Proposition et validation d'un essai de laboratoire permettant de déterminer les cinétiques de réaction des roches carbonatées dans le contexte de puits à colonne permanente

Dans le cadre de l’étude des sources d’énergie non conventionnelles pour le chauffage et la climatisation des bâtiments gérés par la Ville de Montréal, un système de puits à colonne permanente (PCP) est prévu à côté du Centre Père-Marquette pour répondre aux besoins de chauffage et de climatisation du bâtiment. Cette technologie innovante vise à réduire la consommation d’électricité en remplaçant le chauffage traditionnel par un chauffage basé sur l’utilisation de l’énergie stockée dans le sous-sol. Ainsi, cette solution vise à réduire l’empreinte carbone en exploitant une énergie verte. Cependant, cette solution représente un défi en raison des problèmes rencontrés lors de sa mise en oeuvre. En effet, les aquifères calcaires caractérisant la plupart des régions du Québec peuvent créer des problèmes de fonctionnement à cause de la dureté de l’eau souterraine. En effet, le système PCP est basé sur la circulation permanente des eaux souterraines et leur contact avec la roche peut provoquer le colmatage des puits en raison des réactions qui se produisent (dissolution et précipitation des minéraux carbonatés). De ce point de vue, ce travail vise à étudier la cinétique des réactions en simulant le PCP par un modèle simple en laboratoire. Ainsi, les résultats obtenus constituent une base pour la modélisation des paramètres géochimiques (surface minérale réactive, cinétique de réaction) et une phase préliminaire pour l’implémentation de ces paramètres dans d’autres modèles de simulation. Des forages exploratoires ont été réalisés au Centre Père Marquette dans un double but d’explorer la géologie locale et de réaliser un essai pilote de Puits à Colonne Permanente en laboratoire. Contrairement aux tests conventionnels utilisant de la roche concassée, qui ne sont pas très représentatifs d’un écoulement dans un PCP, une nouvelle approche a été développée au sein du Groupe de recherche en géothermie et hydrogéologie (G2H) de Polytechnique Montréal. Cette approche est basée sur un écoulement autour d’une carotte rocheuse. Ce nouvel outil améliore la connaissance du fonctionnement du PCP dans un environnement carbonaté et constitue un premier pas vers la démocratisation de la technologie au Québec.»