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Les ressources des fluides hydrothermaux

Réf : GEOL221

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Juin 2024 / 84 pages
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Prix ​​de vente20,00 €
Prix de vente hors-taxe19,59 €
Total hors-taxes :19,59 €
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Taxes :0,41 €
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Description du produit

 

Sommaire de ce numéro

  Editorial   

  Actualité  

  • Développement de projet de décarbonation : application au système hydrothermal de Douai - Duwiquet Hugo, Guéant Thomas, Monneyron Nicolas, Fréchin Nicolas, Hanot Franck, Miquelis Florian, Darnet Mathieu et Robert Patrick

 

  Regard sur  

  • Risques et opportunités liés à l’extraction et à la production du lithium géothermique - Philippe Gombert et Sylvaine Pique

Le lithium est un métal stratégique dont la production mondiale est aujourd’hui concentrée dans quelques pays même si des ressources existent dans de nombreux autres, dont la France, que ce soit sous forme solide (roches) ou liquide (saumures). En France, les saumures se trouvent principalement dans le Fossé rhénan et dans le Massif central. Sur la base d’une analyse bibliographique et des données issues d’acteurs français de cette filière, l’article présente une première évaluation des potentiels de dangers (évaluations de la gravité des phénomènes redoutés sans prise en compte des enjeux) associés à l’extraction du lithium à partir des saumures géothermiques. Compte tenu de la diversité des méthodes d’extraction existantes et de la confidentialité des données associées à ces technologies, les dangers des substances susceptibles d’être mises en oeuvre dans les procédés décrits ont été évalués, d’une part, et le retour d’expérience des sites géothermiques et des procédés d’extraction des métaux par hydrométallurgie ont été analysés, d’autre part. Les conclusions de cette étude restent à consolider en fonction des choix technologiques qui seront finalement faits.

  • Quantifier les impacts des prélèvements sur la ressource en eau karstique - David Labat, Rémy Argouze, Vianney Sivelle, Chloé Ollivier, Naomi Mazzilli et Christophe Subias

Les systèmes karstiques sont caractérisés par une forte hétérogénéité et cette complexité du fonctionnement hydrodynamique entraîne des difficultés dans la gestion de la ressource en eau. Dans cette étude, nous proposons une méthodologie pour évaluer l’impact des prélèvements sur les débits d’étiage d’un aquifère karstique basée sur une approche de modélisation conceptuelle à réservoirs caractérisée par des lois de vidange non-linéaires. La méthodologie est appliquée au deuxième plus grand système karstique de France : le système karstique de la Touvre (La Rochefoucauld).

 

  Dossier  : Les ressources des fluides hydrothermaux  

ENJEUX ACTUELS ET PERSPECTIVES POUR L’EXPLOITATION DES MÉTAUX

  • Sécurisation française des approvisionnements en métaux, stratégies et solutions sur les cas d’étude du cuivre et du lithium - Léane Verhulst

Croissance démographique, transitions énergétique et numérique,guerres économiques, et autres phénomènes ont des conséquences majeures sur les besoins en ressources minérales comme le lithium et le cuivre. Ainsi, dans notre quotidien nous consommons ces métaux en permanence. Mais à l’heure d’aujourd’hui la France ne produit que peu de ces derniers sur son territoire. D’où proviennent-ils ? Face aux risques sur les chaines d’approvisionnement et les besoins croissants à venir, comment assurer la résilience de l’économie française ?

  • Les gisements hydrothermaux : quoi de neuf ?  - Michel Jébrak

Aujourd’hui on prend conscience de l’importance des circulations hydrothermales dans la quasi-totalité des processus géodynamiques de notre planète, et on entrevoit même son rôle dans le fonctionnement des autres planètes telluriques. De nouveaux terrains d’étude sont apparus (Chine, zones de supra-subduction sousmarines...) ; parallèlement, de nouveaux outils analytiques ont été mis au point. De nouveaux styles de systèmes hydrothermaux ont ainsi été mis en évidence, par exemple les systèmes hydrothermaux mafiques et les systèmes beaucoup plus froids, très réduits, à hydrogène, azote et méthane issus de la serpentinisation.

