bulletin n° 8 - Géothermie Perspectives

BULLETIN N° 8
Décembre
2005
é dito
Sommaire
Page 2
Focus sur une opération francilienne :
Le CEA à Bruyères-le-Châtel
par René Lucas
Page 5
Un exemple d’application originale
de la géothermie dans le Bassin
aquitain : l’Esturgeonnière
de Mios-le-Teich
par Michel Berthommier
Page 7
À Besançon, un champ de sondes
géothermiques pour des logements
sociaux
par Philippe Pedrocchi
par Michel VAMPOUILLE
Vice-Président Environnement, Développement Durable et
Éco-région de la région Ile-de-France
L
a question de l'énergie est revenue à la une des journaux et des préoccupations de
nos concitoyens. La crise, prévisible et prévue, sur les ressources en énergie fossile,
particulièrement pétrolières, interroge nos modes de développement,
d'aménagement de nos territoires et bien sûr nos choix énergétiques. L'inquiétude la plus
immédiate, pour beaucoup de nos concitoyens et notamment les plus modestes, est
l'inéluctable augmentation des budgets énergie, qu'il s'agisse de chauffage ou de
carburant.
À cette incertitude quantitative sur la disponibilité et le coût de la ressource s'ajoute le
sentiment, dorénavant largement partagé, que nous sommes entrés dans la crise
climatique. Ce qui était précédemment ressenti comme un « changement » climatique
pouvant toucher « les » générations futures, l'est aujourd'hui comme un risque de
« bouleversement » climatique qui concernera « la » génération future.
Les esprits sont donc mûrs (enfin !) pour une relance vigoureuse des politiques de maîtrise
de l'énergie, d'efficacité énergétique et de développement des énergies renouvelables
et locales. La géothermie est un des éléments, avec les ressources solaires, éoliennes,
hydrauliques et celles issues de la biomasse, du cocktail énergétique qui nous fera sortir
de la dépendance aux énergies fossiles.
Après des débuts prometteurs dans les années 70 et 80, facilités par un prix élevé des
produits pétroliers d'une part, et par une forte implication de l'Etat et des collectivités
locales d'autre part, la géothermie a par la suite connu un manque d'intérêt dû
principalement à la chute des prix de l'énergie mais également à un problème d'image
suite à des opérations de mauvaises qualités techniques et/ou financières.
par Camille Gasperi
Aujourd'hui nous pouvons constater que le « passif » est apuré. La connaissance de la
ressource s'est affinée, les techniques se sont fiabilisées. Si un certain nombre de sites mis
en exploitation dans les années 70 ont été abandonnés, on peut considérer que tous ceux
qui ont passé les années difficiles, comme les 34 sites en exploitation en 2005 en Ile-deFrance, sont aujourd'hui stabilisés quand ils ne sont pas en voie de redéveloppement.
Page 11
Brèves
La Région Ile-de-France a participé avec l'ADEME, et avec le soutien technique de
l'ARENE, à cette renaissance. Aux 140 000 équivalents logements connectés à la
géothermie nous avons ajouté, ces trois dernières années, 17 000 équivalents logements
supplémentaires, soit plus de 33 000 tonnes de carbone évités par an.
Page 8
Acteurs de la géothermie :
SOCCRAM à Alfortville
Page 12
Manifestations, Vu sur le web...
La démonstration de l'efficacité et de la fiabilité de la géothermie ayant été faite nous
pouvons maintenant afficher des objectifs plus ambitieux. C'est le sens du travail en cours
pour la finalisation d'un plan de relance de la géothermie en Ile-de-France : extension de
réseaux existants, nouveaux forages, nouveaux réseaux. Il n'y a plus de raisons
« raisonnables » de se priver de cette ressource.
ISSN n° 1629-887X
FOCUS SUR UNE OPÉRATION
FRANCILIENNE : LE CEA
à Br uyères-le- Châtel
par René Lucas*
- la récupération des calories ambiantes du local des
fumées basses températures dans le circuit des
évaporateurs ;
’installation géothermique du CEA à Bruyèresle-Châtel fonctionne depuis 1982. Puisant une
eau à 33 °C dans la nappe du Néocomien, elle
permet le chauffage et le rafraîchissement des
locaux grâce à des pompes à chaleur. De plus, elle
alimente l’ensemble du site en eau potable.
