La géothermie : une alternative pour les

mines et les communautés du Nord

Jasmin Raymond, Michel Malo et

Félix-Antoine Comeau

Journée de la recherche FQRNT– 24 février 2015

Développement du nord québécois

• Investissement public-privé

de 50 G$ d’ici 2035

• Développement économique

d’envergure

• Les mines sont ciblées (10 actives, 3 en

développement, 14 projets de mise en valeur)

• Autres secteurs : valorisation des algues, pisciculture

• Augmentation des besoins en énergie

La production d’énergie dans le nord

• Communautés : réseaux autonomes d’Hydro-Québec

• Mines : réseaux indépendants

Génératrices alimentées avec des combustibles (diesel)

wikipedia.org

Umiujaq

mineraglan.ca

Bilan des réseaux automnes d’HQ (2010)

• Sur le territoire du Plan Nord

• 21 centrales au diesel

• Capacité 52,4 MW

• 35 % des réseaux

• Ensemble des réseaux

• Production 391 GWh/an

• Coût moyen 0,43 $/kWh

• Perte de 126 M$/an

• GES ~200 k tonnes CO2/a (MDDELCC, 2014)

40

45

50

55

60

65

70

0 20 40 60 80 100 120 140L

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tud

e (

°N)

Coût de génération (¢/kWh)

Hyd

ro-Q

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tio

n 2

011

L’énergie géothermique,

solution durable pour le nord ?

• Source d’énergie

locale

• Production continue

24h/24h

• Pas ou peu de GES

• Faible superficie

• Coût d’installation

élevé (forages)

geothermal.marin.org

Pompes à chaleur géothermique

• Forages superficiels150 m, -10 à 30 °C

• Chauffage des

bâtiments, de l’eau et

des procédés

• Besoin d’électricité

pour fonctionner

• Économies d’énergie

60-70 % (chauffage)

• Peut contribuer à

maintenir l’état du

pergélisol

La performance des

systèmes dépend de la

conductivité thermique

du sous-sol

• Provinces géologiques de

Grenville et du Supérieur

3,0 – 4,0 W/mK

Gra

sb

ye

t co

ll. 2

011

Tuyaux à conductivité thermique

améliorée

• Nanoparticules (C) mélangées

au polyéthylène

• Réduction des forages 5 à 23 %

Les échangeurs de chaleurs au sol

• Mines inondées

• Bassin d’eau de

surface

• Piles de résidus

miniers

Approvisionnement

des communautés et

mines actives

Les ressources géothermiques

de l’environnement minier

Cheniour 2009

• 3,7 M m3 d’eau• 4 à 9 °C• Système 1 MWt

• 3 X les besoins en chauffage

• Économies annuelles

2 500 MWh - 175 000$

Simulation d’un système énergétique de quartier à Murdochville

Raym

on

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t co

ll. 2

01

4

• 156 mines

souterraines

inondées

• 90 % mines de

métaux

• Ressources :

• Total 887 TJ

• Moyen 5,86 TJ

Inventaire des

ressources

Grasby et coll. 2011

• Matagami

• 6 sites

• 3,35 M m3

• ~ 250 m prof.

• Chapais

• 4 sites

• 1,97 M m3

• ~ 210 m prof.

• Chibougamau

• 16 sites

• 2,29 M m3

• ~ 260 m prof.

Sites miniers d’intérêt au nord

Ressources

géothermiques

profondes

• Forages jusqu’à

5 km

• Température >80 °C

• Stimulation du

réservoir

• Génération

d’électricité

• Usage direct de

la chaleur

Géothermie

profonde

6 bassins

sédimentaires

Sud

• > 4-5 km

profondeur

• 30-80 mW/m2

Nord

• < 2 km

profondeur

• 20-50 mW/m2

Anorthosite

• Plusieurs

massifs

Région de Mistassini

Température

anticipée0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 20 40 60 80 100

z (

m)

T (°C)

37 mW/m2

Complexes anorthositiques

Température anticipée

• Roche isolante composée

de feldspath

• Conductivité thermique

1,7 à 2,0 W/mK

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 50 100 150 200 250

z (

m)

T (°C)

60 mW/m2

20 mW/m2

• Le potentiel géothermique du nord

• Conditions favorables pour les

ressources superficielles

• Intérêts pour les ressources

profondes des complexes

anorthositiques

• L’impact envisagé pour le nord

• Réduire la consommation

énergétiques des communautés

et des mines

• Développement d’une économie

verte

Conclusions

Remerciements