Brevet FR3066255A1 — publié le 20181116

SYSTEME ET PROCEDE POUR LA PRODUCTION ET LE STOCKAGE D'ENERGIE GEOTHERMIQUE DOMAINE DE L'INVENTION L'invention appartient au domaine du stockage et de la production d'énergie. L'invention concerne en particulier un système et un procédé de production 5 d'un stock d'énergie géothermique permettant la mise à disponibilité à la surface d'un fluide de travail pour la restitution de cette énergie stockée. Plus particulièrement dans l'invention, la production et le stockage sont réalisés au moyen de formations géologiques profondes et perméables. De manière avantageuse, la gestion de l'énergie stockée est réalisée pour optimiser la production 10 d'énergie dans un complexe de ressources d'énergies renouvelables intermittentes. ART ANTERIEUR Dans le domaine de la production d'énergie géothermique il est connu de 15 longue date d'exploiter des gisements d'eaux thermales principalement pour des applications de chauffage domestique ou industrielle, plus récemment pour la production d'énergie mécanique et électrique au moyen de cycles combinés et de machines thermodynamiques. Pour la production d'énergie mécanique et électrique ce type d'exploitation 20 présente généralement un rendement global très faible et reste soumis aux conditions naturelles de ces gisements, en particulier lorsqu'elles imposent la limitation des puisages d'énergie géothermique pour éviter un refroidissement et un épuisement rapide du gisement. Pour mieux pouvoir gérer l'exploitation de formations géothermales, il est connu 25 d'injecter de l'eau depuis la surface par un puits d'injection et de reprendre cette eau par un puits de pompage de sorte que l'eau suive un circuit continu dans lequel elle se réchauffe au contact des roches chaudes et sèches traversées. Dans le domaine des profondeurs exploitables en sous-sol, soit de celles qui permettent la possibilité d'une permanence de la perméabilité pour les formations 3066255 2 géologiques ciblées, ce type de solution s'avère limitée en efficacité en raison des vitesses de circulation de l'eau dans les roches naturelles qui en limitent le débit et par les températures recherchées qui ne sont atteintes que dans le cas de sites exceptionnels. L'énergie géothermique apparaît donc aujourd'hui comme une ressource largement sous-exploitée en raison de difficultés techniques de mise en oeuvre et de rendements faibles pour la production d'énergie mécanique et électrique, alors que la ressource est immense lorsqu'il est considéré le flux radiatif de chaleur produit par le noyau terrestre et duquel il résulte un gradient moyen de 30°C par 1000m dans la croûte terrestre. PRÉSENTATION DE L'INVENTION La présente invention apporte une solution permettant de produire et de stocker 15 une énergie géothermique durable pour l'utiliser à des périodes choisies, en particulier lorsque d'autres sources d'énergies renouvelables sont en défaut. L'invention concerne un système de stockage et de production d'énergie géothermique comportant un segment de surface dans lequel l'enthalpie (H) d'un fluide transporté dans un réseau de conduites, est transformée en énergie 20 mécanique et ou en chaleur, et comportant un segment souterrain. Le segment souterrain comporte au moins un puits d'injection dont un tubage, relié au réseau de conduites du segment de surface, débouche dans une formation géologique souterraine perméable pouvant réchauffer un fluide injecté dans ladite formation géologique, et comporte au moins un puits de production dont un tubage, 25 relié au réseau de conduites du segment de surface, débouche dans ladite formation géologique. Le système est caractérisé en ce que : - le fluide est un fluide accumulateur organique, ayant une pression de liquéfaction PL inférieure à 106 Pa à une température de 15°C, ayant en 30 phase liquide une densité strictement inférieure à 1 par rapport à l'eau dans les mêmes conditions de pression et température, et étant non miscible avec l'eau ; - la formation géologique souterraine détermine un piège, constituant un réservoir de stockage apte à contenir dans des roches perméables et 3066255 