L
- l’utilisation des PAC en production de froid pendant
l'été.
L'opération a été montée par le CEA/DAM, avec le
BRGM qui assurait l'ingénierie du sous-sol et le Bureau
d'études thermiques SAILLY l'ingénierie de surface.
En 1980, après le deuxième choc pétrolier, les besoins
importants de chauffage, d'électricité et de réfrigération
du Centre d'études du Commissariat à l'Energie
Atomique de Bruyères-le-Châtel (CEA/DAM) ont amené
leurs responsables à lancer une étude sur la
diversification des fournitures d'énergies.
Le forage a été réalisé par la société INTRAFOR-COFOR.
La difficulté du projet résidait en l'absence d'informations
locales précises sur la productivité du réservoir
géothermal ; en particulier, la très faible granulométrie
des sables du Néocomien nécessitait de mettre en
œuvre au droit du réservoir un gravier adapté
spécialement importé des USA, entre les terrains et le
tubage crépiné. Ne connaissant pas à l'avance
précisément cette granulométrie, il a fallu mettre en
place un système de livraison par avion, déclenchée à la
fin du forage. La granulométrie moyenne de la formation
inférieure à 2 dixièmes de millimètre a nécessité la mise
en œuvre d'un massif de graviers ronds, à plage
granulométrique très resserrée, sur 70 m de hauteur
environ, la crépine ayant une ouverture de 3 dixièmes de
millimètre.
Le BRGM a été alors contacté pour évaluer les
possibilités d'utilisation des ressources locales d'énergie
géothermale.
Les résultats des études préliminaires ont conclu à la
disponibilité d'un débit de l'ordre de 100 m3/h à une
température probable de 31 °C dans la nappe du
Néocomien, à partir d'un forage de 700 à 800 m.
Cette solution géothermale a été retenue, devant
d'autres solutions énergétiques moins intéressantes.
Le niveau de température étant insuffisant pour le
chauffage par simple échange, l'utilisation de la
ressource géothermale implique la mise en œuvre de
pompes à chaleur.
Un élément novateur, qui s'est avéré très important pour
la rentabilité de l'opération, est venu du résultat des
analyses chimiques qui ont montré la possibilité de
potabilisation de l'eau géothermale, solution qui n'avait
pas été imaginée. Une simple filtration sur gravier, puis
sur résine, permet son utilisation.
Les résultats de l'étude thermique complémentaire
effectuée par le Bureau d’études SAILLY, sur
l'optimisation des ressources disponibles, ont conduit à
retenir une centrale à chaleur totale, c'est-à-dire :
Les résultats du forage et des tests hydrogéologiques
ont été au-delà des prévisions : le débit potentiel de
l'ouvrage est de 200 m3/h, et la température de l'eau
de 33 °C.
- l’installation de pompes à chaleur (PAC) pouvant être
entraînées soit par moteurs électriques soit par
moteurs thermiques à gaz, eux-mêmes capables de
produire de l'électricité ;
Les travaux de surface ont été réalisés par l'entreprise
CGC ENTREPRISE pour les installations thermiques
(pompage et centrale) et par la SAUR pour la station de
potabilisation.
- la récupération des chaleurs fatales (calories de
réfrigération des moteurs et des fumées) dans le réseau
de chauffage ;
Caractéristiques de l'opération :
Le matériel installé est le suivant :
- Crépines :
Johnson,
- Pompe géothermale :
KSB
- Moteurs à gaz :
MANN
- Pompe à chaleur :
YORK
- Echangeurs :
CEA puis ALFA-LAVAL
- Régulation :
SCS
La production d'eau potable a été mise en service en
octobre 1982 et les essais de production de chaleur ont
été réalisés en juin 1983.
Moteur électrique - Compresseur
-2-
La conception de l'installation a permis à partir de 1984
de profiter des options tarifaires EDF avec la mise à
disposition d'un contrat EJP.
