Faculté des sciences

Review: Thermal water resources in carbonate rock aquifers

Goldscheider, Nicola ; Mádl-Szőnyi, Judit ; Erőss, Anita ; Schill, Eva

In: Hydrogeology Journal, 2010, vol. 18, no. 6, p. 1303-1318

Cet aperçu présente les connaissances actuelles sur les ressources en eau thermale des aquifères carbonatés, expose les processus géochimiques créant la porosité des réservoirs ainsi que les diverses modes d’utilisation de ces ressources, tels établissements thermaux, énergie géothermique, séquestration du CO2). Les aquifères carbonatés constituent probablement les... Plus

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    Résumé
    Cet aperçu présente les connaissances actuelles sur les ressources en eau thermale des aquifères carbonatés, expose les processus géochimiques créant la porosité des réservoirs ainsi que les diverses modes d’utilisation de ces ressources, tels établissements thermaux, énergie géothermique, séquestration du CO2). Les aquifères carbonatés constituent probablement les réservoirs d’eau thermale les plus importantes hors zones volcaniques. Plusieurs processus regroupés sous le terme spéléogénèse contribuent à la formation de la porosité: remobilisation de la calcite, corrosion induite par flux de drainance, dissolution par acides terrigènes d’origine profonde. Des eaux thermales et minérales karstiques alimentent des stations thermales dans le monde entier, tels les fameux bains de Budapest, Hongrie. Des installations géothermiques utilisent ces ressources pour la production d’électricité, le chauffage urbain et autres usages, avec faibles émissions de CO2) et occupation du sol restreinte, e.g. la plus grande installation géothermique d’Allemagne, à Unterhaching près Munich. Faille régionale et champs de fractures sont souvent les zones les plus productives, mais quelques fois difficiles à localiser en raison de l’incertitude relativement forte de la recherche. Des dispositifs géothermiques sur roches carbonatées profondes pourraient aussi être utilisés pour la séquestration du CO2) (le gaz dissolvant le carbonate et augmentant de ce fait la porosité du réservoir). L’utilisation de dispositifs géothermiques à cette fin devrait être d’avantage explorée.
    Summary
    The current knowledge on thermal water resources in carbonate rock aquifers is presented in this review, which also discusses geochemical processes that create reservoir porosity and different types of utilisations of these resources such as thermal baths, geothermal energy and carbon dioxide (CO2) sequestration. Carbonate aquifers probably constitute the most important thermal water resources outside of volcanic areas. Several processes contribute to the creation of porosity, summarised under the term hypogenic (or hypogene) speleogenesis, including retrograde calcite solubility, mixing corrosion induced by cross-formational flow, and dissolution by geogenic acids from deep sources. Thermal and mineral waters from karst aquifers supply spas all over the world such as the famous bath in Budapest, Hungary. Geothermal installations use these resources for electricity production, district heating or other purposes, with low CO2) emissions and land consumption, e.g. Germany’s largest geothermal power plant at Unterhaching near Munich. Regional fault and fracture zones are often the most productive zones, but are sometimes difficult to locate, resulting in a relatively high exploration uncertainty. Geothermal installations in deep carbonate rocks could also be used for CO2) sequestration (carbonate dissolution would partly neutralise this gas and increase reservoir porosity). The use of geothermal installations to this end should be further investigated.