3 poreuses, une quantité souhaitée du fluide accumulateur, sous des couches supérieures dudit piège, étanches pour ledit fluide accumulateur en phase liquide, et au-dessus d'un aquifère associé audit piège, les roches perméables et poreuses étant maintenues naturellement à des températures supérieures 5 à 70°C par un flux de chaleur, d'origine géothermicpe, apportées par des roches inférieures ; - le ou les puits d'injection débouchent dans une partie basse du piège de sorte que le fluide accumulateur tend à migrer dans les roches perméables et poreuses du piège depuis la partie basse vers la partie haute dudit piège, 10 sous l'effet d'une poussée d'Archimède générée sur le fluide accumulateur par l'aquifère et sous l'effet d'une convection thermique s'opposant à une stratification, dans lesdites roches, du fluide accumulateur soumis au réchauffement au contact desdites roches et réchauffées par le flux de chaleur provenant des roches inférieures ; - le segment de surface, le ou les puits d'injection, le piège et le ou les puits de production déterminent un circuit fermé pour le fluide accumulateur dans lequel ledit fluide accumulateur est confiné. Par une sélection d'un site géologique conforme à l'invention, ainsi que par la sélection d'un fluide accumulateur aux caractéristiques spécifiées, le système permet d'induire un déplacement du fluide accumulateur injecté dans les roches du piège, de stocker ce fluide accumulateur pendant une durée suffisante, pour qu'il augmente son enthalpie par les transferts de chaleur au contact des roches du piège, et de maintenir dans le piège un stock de fluide accumulateur avec une enthalpie maximale pouvant être extraite au moment souhaité. La quantité de fluide accumulateur pouvant être extraite avec le bénéfice énergétique attendu est naturellement fonction des capacités de volume de stockage lié à la structure géologique du piège, du flux de chaleur apporté par les roches profondes et du temps de régénération de l'enthalpie du fluide accumulateur. Ce fluide est extrait naturellement et en pression par un puits de production et après sa valorisation énergétique est réinjecté dans le piège par un puits d'injection. Dans une forme de réalisation, le ou les puits d'injection d'une part et le ou les puits de production d'autre part sont agencés pour respectivement injecter des volumes de fluide accumulateur dans le piège et extraire des volumes de fluide 3066255 4 accumulateur du piège indépendamment l'un de l'autre. Un volume tampon permanent est ainsi stocké dans le réservoir souterrain, en conséquence le prélèvement de fluide accumulateur, pour l'exploitation de son enthalpie, n'est ainsi pas lié à la recharge directe du piège en fluide accumulateur et 5 n'affecte pas sensiblement la vitesse de migration du fluide accumulateur, dans les roches du piège dans lesquelles il se recharge en enthalpie. Dans une forme de réalisation, le fluide accumulateur est essentiellement un gaz de pétrole liquéfié GPL comportant un mélange de propane et de butane. Le GPL, qui peut avoir des compositions variables, présente des 10 caractéristiques avantageuses dans une application comme fluide accumulateur dans l'invention, en particulier une liquéfaction pour de faibles valeurs de pression, 7x105 Pa à la température de 15°C, une densité par rappert à l'eau comprise entre 0,51 (pour le propane) et 0,58 (pour le butane), et une quasi non miscibilité avec l'eau. Le GPL est également abondant, d'un coût relativement modeste et produit 15 industriellement. Dans une forme de réalisation, du fluide accumulateur est extrait en pression par le ou les puits de production avec une température supérieure à un seuil choisi, par exemple supérieur à 90°C. Il est ainsi assuré Ln chauffage suffisant du fluide accumulateur avant son utilisation pour produire de l'énergie et déterminé la capacité 20 énergétique d'une installation compte tenu de la quantité de fluide accumulateur stockée et du flux de chaleur effectivement apporté par les roches inférieures. Dans une forme de réalisation, le segment de surface comporte un évaporateur dans lequel le fluide