire. Ce matériel est transporté in situ via l’unité mobile géochimique permettant d’effectuer le prélèvement en toute sécurité et selon les normes internationales en vigueur.

Diagraphie

Nos équipes conseillent au préalable sur les outils à mettre en œuvre.

  • Mesures open hole (porosité, résistivité, imagerie de paroi, …)
  • Mesures cased hole (diamétreur, contrôle de cimentation, scanner électromagnétique, caméra, …)

CFG assure la coordination des intervenants de l’opération (Entreprise de diagraphie, levage, exploitant) et la réalisation des mesures dans les règles de l’art. CFG réalise le traitement des données et l’analyse des mesures afin d’alerter l’exploitant sur les défauts éventuels constatés et de le conseiller sur la suite à donner en termes de diagnostic complémentaire et/ou de réparation à mettre en œuvre.

Conseils sur l’exploitation, diagnostic complémentaire

Au-delà des obligations des permis d’exploitation nécessitant un certain nombre de contrôles géochimiques et hydrodynamiques, notre retour d’expérience de 30 ans en suivi d’exploitation de plus de 25 sites de production nous permet de venir en aide aux exploitants en donnant des conseils sur certaines variables d’exploitation ou en proposant des diagnostics approfondis en cas d’anomalie constatée.

Plateforme client Geoconfiance 2.0

CFG a développé une plateforme web Geoconfiance permettant 3 actions précises totalement dématérialisées :

  • La mise à disposition des rapports de suivi réglementaire (en téléchargement)
  • La planification des visites de suivi réglementaire (avec circuit de validation et de rappel)
  • Les préconisations d’exploitation suivant les conclusions de nos suivis (avec circuit de validation)

Chaque utilisateur a son login dédié et a l’accès au périmètre de visualisation et d’action défini par notre administrateur.
Lien : https://cfg-geoconfiance.fr/login

Réhabilitation

Work-over

Dans le but de prolonger la durée d’exploitation de boucles géothermales, ou  de solutionner un problème inhérent aux puits endommagés ou obstrués, CFG propose et émet un diagnostic et propose des moyens visant à réhabiliter l’ouvrage. Différents types de missions sont envisageables :

  • Désobstruction / Curage
  • Rechemisage (acier ou composite)
  • Repéchage
  • Approfondissement de la chambre de pompage
  • Extraction / remplacement de crépines / réfaction de massifs filtrants
  • Colmatage de fuite
  • Side track
  • Re-entry

Parmi les innovations mises en place par CFG, l’usage du composite pour le rechemisage d’un puits (lien réf SEMHACH)

Développement ou remédiation de puits

CFG propose des méthodes de développement ou de remédiation des boucles géothermales sur deux différentes zones :

  • Puits : acidification douce
  • Proche puits : acidification ou radial jetting

Abandon

Les puits en fin de vie nécessitent un scellement en accord avec les directives du Code Minier.  Cette opération dite d’ « abandon » vise à garantir l’absence de risque d’atteinte à l’environnement sur le long terme en assurant l’étanchéité de l’ouvrage et l’absence de communications verticales à l’extrados des casings. CFG assure une mission de maîtrise d’œuvre complète de cette opération jusqu’à la restitution de l’ouvrage à l’état et l’obtention du « quitus » libérant le maître d’ouvrage de ses obligations au titre du Code Minier.

Vous êtes intéressés par nos services, n'hésitez pas :

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