L’Université d’Ariel révolutionne l’énergie géothermique grâce à une technologie de forage avancée
Bien qu’elle soit l’une des sources d’énergie les plus durables et fiables, l’énergie géothermique (capter l’énergie disponible sous la surface de la Terre) représente actuellement moins de 0,4 % de la production énergétique mondiale. Le forage profond dans des roches dures comme le basalte et le granite constitue depuis longtemps un défi majeur, freinant le développement à grande échelle de l’énergie géothermique. Les obstacles sont : l’incapacité à forer efficacement dans les roches dures ; les coûts prohibitifs du forage profond ; les coûts d’exploitation élevés des sites géothermiques.
Le Pr Moshe Einat et son équipe du département de génie électrique et électronique de l’université d’Ariel ont mis au point une technologie révolutionnaire basée sur un gyrotron pour surmonter ces difficultés. Cette technologie de forage permet l’extraction d’eau potable (à plusieurs centaines de mètres de profondeur) et la production d’électricité verte et économique (à plusieurs milliers de mètres de profondeur) dans des zones où le forage est actuellement impossible.
NDLR : en France, la copropriété Parly 2, regroupant 15 000 habitants et près de 300 bâtiments au Chesnay-Rocquencourt (Yvelines), a décidé d’utiliser la géothermie comme source principale d’énergie pour son chauffage et son eau chaude sanitaire.
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Cette foreuse électromagnétique est capable de traverser certaines des roches les plus dures en un temps record. Cette technologie a été conçue par une équipe de chercheurs de l’Université d’Ariel, située en Judée-Samarie. Sous la direction du Pr Moshe Einat, spécialiste en génie électrique et électronique, les chercheurs ont développé un système de forage reposant sur l’utilisation d’ondes millimétriques à très haute puissance. Contrairement aux méthodes traditionnelles qui utilisent principalement une action mécanique pour percer la roche, cette nouvelle approche exploite un rayonnement électromagnétique extrêmement concentré capable de fragiliser et de traverser rapidement les matériaux rocheux.
Pour mesurer l’importance de cette avancée, il convient de rappeler les limites des technologies actuelles. Le forage le plus profond jamais réalisé dans l’histoire reste celui de Kola, entrepris dans les années 1970 par l’Union soviétique sur la péninsule de Kola. L’objectif de ce projet scientifique était de mieux comprendre la structure de la croûte terrestre en atteignant des profondeurs jamais explorées auparavant. Grâce à plusieurs générations de foreuses spécialisées, notamment les modèles Uralmash-4E et Uralmash-15000, les ingénieurs sont parvenus à atteindre une profondeur de 12 262 mètres. Cet exploit technique a toutefois nécessité près de vingt années d’efforts continus. Malgré les progrès réalisés depuis lors, aucun autre projet n’a réussi à dépasser ce record, qui demeure aujourd’hui encore le point artificiel le plus profond jamais atteint sur Terre.
Près d’un demi-siècle plus tard, les chercheurs d’Ariel veulent franchir une nouvelle étape. Leur foreuse électromagnétique ne se distingue pas seulement par sa capacité à atteindre de grandes profondeurs, mais également par sa rapidité potentielle. Les essais réalisés en laboratoire montrent que le système est capable de traverser des roches extrêmement dures, comme le basalte ou le granite, à une vitesse remarquable. Selon le Pr Einat, les expériences démontrent actuellement une progression d’environ un mètre par heure dans du basalte compact, une performance particulièrement prometteuse pour une technologie encore en phase de développement.
Les tests sont pour l’instant menés dans des conditions contrôlées. Les chercheurs prélèvent différents types de roches, les découpent en échantillons de quelques millimètres à plusieurs centimètres d’épaisseur, puis analysent l’effet du rayonnement électromagnétique sur leur structure. Ces expériences permettent de mieux comprendre les mécanismes physiques impliqués et d’optimiser progressivement les performances de l’appareil. Les résultats préliminaires se sont révélés suffisamment encourageants pour faire l’objet de publications scientifiques spécialisées et attirer l’attention du ministère israélien de l’Énergie, qui finance actuellement une partie des recherches.
Au-delà de l’exploit technologique, cette innovation pourrait avoir des conséquences majeures dans le domaine énergétique. Les chercheurs considèrent en effet que la chaleur stockée à l’intérieur de la Terre représente une source d’énergie pratiquement inépuisable à l’échelle humaine. Selon eux, les réserves thermiques du sous-sol pourraient théoriquement fournir suffisamment d’énergie pour répondre aux besoins de la planète pendant des millions d’années.