accumulateur extrait en pression par le ou les puits de production est vaporisé pour entraîner une machine thermodynamique, et comporte 25 un condenseur dans lequel le fluide accumulateur en phase vapeur et condensé pour être réinjecté dans le segment souterrain par le ou les puits d'injection en phase liquide. Il est ainsi avantageusement mis en oeuvre des turbines ou autres machines thermodynamiques pour transformer un maximum de l'enthalpie du fluide accumulateur en énergie mécanique dans un premier temps, et par exemple 30 électrique dans un second temps en entraînant des alternateurs ou autres générateur d'énergie électrique. Dans une forme de réalisation, le segment de surface comporte des moyens de coproduction d'énergie renouvelable notamment d'origine hydraulique, et ou d'origine solaire, et ou d'origine éolienne. Cette association avec la production d'énergie 3066255 5 d'origine géothermique de l'invention s'avère particulièrement avantageuse du fait que : contrairement aux énergies d'origines solaire et éolienne, elle est parfaitement prévisible, stockable, et disponible à tout moment. Cela lui permet d'être utilisée par exemple, lorsque les autres sources d'énergies renouvelables sont indisponibles ou 5 bien insuffisantes. Dans une forme de réalisation, le segment de surface comporte au moins un réacteur pour produire du GPL à partir d'autres hydrocarbures et ou de matières organiques, et des moyens pour transférer le GPL, produit en phase liquide, vers au moins un puits d'injection. 10 Il est ainsi possible de convertir des hydrocarbures et des déchets organiques en GPL pour remplir le système en fluide accumulateur, dont le carbone se trouve emprisonné dans le piège géologique sans être relâché dans l'atmosphère lors de la mise en oeuvre du système. Ce système de stockage géothermique permet d'éviter de dégager dans l'atmosphère le gaz carbonique CO2 qui aurait été sinon produit soit 15 par la combustion des hydrocarbures stockés, soit par la décomposition des déchets organiques. L'invention concerne également un procédé de production et de stockage d'une énergie géothermique dans lequel un fluide est injecté dans des couches 20 géologiques du sous-sol pour augmenter une enthalpie (H) dudit fluide au contact de roches chaudes des couches géologiques. Plus particulièrement le procédé comporte une étape initiale de sélection d'un site souterrain de stockage et d'un fluide dans laquelle : - les couches géologiques sont choisies parmi les formations géologiques 25 constituant un piège dont des couches supérieures sont étanches pour un fluide accumulateur en phase liquide, ledit piège contenant des roches perméables et poreuses maintenues naturellement à des températures supérieures à 70°C, et ledit piège comportant un aquifère ; - le fluide accumulateur est un fluide organique, choisi parmi les fluides 30 organiques en phases liquides dans les conditions de température et de pression dans le piège, de densités strictement inférieures à la densité de l'eau dans les conditions de température et de pression du piège, et qui ne sont pas miscibles avec l'eau. Cette étape initiale permet de déterminer des conditions optimales pour 3066255 6 l'application du procédé et de déterminer les capacités d'un système à produire de l'énergie d'origine thermique. Dans un mode de mise en oeuvre, le procédé comporte une étape de stockage 5 d'une énergie géothermique comportant : - une phase d'injection de fluide accumulateur, en phase liquide, dans une partie basse du piège ; - une phase de confinement dans le piège du fluide accumulateur injecté pendant laquelle phase le fluide accumulateur migre vers une partie haute du 10 piège et se réchauffe au contact des roches et de l'eau de l'aquifère, puis reste stocké et maintenu à température dans le piège au-dessus de l'aquifère. Il est ainsi formé un volume de fluide accumulateur d'enthalpie élevée qui constitue un réservoir d'énergie stockée pouvant être utilisée à tout moment. Le temps de rétention dans le piège de ce fluide étant défini selon le mode de puisage 15 et les caractéristiques du site. Dans un mode de mise en oeuvre, le procédé comporte une étape de puisage dans laquelle du fluide accumulateur chaud stocké dans le piège est prélevé dans la partie haute du piège et amené en phase liquide vers des installations d'un segment de surface. 