Le projet Utah FORGE (Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy) est un laboratoire souterrain à grande échelle financé par le Département de l’Énergie des États-Unis (DOE). Il est situé près de Milford, dans l’Utah, sur le flanc ouest des Mineral Mountains.
L’objectif principal du projet est de développer, tester et optimiser les technologies liées aux systèmes géothermiques stimulés (EGS – Enhanced Geothermal Systems) afin de rendre l’exploitation de la géothermie reproductible et commercialement viable partout où la chaleur de la croûte terrestre est accessible mais où la roche naturelle est imperméable.
Vue topographique 2D du site Utah FORGE (Milford, Utah, États-Unis). Le périmètre noir délimite la zone d’étude. Les hautes altitudes à l’Est correspondent aux Mineral Mountains, dont le flanc ouest abrite le plutVue 2D et topographie du site d’Utah FORGE (Etats-Unis). Le contour en noir délimite la zone d’étude. Les hautes altitudes correspondent aux Mineral Mountains dont le flanc ouest contient le granite cible du projet n granitique chaud ciblé par le projet.
Le site repose sur un socle rocheux cristallin chaud et granité. Le réservoir visé se trouve à une profondeur d’environ 2 à 3 km, avec des températures atteignant 175 °C à 227 °C. La roche hôte a une perméabilité et une porosité naturelles extrêmement faibles. Pour y faire circuler de l’eau et en extraire la chaleur, le projet consiste à fracturer artificiellement la roche de manière contrôlée pour créer un échangeur thermique souterrain artificiel entre des puits d’injection et de production.
Les étapes clés du projet
Le projet FORGE s’articule historiquement en trois grandes phases administratives et opérationnelles.
La phase 1 (2014-2016) avait pour objectif de sélectionner le site. Plusieurs candidats à travers les États-Unis ont été évalués à partir d’une première modélisation géologique conceptuelle.
La deuxième phase (2016-2018) a été la mise en place d’une instrumentation compète du terrain (réseaux sismiques, GPS, etc.) et les puits pilotes de caractérisation, comme le puits 58-32, ont été forés.
Enfin, la troisième et dernière phase est en cours depuis 2018. Plusieurs puits profonds déviés ont été forés, notamment le puits d’injection 16A(78)-32 et les puits de monitoring. Des campagnes de stimulations hydrauliques par étapes ont été opérées pour connecter les puits via un réseau de fractures. Des tests de circulation à grande échelle ont été également réalisés. Par ailleurs, d’autres technologies tierces de pointe sont testées sur le site : forage haute température, diagraphie par fibre optique DAS, imagerie sismique, etc.
Les mesures de températures le long des puits ont confirmé le gradient géothermique exceptionnel de la surface jusqu’à 2500 m de profondeur
Données collectées
Une quantité massive de données multidisciplinaires est collectée en continu et archivée sur le Geothermal Data Repository (GDR) :
- Données géologiques et lithologiques : Carottes de forage, cuttings et diagraphies des puits (dévoilant un socle principalement composé de granite, quartz monzonite, orthogneiss et roches métamorphiques enclavées)
- Données de sismicité et micro-sismicité : Enregistrements continus par le réseau sismologique régional (UUSS) et des réseaux locaux denses de sismomètres et de capteurs de fond de puits (géophones, accélèromètres, et stations de surface)
- Données de déformation et géodésiques (GPS / InSAR) : Mesures de mouvements de surface via un réseau de monuments GPS répartis sur le site
- Données hydrologiques et géochimiques : Analyses de la composition chimique des eaux souterraines périphériques et suivi des niveaux piézométriques
- Données géophysiques : Imagerie magnétotellurique (MT) pour cartographier la résistivité et la structure des failles, ainsi que des levés de microgravité 4D
- Données opérationnelles de stimulation et de circulation : Pressions en tête de puits, débits d’injection, températures, et signaux à fibre optique haute résolution (DAS)
Visualisation 3D combinant la résistivité magnetotellurique, les trajectoires de puits et la microsismicité
Interprétation des données
L’analyse croisée de ces données par les scientifiques a permis d’interpréter la structure du sous-sol de la zone.
