Assessment of the deep geothermal energy source potential in remote northern regions: a study undertaken in the subarctic off-grid community of Kuujjuaq, Nunavik, Canada.

• Main Author: Marques Miranda, Mafalda Alexandra
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: 2021
• Subjects: propriétés thermophysiques; modélisation inverse; conduction de chaleur; flux de chaleur; température en profondeur; régime de contraintes; méthode de Monte Carlo; modélisation thermo-hydro-mécanique; modèle de cisaillement-dilatation; coût actualisé de l’énergie; thermophysical properties; inverse modeling; heat conduction; heat flux; subsurface temperature; stress regime; Monte Carlo method; thermo-hydro-mechanical modeling; shear dilation model; levelized cost of energy; Kuujjuaq; Subarctic; Nunavik
• Online Access: https://espace.inrs.ca/id/eprint/12056/; https://espace.inrs.ca/id/eprint/12056/1/T997.pdf

Les systèmes géothermiques ouvragés peuvent être une solution pour diminuer la dépendance aux combustibles fossiles des communautés nordiques éloignées du Canada. Toutefois, l’inexistence de forages d’exploration profonds, et plus généralement de donnés sur le sous-sol, à proximité des communautés visées induit de nombreuses incertitudes qui ont été abordées dans cette thèse. Les travaux entrepris dans la communauté de Kuujjuaq (Nunavik, Canada) ont permis de définir des lignes directrices et d’adapter les méthodes existantes qui peuvent maintenant être étendues à d’autres communautés éloignées faisant face à des défis similaires d’exploration géothermique. Le flux de chaleur a été déduit numériquement par résolution d’un problème inverse de conduction de chaleur en 1D. L’algorithme de Nelder-Mead a été utilisé pour minimiser la somme des moindres carrés et trouver le flux de chaleur optimal qui permet de reproduire un profil de température d’une profondeur de 80 m mesuré dans un puits d’observation hydrogéologique. Le flux de chaleur simulé s’est révélé sensible à l’histoire paléoclimatique et aux propriétés thermophysiques. Par conséquent, ces différentes sources d’incertitude affectent les prédictions de la température en profondeur et l’évaluation de l’énergie thermique en place. Des simulations de Monte Carlo ont révélé que la température du réservoir et le facteur de récupération sont les paramètres les plus influents qui affectent les ressources géothermiques et la production potentielle de chaleur et d’électricité. Les analyses de risque suggèrent que la production de chaleur géothermique à Kuujjuaq implique un risque moyen à faible, alors que la production d’électricité et la cogénération présentent un risque élevé à moyen. De plus, un modèle de contrainte a priori a été proposé pour Kuujjuaq considérant des corrélations empiriques, la modélisation analytique et des simulations de Monte Carlo, lesquelles ont été calibrées avec des données régionales. Ce modèle fournit une première évaluation du régime ...