Géothermie minière sur Liège associée à un réseau de chaleur (Glain-Mont-Légia) : projet pilote de faisabilité

La recherche consiste à utiliser les eaux souterraines des mines abandonnées pour alimenter un réseau de chaleur et de froid avec des pompes à chaleur et un circuit ouvert impliquant le pompage en profondeur et la réinjection proche de la surface. Une étude de faisabilité dans le bassin de Liège en vue de lancer un projet pilote est réalisée. Ce projet est financé par le SPW Energie, est coordonné par le VITO, et a comme partenaire UMons et ULiège.
En partant des résultats de l’ « Étude du potentiel de la géothermie des eaux des mines en Région Wallonne » (2019-2020) VITO – UMons – Mijnwater NV – ABO, les zones où le potentiel est le plus intéressant ont été délimitées dans les zones de Mons, du Centre et de Liège. Pour Liège, ceci a amené à étudier les demandes en énergies pour 3 zones, dont la plus prometteuse est celle de St Nicolas-Ans approximativement centrée sur l’hôpital du Mont Legia. L’évaluation est réalisée sur base de la définition des réseaux de chaleur et climatisation de 5ème génération (5GDHC = 5th Generation District Heat and Cold grid).
Pour l’évaluation du potentiel du sous-sol, les valeurs de conductivité hydraulique des zones rocheuses exploitées ont été artificiellement augmentées. Cependant, l'efficacité à long terme et les impacts possibles des doublets géothermiques doivent être étudiés en tenant compte d'une série de défis hydrogéologiques. L'eau chaude serait pompée dans les parties profondes des travaux miniers et l'eau froide réinjectée dans une galerie moins profonde ou dans des roches fracturées peu profondes, avec une inversion saisonnière du flux pour le refroidissement des bâtiments pendant la saison chaude. Il faut s’assurer cependant qu’il n’y ait pas de circulation rapide des eaux souterraines entre les parties profondes et les parties peu profondes de la mine. La géométrie réelle du réseau interconnecté de galeries et de puits ouverts peut être très complexe et doit être conceptualisée de manière réaliste pour garantir la faisabilité et la fiabilité du modèle (partie réalisée par UMons). Ensuite la modélisation doit impliquer l'écoulement des eaux souterraines et le transport de la chaleur, avec une densité et une viscosité dépendant de la température, dans un domaine hétérogène 3D complexe composé de roches très fracturées et de zones d'exploitation, de galeries et de puits partiellement effondrés. Un tel modèle est néanmoins largement recommandé pour concevoir et optimiser l'efficacité à court, moyen et long terme du système géothermique, ainsi que pour évaluer les éventuels impacts environnementaux. Des exemples de simulations sur des cas synthétiques de complexité croissante montrent que l’équipe (ULiège) est prête pour la simulation de différents scénarios sur le cas réel.