20 Le fluide ainsi prélevé correspond au fluide accumulateur ayant absorbé l'énergie thermique maximale dans le piège. Dans un mode de mise en oeuvre, le procédé comporte une étape de valorisation énergétique de production d'énergie mécanique et ou thermique à partir d'une enthalpie (H) du fluide accumulateur amené vers les installations du segment 25 de surface, puis de recyclage (540) du fluide accumulateur qui est réinjecté, en phase liquide, dans une partie basse du piège. La quantité de fluide accumulateur prélevée est ainsi restituée dans le piège et son injection dans une partie basse du piège, éloignée de la partie dans laquelle elle a été prélevée, évite, compte tenu des temps de migration dans les roches, que le 30 fluide accumulateur réinjecté avec une enthalpie diminuée ne soit à nouveau prélevé avant d'avoir été réchauffé dans le piège, du fait de son parcours dans la roche et de son temps de rétention. Dans un mode de mise en oeuvre, l'étape de puisage est engagée au moment où une demande en énergie est formulée par un dispositif superviseur prenant en 3066255 7 compte un temps de démarrage de la production effective d'énergie après le déclenchement de l'étape de puisage. PRÉSENTATION DES FIGURES 5 L'invention est décrite en référence aux figures qui sont données à titre d'un exemple non limitatif d'un mode de réalisation de l'invention, qui représente de manière schématique : Figure 1 : une représentation d'ensemble d'un exemple de système suivant l'invention ; 10 Figure 2 : un schéma des principales étapes du procédé de l'invention. Sur les figures, les dessins des différentes parties du système et de ses composants sont représentés symboliquement et ne sont pas représentés avec une même échelle. 15 DESCRIPTION D'UN MODE DÉTAILLÉ DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE DE L'INVENTION L'invention s'appuie sur la combinaison de trois caractéristiques principales 20 précisément déterminées pour obtenir le résultat et les avantages de l'invention. Ces trois caractéristiques principales, qui sont détaillées dans l'exemple de réalisation dont la description détaillée est donnée ici, sont : - la présence sur un site d'implantation d'une formation géologique déterminant un piège caractérisant un volume de stockage ; 25 - une profondeur du piège déterminante de la température géothermique ; - la mise en oeuvre d'un fluide accumulateur de chaleur et utilisé comme transporteur de l'énergie géothermique et comme fluide de travail thermodynamique. La figure 1 illustre de manière très schématique un exemple de système de 30 stockage et de production d'énergie 100 selon l'invention. Le système 100 comporte : - un segment de surface 10 - un segment souterrain 20 306 6 2 5 5 8 Le segment de surface 10 comporte un ensemble d'équipements conventionnels pour l'exploitation énergétique d'un fluide de travail, en particulier des machines thermodynamiques 11 pour convertir la chaleur de la source chaude en énergie mécanique, par exemple pour entraîner un générateur électrique 13, et des 5 échangeurs 12 pour réchauffer un fluide d'un circuit secondaire, par exemple pour des applications de chauffage. Le segment de surface 10 comporte également un réseau 14 de conduites, de pompes 14a et de vannes 14b, d'évaporateurs 31 et de condenseurs 32, pour assurer la circulation d'un fluide accumulateur 30 utilisé comme transporteur de 10 l'énergie géothermique et également mis en oeuvre comme fluide de travail pour les machines thermodynamiques 11, en circuit « fermé » comme il sera compris de la suite de la description, ledit fluide accumulateur extrait du segment souterrain 20 étant réinjecté dans ledit segment souterrain après avoir libéré l'énergie utilisée. Les machines thermodynamiques sont par exemple des turbines entraînées par 15 le fluide accumulateur, qui, une fois vaporisé, est utilisé comme fluide de travail et détendu dans les étages de turbines, puis une fois turbiné, est liquéfié pour être à nouveau réchauffé. Ce type de machines thermodynamiques est connu de l'homme du métier qui déterminera en fonction de ses contraintes propres un machine la mieux adaptée à sa situation. 