L’exploitation de cette chaleur profonde repose sur le principe de la géothermie. Cette technique consiste à injecter un fluide dans des zones souterraines très chaudes afin de récupérer l’énergie thermique produite. Le liquide se transforme alors en vapeur, laquelle entraîne des turbines génératrices d’électricité. Ce procédé présente l’avantage d’être particulièrement propre puisqu’il n’émet pratiquement pas de gaz à effet de serre et ne dépend pas des conditions météorologiques.
L’Islande constitue aujourd’hui l’un des exemples les plus aboutis d’exploitation géothermique. Grâce à son activité volcanique intense, il suffit souvent d’effectuer des forages relativement peu profonds, entre un et deux kilomètres, pour accéder à des températures très élevées. Cette ressource fournit une part importante de l’électricité et du chauffage consommés dans le pays, contribuant largement à son indépendance énergétique.
Cependant, la majorité des régions du monde ne bénéficient pas d’une activité volcanique comparable. Dans de nombreux pays, il faut descendre beaucoup plus profondément pour atteindre des températures suffisantes à une production rentable d’électricité. C’est précisément cette difficulté que la nouvelle foreuse électromagnétique cherche à surmonter.
Objectif du Pr Einat : rendre possible la production d’énergie géothermique partout sur la planète. Selon ses estimations, des forages atteignant entre 10 et 15 kilomètres de profondeur permettraient d’accéder à des températures adaptées à la production d’électricité dans la plupart des régions du globe. Si une telle technologie devenait économiquement viable, elle pourrait transformer profondément les systèmes énergétiques actuels.
Les perspectives envisagées dépassent largement le cadre des grandes centrales électriques. Les chercheurs imaginent un modèle décentralisé dans lequel l’électricité serait produite directement à proximité des lieux de consommation. Lors de la construction de nouveaux quartiers résidentiels ou de zones industrielles, il deviendrait ainsi possible d’installer des forages géothermiques locaux afin d’alimenter directement les habitants et les entreprises.
Une telle approche offrirait plusieurs avantages stratégiques. En réduisant la dépendance aux réseaux de transport d’électricité sur de longues distances, elle limiterait les pertes énergétiques et renforcerait la résilience des infrastructures. En cas de catastrophe naturelle, d’attaque ou de sabotage, les systèmes locaux pourraient continuer à fonctionner de manière autonome, garantissant ainsi une meilleure continuité de l’approvisionnement énergétique.
Cette question revêt une importance particulière dans un contexte où les infrastructures critiques sont de plus en plus exposées à diverses menaces. Une production locale et distribuée pourrait contribuer à renforcer la sécurité énergétique tout en réduisant la vulnérabilité des réseaux centralisés.
Les applications potentielles de cette technologie ne se limitent pas à la production d’électricité. Le Pr Einat souligne également la possibilité de développer des systèmes de chauffage et de climatisation géothermiques pour les bâtiments. À quelques dizaines de mètres sous la surface, la température du sol reste relativement stable tout au long de l’année. Cette caractéristique permet déjà d’améliorer l’efficacité énergétique de certaines installations. Si les coûts de forage diminuaient grâce à cette nouvelle technologie, il deviendrait envisageable de généraliser ces solutions à grande échelle.
Par ailleurs, les chercheurs travaillent à la conception de foreuses plus silencieuses et moins perturbatrices que les équipements traditionnels. Cela faciliterait leur intégration dans les zones urbaines et réduirait les nuisances associées aux travaux de forage.
Malgré l’enthousiasme suscité par ces premiers résultats, plusieurs années de recherche et de développement seront encore nécessaires avant une application industrielle à grande échelle. Les équipes de l’Université d’Ariel cherchent désormais à obtenir de nouveaux financements afin de poursuivre leurs travaux et de transformer leur prototype expérimental en une technologie opérationnelle.
Si les promesses de cette innovation se concrétisent, elle pourrait ouvrir la voie à une nouvelle révolution énergétique fondée sur l’exploitation durable de la chaleur terrestre. En permettant des forages plus rapides, plus profonds et potentiellement moins coûteux, cette foreuse électromagnétique pourrait contribuer à rendre l’énergie géothermique accessible à une grande partie du monde, offrant ainsi une source d’électricité propre, fiable et locale pour les générations futures.
