L'utilisation de charbon sale comme source de chaleur rend la vie difficile pendant l'hiver mongol. Les géophysiciens de l'ETH contribuent au développement de l'énergie géothermique comme alternative propre.

De nombreux Européens ont une vue idyllique de la Mongolie comme une terre de vastes, espaces vides et nature vierge. Mais la vérité est plus compliquée, surtout en hiver. C'est la période de l'année où la vie est tout sauf idyllique pour les gens qui vivent ici. Leurs colonies sont enveloppées d'épaisses, fumée de suie qui rend la respiration difficile. Les habitants sont confrontés à des niveaux de pollution jusqu'à 80 fois supérieurs aux valeurs recommandées par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) – une situation inacceptable étant donné que l'air pollué cause de graves problèmes de santé aux résidents locaux.

Potentiel souterrain

Une façon de sortir de ce dilemme serait d'arrêter de chauffer les maisons avec des poêles à charbon vétustes qui dégagent de la fumée non filtrée, passer au renouvelable, sources d'énergie propre. La Mongolie offre bon nombre des bonnes conditions pour y parvenir, en grande partie grâce au magma chaud caché sous la surface du pays. De nombreuses sources chaudes, certaines atteignant des températures pouvant atteindre 87 degrés Celsius, signalent la présence de cette ressource naturelle. La Mongolie utilise déjà l'énergie géothermique à diverses fins, y compris le chauffage des serres. Cependant, toute utilisation à plus grande échelle de cette source d'énergie nécessiterait beaucoup plus d'eau que celle qui atteint actuellement la surface. Le problème est que l'eau chaude ne s'écoule que le long de certaines couches souterraines - et sans savoir où elles se trouvent, toute tentative de forer dans ces précieux réservoirs géothermiques est finalement un pari.

C'est une expérience familière à de nombreux habitants de Tsetserleg, la capitale de la province de l'Arkhangai en Mongolie centrale. L'eau amenée à la surface par les projets de forage précédents a été à peine plus chaude que 40 degrés Celsius. Cela pourrait être acceptable pour un bain chaud, mais il ne suffit pas de chauffer toute une ville, et encore moins produire de l'électricité. Les autorités locales se sont donc montrées sceptiques lorsque les chercheurs de l'ETH ont suggéré de tenter une nouvelle fois d'exploiter les ressources géothermiques de la région à grande échelle.

Mais Martin Sarre, Professeur de Géothermie et Géofluides au Département des Sciences de la Terre, et Friedemann Samrock, Assistante Senior dans le groupe Saar, sont convaincus que la ville pourrait être chauffée à l'énergie géothermique. « Les conditions à Tsetserleg sont idéales, avec eau chaude en sous-sol, plus un système de chauffage urbain existant pour distribuer la chaleur, " dit Saar. Le système est actuellement alimenté par de l'énergie provenant de la combustion du charbon, mais il serait relativement facile de le faire fonctionner en utilisant de l'eau chaude sous la surface de la Terre.

Champs et fluctuations

La Sarre et Samrock ont ​​de bonnes raisons de croire qu'elles peuvent trouver les bons endroits pour accéder à ces réservoirs d'eau chaude souterraine. Leur projet est d'utiliser la magnétotellurique, une méthode de mesure géophysique qui peut être utilisée pour déduire exactement où se trouvent les strates aquifères souterraines. Cette méthode est basée sur le fait que les variations temporelles du champ magnétique terrestre induisent des courants de Foucault dans les structures électriquement conductrices sous la surface de la Terre. Les fluctuations du champ magnétique terrestre peuvent être causées par des phénomènes tels que le vent solaire et l'activité globale de la foudre. Le champ électrique naturel induit par ces fluctuations produit un champ magnétique secondaire qui, avec le bon équipement de mesure, peut être mesuré et analysé à la surface de la Terre. "Les données mesurées révèlent les variations de la conductivité électrique des matériaux souterrains. Et puisque la conductivité des strates aquifères est différente de celle de la roche sèche qui les entoure, cette analyse nous indique où trouver de l'eau chaude, " dit Samrock.

L'un des avantages de la Mongolie est qu'il y a moins de bruit électrique provenant de l'activité humaine que dans les pays fortement peuplés comme la Suisse. Cela a permis de conclure rapidement la première campagne de mesures l'été dernier. Les chercheurs ont pu installer leur équipement de mesure pour détecter des structures souterraines sur un total de 184 sites différents. "Nous sommes maintenant en train d'analyser les données, " dit Samrock. " L'été prochain, nous avons l'intention de lancer une deuxième campagne de mesures pour approfondir les sites que nous jugeons particulièrement prometteurs. "

Les géophysiciens de l'ETH ont un autre atout à jouer lorsqu'il s'agit d'analyser les données, à savoir leur collaboration avec le groupe Earth and Planetary Magnetism, qui a passé plusieurs années à mener des recherches en Mongolie. Le groupe a développé des méthodes numériques sophistiquées pour l'analyse des structures souterraines. "Le programme de calcul de nos collègues a deux points forts. Il prend en compte la topographie de la surface de la Terre - contrairement à d'autres programmes qui la supposent simplement plate - et il modélise correctement les variations de résolution causées par la distribution inégale des stations de mesure , " dit Samrock.

Recherche pour le développement

Pourtant, ce projet ne concerne pas seulement la recherche géophysique, mais aussi sur le transfert de connaissances. En effet, il fait partie du programme suisse de recherche sur les enjeux mondiaux pour le développement, ce qui signifie qu'il reçoit un financement conjoint du Fonds national suisse et de la Direction du développement et de la coopération DDC. Il comprend également la participation de l'Académie des sciences de Mongolie. "L'un des membres de notre équipe est un doctorant de l'ETH dans mon groupe, originaire de Mongolie, qui continuera à y travailler une fois diplômé en tant qu'expert dans ce domaine, " dit Saar. " Nous laisserons également nos équipements en Mongolie une fois nos campagnes de mesures terminées afin que les géophysiciens locaux puissent continuer à rechercher des eaux souterraines chaudes dans d'autres régions, aussi." Cela pourrait marquer le prélude à d'énormes améliorations de la qualité de l'air hivernal en Mongolie et, à la fois, aider à réduire le CO du pays 2 émissions.