20 A titre d'exemples non limitatif de catégories de machines thermodynamiques, il est connu celles mettant en oeuvre un entraînement d'une turbine directement par la vapeur résultant d'une détente du fluide, également connue sous la désignation « flash », celles mettant en oeuvre un cycle Rankine, celles mettant en oeuvre un cycle Stirling. 25 Le segment souterrain 20 comporte principalement une formation géologique de stockage qui sera désigné de manière synthétique « piège » 21, au moins un puits d'injection 22 et au moins un puits de production 23. Le piège 21 est une formation géologique naturelle dont la sélection est réalisée 30 suivant des critères spécifiques pour les besoins de l'invention. Le piège 21 est une formation géologique située à une profondeur d'environ 3000m, en pratique entre 2500m et 3500m à compter de la surface du sol. Compte tenu du gradient de température dans la croûte terrestre, le choix d'une telle profondeur permet d'obtenir une température des roches environnantes 3066255 9 supérieure à 70°C, en général de l'ordre de 90 à 1E1 °Cies différentes conductivités thermiques des formations géologiques ainsi que les épaisseurs variables de la croûte terrestre modifient le transfert du flux de chaleur terrestre du noyau vers la surface. Ces variations caractérisent des conditions locales de températures et 5 contribuent à sélection d'un site. Cette température permet d'apporter une énergie thermique significative au fluide accumulateur 30, dont l'enthalpie sera utilisée lors de la production d'énergie, et d'améliorer les rendements thermodynamiques des installations du segment de 10 surface 10. La température suffisamment élevée, supérieure à 70°C, permet également d'empêcher le développement des organismes vivants anaérobies et pouvant entraîner une biodégradation des hydrocarbures. Le choix d'une telle profondeur s'avère également favorable pour obtenir une porosité et une perméabilité souhaitée des roches 211 du piège 21. 15 Il est en effet connu que plus la profondeur augmente, plus la température augmente comme signalé, mais également plus les roches sont compactes du fait de la pression exercée de par leur charge lithostatique par les couches supérieures. Des roches trop compactes ne présentent pas la porosité suffisante pour assurer un stockage de liquides ni une perméabilité suffisante pour permettre une 20 circulation des fluides au sein desdites roches, en particulier la circulation de l'eau occupant naturellement les sols concernés, et la circulation du fluide accumulateur 30 qui y serait injecté. Le piège 21 est caractérisé dans une limite supérieure dudit piège par des couches géologiques supérieures 213, formant une cloche, dont la nature assure 25 une étanchéité du piège et bloque la migration vers le haut des fluides dans le piège. Le piège 21 est également associé à un aquifère 212 dont le niveau est susceptible d'évoluer à l'intérieur du piège 21 sous les effets des différents fluides enfermés dans le piège et de leurs pressions. Il sera compris ici que les notions utilisées sont des notions relatives qui 30 caractérisent le milieu géologique en fonction des effets recherchés. Par exemple l'étanchéité des couches supérieures d'un piège n'est généralement pas parfaite mais est considéré comme étanche en dessous d'une perméabilité maximale admissible. L'homme du métier aura compris ici que les caractéristiques attendues du 3066255 10 piège 21 font appel à des notions connues dans le domaine de l'exploration et de l'exploitation pétrolière. L'homme du métier sait également que les formations géologiques sont sujettes à de grandes dispersions dans leurs caractéristiques et que si, celles qui sont 5 sélectionnées pour le système de l'invention se rencontrent le plus souvent entre des profondeurs de 2500m et 3500m, ces limites de profondeur ne sont