GZB - Lorsque la science rencontre les détecteurs
Technologie de forage dernier cri
À Bochum, des chercheurs développent des technologies de forage modernes pour une production nettement plus efficace et économique de chaleur grâce à la géothermie profonde. Pour y arriver, ils se basent sur une structure d’essai relativement simple dotée d’un concept de mesure mûrement réfléchi et des détecteurs robustes de chez autosen.
La géothermie profonde représente une thématique complexe, notamment en raison des grandes profondeurs. La technique traditionnelle de forage de puits atteint des profondeurs jusqu’à 250 mètres. L’équipe de recherche du centre international de géothermie de la haute école de Bochum (GZB) va bien plus loin : cinq kilomètres sous la croûte terrestre.
Avec ses recherches, le GZB crée les bases pour des technologies de forage dernier cri, appelées « Advanced Drilling Technologies ». L’un des projets de recherche se penche sur la découpe au jet d’eau de rochers, aussi appelée « Jet Drilling ». Le projet fait partie du projet européen SURE (Novel Productivity Enhancement Concept for a Sustainable Utilization of a Geothermal Resource) du programme-cadre de recherche Horizon 2020.
Lorsqu’il s’agit de projets subventionnés par des moyens publics, la rentabilité d’offres similaires sur le point technologique joue toujours un rôle important
Viktor Hartung, Centre international de géothermie de la haute école de Bochum
« Do it yourself » au GZB à Bochum
La structure d’essai à Bochum n’a rien de complexe : un compresseur de chantier auquel a été ajoutée une pompe haute pression performante, entraîné par un moteur diesel et à côté un réservoir d’eau externe ainsi que les appareillages allant de la vanne d’arrêt manuelle jusqu’au convertisseur de fréquence dernier cri. C’est avec ces équipements que l’équipe fait des recherches sur l’alimentation en énergie du futur. Les machines et appareils utilisés ne sont pas des standards. Ils sont construits par l’équipe qui profite de l’occasion pour optimiser, voire même inventer des procédés de mesure. Et lorsqu’on peut acheter les pièces requises en tout confort en ligne, comme c’est le cas des détecteurs autosen, tout devient plus simple.
L’objectif de la structure d’essai est d’enregistrer le débit volumétrique véritablement nécessaire pour la découpe à l’eau. Pour y arriver, les chercheurs ont choisi un procédé extrêmement simple du point de vue technique, qui fournit des résultats très précis avec beaucoup de fiabilité. « Par principe, une pompe à piston présente une corrélation claire entre le régime du moteur et le débit volumétrique », explique Viktor Hartung, responsable de la technologie de mesure et de régulation dans l’équipe. Plus l’enregistrement du régime est donc précis, plus la valeur du débit volumétrique sera précise. Un moteur diesel ne fonctionne toutefois que dans une certaine plage de vitesses.
Pour mesurer le régime moteur, M. Hartung mise sur un détecteur inductif et le câblage associé d’autosen. Un régulateur de pression derrière la pompe à piston permet de plus de régler une pression maximale de jusqu’à 320 bar. Si la pression est inférieure à la valeur réglée, on peut déterminer le débit volumétrique directement depuis le régime moteur. Lorsque le régulateur intervient, une partie du débit volumétrique est renvoyée dans le réservoir pour réduire la pression. Sur les toutes petites buses, ce retour intervient dès la marche au ralenti du moteur diesel. Pour enregistrer la quantité d’eau réellement nécessaire, il faut mesurer la quantité déviée pour la déduire de la quantité totale. Cette opération a lieu à l’aide d’un second détecteur inductif magnétique du même fabricant, qui se trouve en aval du régulateur au niveau du retour vers le réservoir. Lorsque les consommateurs sont coupés et que le moteur diesel fonctionne au ralenti, toute la quantité d’eau passe dans ce détecteur et correspond donc à la quantité définie par le régime du moteur. Ceci permet de réaliser des essais contrôlés sur différents échantillons de roche et d’en déduire les paramètres optimaux pour le forage.
Structure d’essai robuste avec détecteurs
Les premiers résultats publiés lors du congrès de la géothermie de Essen le prouvent : les chercheurs à Bochum sont sur la bonne voie. L’équipe est particulièrement satisfaite de sa structure d’essai solide, à laquelle les deux détecteurs autosen contribuent largement. Viktor Hartung, dont l’attention a été portée sur le fournisseur sur le salon « All about Automation », apprécie surtout la fiabilité des appareils et leur installation et réglage faciles, en plus du prix.
Détecteurs autosen au service de la science : structure d’essai pour la recherche fondamentale dans la géothermie profonde.
Tout en un coup d'œil
Des chercheurs de Bochum travaillent sur des technologies de forage plus efficaces et plus économiques pour la géothermie profonde.
L'équipe de recherche du centre international de géothermie de l'université de Bochum (GZB) développe des technologies de forage de pointe à l'aide d'« Advanced Drilling Technologies ».
Un dispositif expérimental à Bochum, doté d'un concept de mesure sophistiqué et de capteurs autosen, permet d'étudier la découpe de roches au jet d'eau pour la technique de forage géothermique en profondeur.
Les premiers résultats montrent des progrès prometteurs et l'équipe apprécie la fiabilité et la facilité d'utilisation des capteurs autosen dans le robuste dispositif expérimental.
Organisme de recherche de la science et de l'économie
Geothermiezentrum Bochum e.V.
Am Hochschulcampus 1, 44801 Bochum
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www.geothermie-zentrum.de
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