Le régime des contraintes tectoniques locales est de type failles normales, avec une contrainte horizontale maximale orientée NNE-SSW. Ce paramètre est capital pour prédire la direction d’ouverture des fractures lors des injections d’eau.
Les tests de circulation (atteignant des débits importants de l’ordre de 10 bpm à 2-3 km de profondeur) ont démontré qu’il est possible de créer une connectivité hydraulique efficace et durable entre des puits très déviés espacés d’une centaine de pieds verticaux en combinant fractures naturelles et induites.
L’analyse combinée des données microsismiques et de la fibre optique (DAS) permet de cartographier la croissance tridimensionnelle des réseaux de fractures en temps réel tout en maîtrisant les risques sismiques liés aux opérations.
Les rapports finaux et les modélisations couplées (THMC : Thermique, Hydrologique, Mécanique, Chimique) confirment que le réservoir réagit de manière prévisible aux flux de fluides froids injectés, validant le potentiel du site comme modèle reproductible pour le développement mondial des EGS.
Corrélation spatiale entre les profils de températures et la microsismicité le long des puits 16A et 16B
Perspectives
Utah FORGE prévoit un test de circulation étendu, conçu pour observer le comportement à long terme du réservoir : déclin thermique, pertes de fluide, risques de colmatage et de corrosion. Ces données sont indispensables pour dimensionner de futurs projets EGS commerciaux capables de produire de manière fiable sur plusieurs décennies.
Le forage d’un troisième puits dévié en profondeur est également à l’étude. Il permettrait d’explorer des géométries de réservoir alternatives et d’optimiser les configurations de puits pour améliorer les performances commerciales. Avec un financement du Département de l’Énergie américain (DOE) garanti jusqu’en 2028, Utah FORGE entre dans une nouvelle phase dont les résultats contribueront directement à définir les standards de la prochaine génération de systèmes EGS dans le monde.
Le potentiel EGS techniquement récupérable aux États-Unis seuls dépasse 5 térawatts, soit cinq fois la capacité électrique actuelle du pays. Utah FORGE ne produit pas encore d’électricité, mais si ce type d’approche peut être reproduit à d’autres contextes géologiques, c’est potentiellement un espoir concret pour la transition énergétique mondiale.
Observez gratuitement les données de FORGE via EarthSight™
En téléchargeant gratuitement la version pilote du logiciel EarthSight™, un projet démo de FORGE est automatiquement installé. Vous pourrez afficher trajectoires de puits, profils de température, microsismicité et résistivité magnétotellurique (MT) en 3D.
Toutes les données produites sur le site FORGE de l’Utah sont disponibles sur le Geothermal Data Repository (GDR). Look Up Geoscience remercie Utah FORGE pour l’autorisation de partager ses données. L’ensemble des données ont été affichées via le logiciel EarthSight™.
Références
Cariaga, C. (2026). Carrying on the legacy of geothermal innovation at the Utah FORGE project. ThinkGeoEnergy,
Heidbach, O. et al. (2018). The World Stress Map Database Release 2016: Crustal stress pattern across scales. Tectonophysics, 744, 484–498.
Moore, J. et al. (2024). Geology of the Utah FORGE EGS Site. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 449, 107850.
Norbeck, J. et al. (2024). Hydraulic stimulation and circulation testing at the Utah FORGE Enhanced Geothermal Systems field laboratory. Geothermics.
U.S. Geological Survey (2008). A review of methods applied by the U.S. Geological Survey in the assessment of identified geothermal resources. USGS Open-File Report 2008-1296.
Utah FORGE (2024). Utah FORGE Successfully Completes Stimulation and Circulation Tests. Press Release.