Islande : un forage géothermique atteint le magma, article de Laurent Sacco dans Futura-Science, février 2012

le 7 avril 2012 par Sylvie
En cherchant à exploiter l’eau « supercritique » qui se trouverait dans les profondeurs du champ géothermique de Krafla en Islande, des géologues ont eu une belle surprise. Le forage a en effet pénétré dans une poche de magma. Très rare, cet incident ne serait que le deuxième du genre. Il a fourni des renseignements sur les processus magmatiques liés aux volcans.

La géothermie est une source d’énergie particulièrement intéressante dans un pays comme l’Islande. Mais on exploite aussi la vapeur sortie des entrailles de la Terre en Italie. La région de Larderello, en Toscane, fournit ainsi de l’électricité à près d’un million de foyers. En France, la géothermie représente un potentiel non négligeable, comme l’avait souligné à plusieurs reprises Haroun Tazieff.

Plus la température de l’eau extraite d’un forage géothermique est importante, plus elle contient d’énergie thermique utilisable. Parmi les sources les plus prometteuses figurent celles où l’eau se trouve dans un état dit supercritique. Rappelons que de l’eau est supercritique lorsque sa température et sa pression sont supérieures à celles du point critique (Tc=376 °C et Pc=221 bar). L’eau présente alors des propriétés physicochimiques étonnantes, intermédiaires entre liquide et gaz.

Au premier plan le cratère Viti datant de l'éruption de 1787 avec à l'arrière plan la station de forage située dans la zone de Krafla.
Au premier plan le cratère Viti datant de l’éruption de 1787 avec à l’arrière plan la station de forage située dans la zone de Krafla. © G.O. Fridleifsson-W. Elders, UC Riverside

La quête de l’eau supercritique

Ainsi, on constate simultanément une très grande compressibilité et une densité de type liquide. Une solution aqueuse devient alors un milieu très réactif intervenant dans de nombreux processus géochimiques (séparation de phases et cristallisation dans les magmas, transport et déposition des métaux par les fluides hydrothermaux à l’origine des gisements métallifères, altération hydrothermale des roches).

Un groupe de géologues travaillant pour un consortium gouvernemental du nom de Iceland Deep Drilling Project avait donc pour mission d’étudier la possibilité d’exploiter des champs géothermiques possédant de l’eau dans un état supercritique. C’est ainsi qu’un forage a été effectué dans la zone volcanique bien connue de Krafla en Islande. Un tiers de la production électrique d’Islande provient de la géothermie et pas loin de 95 % des foyers islandais sont chauffés grâce à elle.

Au premier plan la source chaude de Leirhnjúkur et à l'arrière plan la station de forage. Entre les deux on voit les coulées basaltiques des années 1974-1975.
Au premier plan la source chaude de Leirhnjúkur et à l’arrière plan la station de forage. Entre les deux on voit les coulées basaltiques des années 1974 à 1985. © W. Elders, UC Riverside

Du magma à 900 °C

En 2009, les géologues étaient en train de forer pour atteindre une profondeur de 4,5 kilomètres lorsqu’une modification des contraintes mécaniques au niveau de la tête de forage s’est brutalement produite vers 2,1 kilomètres de profondeur. Il a fallu se rendre à l’évidence : le trépan venait de pénétrer dans une poche de magma.

Curieusement, les analyses du magma qui était remonté de quelques mètres dans le puits de forage ont montré qu’il correspondait à une lave connue en surface se figeant en une roche du nom de rhyolite. Celle-ci est plus riche en silice et donc plus visqueuse que le basalte ordinairement craché par les éruptions à Krafla. Ce n’était pas la première fois que l’on rencontrait un mélange d’une faible quantité rhyolite avec du basalte lors d’une éruption mais les volcanologues n’en comprenaient pas vraiment la raison.

Ce forage jette une lumière nouvelle sur ce processus magmatique mal compris. Il semblerait bien, comme les géologues l’ont expliqué dans un article paru récemment dans Geology, que ce soit précisément des processus hydrothermaux qui soient intervenus.

Plus exactement, du basalte altéré par ces processus hydrothermaux aurait fondu et se serait mélangé à du magma en provenance du manteau, ce qui aurait produit cette rhyolite. La recherche de l’eau supercritique va quant à elle se poursuivre, un second forage devrait avoir lieu en 2013.