 

LES MODÈLES CONCEPTUELS DE CIRCULATIONS HYDROTHERMALES ET LES APPROCHES D’EXPLORATION

  •  Les systèmes hydrothermaux aurifères : des archives géologiques de l’évolution du système Terre et des défis pour l’exploration minérale - Anne-Sylvie André-Mayer, Aurélien Eglinger, Arnaud Fontaine, Vincent Combes, Julien Perret, Nicolas Thébaud, Célestine Berthier, Rémi Bosc, Julien Feneyrol, Alain Chauvet, Blandine Gourcerol, Quentin Masurel, Lucas Marulier, Alix Hauteville, Valentine Charvet, Guilhem Barthes, Nicolas Mériaud, Virginie Masson, Christophe Bonnetti et Mark Jessell

Les systèmes hydrothermaux aurifères représentent des archives géologiques se formant dans différents contextes géodynamiques et à différents niveaux crustaux. Les gisements, qui matérialisent des fortes anomalies géochimiques en or et métaux associés, permettent de tracer des processus géologiques très variés, à différentes échelles de temps et d’espace. Conceptualiser de nouveaux modèles métallogéniques innovants pour les systèmes hydrothermaux aurifères optimise la découverte de gisements métalliques, qui permettront à leur tour d’affiner notre compréhension des processus engagés dans leur formation. Un partenariat fertile entre recherche scientifique et industrie minière est ainsi stratégique pour identifier les verrous scientifiques et optimiser l’exploration minérale.

  • Les gisements d’uranium du bassin de l’Athabasca (Canada) : nouveaux challenges pour l’étude de ces systèmes hydrothermaux exceptionnels - Gaétan Milesi, Thomas Obin, Mehdi Serdoun, Paul Marchal, Ali Mohand Said, Alessandro Vinciguerra, Quentin Boulogne, Manon Bulliard, Roger Soliva, Guy Marquis, Pierre Martz, Elodie Williard, Olivier Gerbaud, Magdalena Anderson, Anthony Le Beux et Julien Mercadier

Depuis plus de 60 ans, le bassin de l’Athabasca (Canada) est une cible des compagnies minières car il constitue une province métallogénique majeure avec des gisements d’uranium de classe mondiale. Bien qu’intensément explorées et étudiées, la compréhension de ces manifestations hydrothermales exceptionnelles demeure parcellaire, ce qui freine la découverte de nouveaux gisements.Cet article présente le déroulement des campagnes d’exploration menées par Orano Canada Inc. et les axes de recherche qui sont développés au sein de la chaire industrielle ANR Geomin3D pour améliorer la compréhension et la détection de ces objets géologiques singuliers.

  • Le lithium dans les eaux géothermales du Fossé rhénan : de la découverte à la modélisation de la ressource - Antonin Richard, Elza J.-M. Dugamin, Michel Cathelineau, Marie-Christine Boiron, Frank Despinois, Jeanne Vidal, Laurent Nicolas, Ricardo Perez et Albert Genter

Les eaux géothermales du Fossé rhénan contiennent du lithium dans des concentrations qui rendent possible une co-production d’électricité ou chaleur et de lithium, concept séduisant dans un contexte de transition énergétique. Ici, nous résumons les principales étapes de découverte de la ressource en lithium depuis les années 1980, les avancées récentes sur la compréhension des processus d’enrichissement en lithium dans les eaux géothermales, et enfin les enjeux liés à l’exploration et à la modélisation des réservoirs et de la ressource.

  • Système hydrothermal et potentiel géothermique en contexte orogénique : l’exemple des Pyrénées - Roger Soliva et Adrien Eude

Dans cet article, nous discutons de la sous-exploitation du potentiel géothermique des chaînes de montagnes en prenant l’exemple des Pyrénées. En effet, de nombreuses résurgences hydrothermales existent dans la chaîne des Pyrénées où elles sont exploitées pour le thermalisme depuis plusieurs siècles. Pourtant, les trajets des écoulements souterrains sont peu connus et complexes à déterminer. Les premiers résultats issus d’une compilation des données existantes sur la chimie des eaux chaudes à l’échelle des Pyrénées, montrent une discrimination claire selon les domaines morpho-structuraux de la chaîne.Ces variations semblent s’expliquer par la distinction des types de réservoirs selon la géologie de la chaîne.

