Quantification de l'échange de chaleur entre la fracture et la matrice dans les réservoirs thermiques : Une étude numérique et expérimentale couplée – FraMatEx

Le projet FraMatEx vise à améliorer la compréhension de l'échange de chaleur entre les fractures et la matrice, afin d'optimiser l'efficacité de l'extraction de chaleur dans la production d'énergie géothermique à faible enthalpie. Étant donné la difficulté de mesurer directement ce taux d’échange, des méthodes indirectes, telles que la géophysique électrique, offrent des informations précieuses. La tomographie de résistivité électrique a déjà montré des résultats prometteurs dans l'identification des fractures actives. Nous proposons d'utiliser la résistivité complexe, via la méthode de polarisation induite (PI), pour mesurer les panaches de perte de chaleur et l'échange thermique entre les fractures et la matrice poreuse adjacente. Le projet s'articule autour de trois modules de travail (WP). WP1 : Expérimentations utilisant la PI pour mesurer les échanges thermiques dans des échantillons de grès fracturés. Différentes configurations de fractures et conditions thermo-hydrodynamiques seront testées pour générer des données destinées à une analyse numérique. WP2 : Développement de modèles numériques avancés, utilisant des réseaux neuronaux informés par la physique, afin de quantifier les taux d’échange et améliorer les modèles semi-empiriques existants. Les données de WP1 serviront à affiner ces modèles, qui seront intégrés dans des simulateurs. WP3 : Mini-étude sur le terrain visant à valider les résultats des WP1 et WP2 dans un environnement contrôlé. Cette étape inclut la surveillance en temps réel de la résistivité électrique complexe et des mesures du transfert de chaleur dans une plateforme artificielle (PEGGHY), aux dimensions de quelques dizaines de mètres de large et quelques mètres de profondeur. Le projet est coordonné par Behshad Koohbor, professeur associé en hydrogéologie à l’Université de Lorraine, au laboratoire GeoRessources. Le financement demandé permettra de recruter deux chercheurs post-doctoraux pour une durée totale de 36 mois.