pas à considérer de manière stricte. En effet, les différentes conductivités thermiques des formations géologiques ainsi que les épaisseurs variables de la croûte terrestre modifient le transfert du flux de chaleur terrestre du noyau vers la surface. Ces variations de 10 température caractériseront les conditions locales de température et contribueront à la sélection du site. Egalement, les caractéristiques de porosité et de perméabilité dépendent de l'histoire géologique du site. Il sera retenu en pratique que, qualitativement, le piège du système de l'invention : 15 - présente une étanchéité suffisante au fluide accumulateur 30 ; - comporte des roches 211 dont la porosité et la perméabilité permettent un volume de stockage souhaité et une circulation du fluide accumulateur et de l'eau de l'aquifère 212 ; - est associé à un aquifère 212 susceptible d'occuper tout ou partie d'un volume 20 du piège 21; - les roches 211 dans le piège sont à une température d'au moins 70°C, de préférence supérieure à 90°C, et exposées à un flux thermique émanant de roches profondes 214, dans des niveaux plus profonds que le piège 21, suffisant pour compenser une quantité de chaleur qui sera prélevée dans les roches 21 du piège 25 lors de la mise en oeuvre de l'invention. Ces diverses qualités, sauf pour la dernière, sont assez voisines de celles attendues d'un gisement pétrolier pour considérer les performances d'un puits de pétrole. 30 Avantageusement un site envisagé fera l'objet d'une cartographie du piège géologique pour estimer sa hauteur utile et estimer des volumes de stockage possibles, afin de déterminer l'aptitude du piège à répondre à un besoin présent identifié, et également d'un besoin futur qui pourrait être satisfait par des évolutions possibles du stockage géothermique et l'adéquation du positionnement présent et 3066255 11 futur des puits de production et d'injection. Le ou les puits d'injection 22 et le ou les puits de production 23 présentent chacun des structures similaires et conventionnelles de forages tels qu'ils sont 5 connus dans le domaine de l'exploration et de l'exploitation pétrolière. On retrouve donc dans le cas général, comme illustré sur le détail (a) de la figure 1, depuis la surface du sol jusqu'à l'aboutissement du forage : une tête de puits 221, des sabots 222 de tubages, un tubage 223 d'injection ou de production, des garnitures 224 d'étanchéité, un tubage court 225 de réservoir et des 10 perforations 226 dudit tubage court au droit du réservoir. Le puits est donc un moyen de mise en communication de la surface avec un emplacement du piège dans lequel débouchent les perforations 226. Dans le système de l'invention, le ou les puits d'injection 22 sont situés pour 15 déboucher dans le piège 21 dans une partie basse 21b dudit piège, aussi distant que possible verticalement d'une partie haute 21a dudit piège, et le ou les puits de production 23 sont situés pour déboucher dans ladite partie haute, c'est-à-dire près d'un sommet d'une forme en cloche des couches géologiques supérieures 213 du piège. 20 Le fluide accumulateur 30 dans le système de l'invention est également sélectionné parmi les fluides ayant les caractéristiques suivantes : - le fluide accumulateur 30 est un fluide organique stable ; - le fluide accumulateur 30 peut être maintenu à l'état liquide dans des 25 conditions ordinaires de températures à des pressions modérées, e.g. 5 à 10 fois la pression atmosphérique à 15°C, et dans les conditicns de pressions et températures rencontrées par ledit fluide accumulateur dans un parcours depuis une injection jusqu'au puisage dans le piège 21; - le fluide accumulateur 30 est quasiment non miscible à l'eau dans les 30 conditions de pressions et de températures du piège 21; - le fluide accumulateur 30 est moins dense que l'eau, - bien sûr le fluide accumulateur 30 sera également sélectionné en raison de sa chaleur spécifique qui le rende apte à accumuler thermiquement de l'énergie et à restituer l'enthalpie accumulée. 3066255 12 Dans une forme préférée de réalisation, le fluide accumulateur est un Gaz de Pétrole Liquéfié dit GPL, mélange connu contenant principalement du propane C3H8 et du butane C41-110. 