La géothermie : une alternative pour les mines et les communautés du Nord

La géothermie : une alternative pour les mines et les communautés du Nord

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  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
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  Développement du nordquébécois • 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
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  La production d’énergiedans le nord • Communautés : réseaux autonomes d’Hydro-Québec • Mines : réseaux indépendants Génératrices alimentées avec des combustibles (diesel) wikipedia.org Umiujaq mineraglan.ca
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  Bilan des réseauxautomnes 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 140Latitude(°N) Coût de génération (¢/kWh) Hydro-QuébecDistribution2011
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  L’énergie géothermique, solution durablepour 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
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  Pompes à chaleurgéothermique • Forages superficiels 150 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
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  La performance des systèmesdépend de la conductivité thermique du sous-sol • Provinces géologiques de Grenville et du Supérieur 3,0 – 4,0 W/mK Grasbyetcoll.2011
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  Tuyaux à conductivitéthermique améliorée • Nanoparticules (C) mélangées au polyéthylène • Réduction des forages 5 à 23 % Les échangeurs de chaleurs au sol
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  • 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
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  • 3,7 Mm3 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 Raymondetcoll.2014
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  • 156 mines souterraines inondées •90 % mines de métaux • Ressources : • Total 887 TJ • Moyen 5,86 TJ Inventaire des ressources Grasby et coll. 2011
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  • Matagami • 6sites • 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
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  Ressources géothermiques profondes • Forages jusqu’à 5km • Température >80 °C • Stimulation du réservoir • Génération d’électricité • Usage direct de la chaleur
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  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
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  Région de Mistassini Température anticipée 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 020 40 60 80 100 z(m) T (°C) 37 mW/m2
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  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
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  • Le potentielgéothermique 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
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  Remerciements