  • La gestion de l’incertitude géologique dans l’exploration du sous-sol : exemple du projet de géothermie profonde GEOPULSE - Bellanger Mathieu, Hermant Bastien, Angrand Paul, Auxiètre Mathieu et TLS-Geothermics

Agir au monde, objectivement,n’est pas une tâche triviale. Souhaitant fournir durablement et dans le respect des équilibres planétaires, de l’énergie à nos sociétés, la géothermie profonde présente selon nous les qualités requises par cette intention. Mais ces ressources, intra-lithosphériques, sont essentiellement masquées depuis la surface où nous vivons. Pour atteindre ces ressources sous contrainte économique, il est nécessaire de développer des méthodes et outils à même de réduire le risque de ne pas trouver ce que l’on cherche. Mais si les grands principes fondateurs sont communs à toutes zones (gravitation, électromagnétisme, rhéologie, thermodynamique…), l’héritage rend chaque cas unique et implique donc un grand nombre d’inconnues à résoudre. La gestion des incertitudes et imprécisions est donc au coeur de l’exploration du sous-sol, et nous verrons dans cet article la pratique de cette gestion par TLS Geothermics illustrée par le projet de géothermie profonde GEOPULSE.

 

EXEMPLES D’APPLICATIONS À DIFFÉRENTES ÉCHELLES

  • La Minéralisation en Éléments de Terres Rares de Gakara, Burundi - Philippe Boulvais, Seconde Ntiharirizwa, Vanessa Elongo, Yannick Branquet et Gilbert Midende

La minéralisation en Éléments de Terres Rares (ETR) de Gakara (Burundi) apparaît sous la forme de veines de bastnaésite (fluoro-carbonate d’ETR) partiellement transformée en monazite. Elle s’est formée en début de cycle panafricain (vers 600 millions d’années), dans un contexte de circulations hydrothermales liées à un magmatisme carbonatitique. Les données structurales, pétrographiques, minéralogiques et géochimiques synthétisées ici permettent de préciser les événements ayant concouru à la formation de ce gisement exceptionnel, riche du minerai le plus concentré au monde.

  • Des thermes romains à la géothermie électrogène, que connaissons-nous réellement du système géothermal de Chaudes-Aigues ? -  Emmy Penhoët, Laurent Guillou-Frottier, Laurent Arbaret, Bernard Sanjuan, Séverine Caritg

Connues depuis l’époque romaine, la ville de Chaudes-Aigues (Cantal) et ses trente sources dépeignent un parfait exemple du thermalisme français. Depuis 1906, plusieurs auteurs ont tenté d’expliquer l’origine de la source du Par, l’une des plus chaudes d’Europe (82°C) mais de nombreuses incertitudes persistent quant aux caractéristiques du système hydrothermal (origine des fluides, réservoir et circulation, drains et émergences). Cet article présente un état des connaissances géologiques, géochimiques, hydrogéologiques ainsi que les perspectives concernant le système hydrothermal de Chaudes-Aigues.

  • Le système hydrothermal actif de Balaruc-les-Bains -  Michel Séranne, Claudine Lamotte, Bernard Ladouche, Coralie Ranchoux

La station hydrothermale de Balaruc-les-Bains, sur la côte méditerranéenne entre Sète et Montpellier, se distingue des autres stations hydrothermales localisées dans des environnements montagneux. Le projet Dem’Eaux Thau a montré que le système hydrothermal actuel de Balaruc s’explique par l’évolution géologique longue (depuis le Crétacé) et polyphasée, du réservoir karstique située en zone côtière.

  • Exploration du potentiel géothermique profond de l’île de Petite-Terre à Mayotte -  C. Dezayes, A. Stopin, P.Wawrzyniak, F. Gal, T. Farlotti, P. Calcagno, A. Armandine les Landes, R. Chassagne, E. Macedo Serrano

Cet article traite des études réalisées par le BRGM en 2021- 2022 qui visent à affiner la connaissance du sous-sol et du système géothermique potentiellement présent au-delà de 1000 m de profondeur dans l’île de Petite Terre à Mayotte. Ces études comprenaient une campagne de mesures géophysiques accompagnée d’une analyse des fractures et de l’étude du gaz émanant du sol, suivie d’une analyse intégrée des circulations potentielles profondes par simulation hydro-thermique et assimilation de données.Ont ainsi été mises en évidence des zones de localisation de remontées de fluides chauds potentiellement favorables à l’exploitation géothermique. Ceci a permis à la société Albioma de cibler les zones d’implantation d’éventuels futurs forages.