5 Le GPL, outre qu'il présente les caractéristiques attendues comme fluide accumulateur de l'invention est un fluide abondant et relativement économique. Il est principalement utilisé pour sa combustion exothermique avec l'oxygène de l'air et il est facilement transportable en raison de son stockage liquide sous faible pression. Dans des conditions souterraines de stockage ce fluide organique peut être 10 sensible à une contamination et à une biodégradation par des micro-organismes, sa mise en stockage à une température supérieure à 70°C dans le piège où il est amené à séjourner, le protège par pasteurisation de ces contaminations et dégradations. 15 Le GPL présente les caractéristiques suivantes : - pression de liquéfaction à 15°C = 7 bar - densité à l'état liquide à 15°C = entre 0,51 et 058 par rapport à l'eau - chaleur spécifique à 15°C = 13,9 kW/kg - chaleur latente de vaporisation = 0,12 kW/kg 20 - miscibilité avec l'eau négligeable ( REVENDICATIONS1 - Système (100) de stockage et de production d'énergie géothermique comportant un segment de surface (10) dans lequel l'enthalpie (H) d'un fluide, transporté dans un réseau de conduites, est transformée en énergie mécanique et ou en chaleur, et comportant un segment souterrain (20), ledit segment souterrain comportant au moins un puits d'injection (22) dont un tubage, relié au réseau de conduites du segment de surface (10), débouche dans une formation géologique souterraine perméable pouvant réchauffer un fluide injecté dans ladite formation géologique, et comportant au moins un puits de production (23) dont un tubage, relié au réseau de conduites du segment de surface (10), débouche dans ladite formation géologique ; le système étant caractérisé en ce que : - le fluide est un fluide accumulateur (30) organique, ayant une pression de liquéfaction PL inférieure à 106 Pa à une température de 15°C, ayant en phase liquide une densité strictement inférieure à 1 par rapport à l'eau dans les mêmes conditions de pression et température, et étant non miscible avec l'eau - la formation géologique souterraine détermine un piège (21), constituant un réservoir de stockage apte à contenir, dans des roches (211) perméables et poreuses, une quantité souhaitée du fluide accumulateur (30), sous des couches supérieures (213) dudit piège, étanches pour ledit fluide accumulateur en phase liquide, et au-dessus d'un aquifère (212) associé audit piège, lesdites roches étant maintenue naturellement à des températures supérieures à 70°C par un flux de chaleur apporté par des roches inférieures (214) ; - le ou les puits d'injection débouchent dans une partie basse (21b) du piège (21) de sorte que le fluide accumulateur (30) tend à migrer dans les roches (211) perméables et poreuses du piège (21) depuis la partie basse (21b) vers une partie haute (21a) dudit piège, sous l'effet d'une poussée d'Archimède générée sur ledit fluide accumulateur par l'aquifère (212) et sous l'effet d'une convection thermique s'opposant à une stratification, dans lesdites roches, dudit fluide accumulateur soumis au réchauffement au contact desdites roches et réchauffées par le flux de chaleur provenant des roches inférieures (214). 3066255 21 - le segment de surface (10), le ou les puits d'injection (22), le piège (21) et le ou les puits de production (23) déterminent un circuit fermé pour le fluide accumulateur (30) dans lequel ledit fluide accumulateur est confiné. 5 2- Système (100) suivant la revendication 1, dans lequel le ou les puits d'injection (22) d'une part et le ou les puits de production (23) d'autre part sont agencés pour respectivement injecter des volumes du fluide accumulateur (30) dans le piège (21) et extraire des volumes dudit fluide accumulateur dudit piège indépendamment l'un de l'autre. 10 3 - Système (100) suivant la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le fluide accumulateur (30) est essentiellement un gaz de pétrole liquéfié GPL comportant un mélange de propane et de butane. 15 4 - Système (100) suivant l'une des revendications 1 à 3, dans lequel du fluide accumulateur (30) est extrait par le ou les puits de production (23) avec une température supérieure à un seuil choisi, par exemple supérieur à 90°C. - Système (100) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le 20 segment de surface (10) comporte un évaporateur (31) dans lequel le fluide accumulateur (30) extrait par le ou les puits de production (23) est vaporisé pour entraîner une machine thermodynamique, et comporte un condenseur (32) dans lequel ledit fluide accumulateur en phase vapeur est condensé pour être réinjecté dans le segment souterrain (20) par le ou les puits d'injection (22) en phase 25 liquide. 6 - Système (100) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le segment de surface (10) comporte des moyens de coproduction d'énergie renouvelable notamment d'origine hydraulique, et ou d'origine solaire, et ou 30 d'origine éolienne. 3066255 22 7 - Système (100) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le segment de surface (10) comporte au moins un réacteur (19) pour produire du GPL à partir d'autres hydrocarbures et ou de matières organiques, et des moyens pour transférer le GPL, produit en phase liquide, vers au moins un puits 5 d'injection (22). 8 - Procédé (500) de production et de stockage d'une énergie géothermique par la mise en oeuvre d'un système (100) conforme à l'une des revendications 1 à 7, dans lequel un fluide est injecté dans des couches géologiques du sous-sol pour 10 augmenter l'enthalpie (H) dudit fluide au contact de roches chaudes desdites couches géologiques, caractérisé en ce qu'il comporte une étape initiale (510) de sélection d'un site souterrain de stockage (511) et d'un fluide accumulateur (512), dans laquelle étape de sélection (510) : - les couches géologiques sont choisies lors de l'étape de sélection du site 15 souterrain de stockage (511) parmi les formations géologiques constituant un piège (21) dont des couches supérieures (213) sont étanches pour un fluide accumulateur (30) en phase liquide, ledit piège contenant des roches perméables et poreuses maintenues naturellement à des températures supérieures à 70°C, et ledit piège comportant un aquifère (212) ; 20 - le fluide accumulateur (30) est un fluide organique, choisi parmi les fluides organiques en phases liquides dans les conditions de température et de pression dans le piège (21), de densités strictement inférieures à la densité de l'eau dans les conditions de température et de pression du piège (21), et qui ne sont pas miscibles avec l'eau. 25 9 - Procédé suivant la revendication 8 comportant une étape de stockage (520) d'une énergie géothermique comportant : - une phase d'injection (521) de fluide accumulateur (30), en phase liquide, dans une partie basse (21b) du piège (21) ; 30 - une phase de confinement (522) dans ledit piège dudit fluide accumulateur injecté pendant laquelle phase le fluide accumulateur migre vers une partie haute (21a) du piège et se réchauffe au contact des roches et de l'eau de 3066255 23 l'aquifère (212), puis reste stocké et maintenu à température dans le piège (21) au-dessus dudit aquifère. 10 - Procédé suivant la revendication 9 comportant une étape de puisage (531) dans 5 laquelle du fluide accumulateur (30) chaud stocké dans le piège (21) est prélevé dans la partie haute (21a) dudit piège et amené en phase liquide vers des installations d'un segment de surface (10). 11 - Procédé suivant la revendication 10 comportant une étape de valorisation 10 énergétique (532) de production d'une énergie mécanique et ou thermique à partir d'une enthalpie (H) du fluide accumulateur (30) amené vers les installations du segment de surface (10), puis de recyclage (540) dudit fluide accumulateur qui est réinjecté, en phase liquide, dans une partie basse du piège (21). 15 12 - Procédé suivant la revendication 11 dans lequel l'étape de puisage (531) est engagée au moment où une demande en énergie est formulée par un dispositif superviseur prenant en compte un temps de démarrage de la production effective d'énergie après le déclenchement de l'étape de puisage du fluide accumulateur stocké dans le piège (20). 20