Puissance condenseurs des PAC
Récupération de chaleur des moteurs à gaz
COP
Puissance gaz des moteurs
Puissance électrique des alternateurs
Débit nominal d’exploitation du forage
Température de l’ eau
Débit de la s tation de potabilisation
Débit forage en production eau potable été
Mise en service de la production eau potable
Mise en service des pompes à chaleur
3 000 kW
1 500 kW
3.6
3 300 kW (PCS)
960 kW
100 m 3/h
33 °C
50 m 3/h
50 m 3/h
10/1982
06/1983
Évolutions de l'installation :
L'étude initiale avait prévu l'installation de 3 pompes
immergées de 50 m3/h dans le forage à une
profondeur de 100 m pour une estimation d'un
rabattement de 65 m.
Tête de puits et son local
Les batteries de récupération Basse Température sur les
gaz d'échappement n'ont pas résisté aux phénomènes
de corrosion des condensats. Cette solution technique
a été abandonnée.
En 1990, les échangeurs expérimentaux du CEA ont été
remplacés par des échangeurs en titane Alfa-Laval.
L'interdiction de la production de CFC appliquée en
Europe depuis 1995, a conduit au remplacement du
fluide frigorigène (R12 par du R134A).
L'originalité de ce dispositif mis en service en 1983 vient
de sa flexibilité puisqu'il permet de produire de la
chaleur, du froid, de l'eau potable, et, (jusqu'en 2001) de
l'électricité. Les niveaux producteurs d'eau géothermale
du Néocomien (formation du Crétacé) se situent entre
650 et 750 m de profondeur. Le pompage est assuré par
une pompe immergée à 100 m pilotée par un variateur
de fréquence assurant une pression constante de 6 bars
en tête de puits. L'eau est refroidie à 18 °C par des
pompes à chaleur qui fournissent environ 40 % de
l'’énergie nécessaire au chauffage du centre.
Condenseurs et évaporateurs
La descente de ces pompes s'étant avérée
problématique, deux pompes seulement ont été
installées dès l'origine. Le débit d'exhaure étant adapté
à la température de rejet (18 °C), la mise au point d'une
régulation de pression en tête de puits tenant compte
du fonctionnement en cascade des pompes n'a pas
été facile.
Les évolutions des besoins du Centre de Bruyères-leChâtel, des contrats de fournitures et l'état des
installations ont amené en 2000 la mise à l'arrêt
définitive des moteurs à gaz pour ne conserver que les
pompes à chaleur électriques.
Ces problèmes ont véritablement été résolus par la
mise en place d'une pompe unique associée à un
variateur de fréquence en 1987.
L'exploitation de l'installation a été effectuée
directement par le CEA jusqu'en 2003. Depuis cette
date, elle a été confiée à l'entreprise assurant
l'exploitation et la maintenance des installations de
chauffage.
Pour ce qui concerne la production de chaleur, le manque
de fiabilité des accouplements électromécaniques permettant de séparer le groupe moteur/alternateur de la
PAC électrique - a rapidement nécessité leur suppression. À
partir de ce moment (1987), l'alimentation des PAC a alors
été assurée par les seuls alternateurs.
-3-
Ainsi, la production géothermique (chaud et froid)
annuelle fournie est de 12 000 MWh pour une
consommation électrique de 3 300 MWh correspondant
à l’alimentation des différents matériels : pompes à
chaleur, pompes de circulation, pompe d’exhaure,
variateur, ...
Bilan de l'exploitation :
Pour en optimiser le fonctionnement, la couverture des
bâtiments alimentés en chauffage par la centrale a
rapidement été étendue à tout le centre (à l'exception
d'un bâtiment alimenté en vapeur).
Avant 2001, les prélèvements de chaleur sur la nappe
se situent en moyenne à 4 000 MWh/an pour un volume
extrait de 500 000 m3.
Le coût de l'installation se monte à 21,2 MF (valeur 1982)
de fonds propres, auxquels s'ajoutent 4,03 MF de
subventions (AFME, CCE), soit un montant total de
3,85 M€.
La production de chaleur annuelle de la centrale
géothermique est de 12 000 MWh représentant 40 %
des besoins du site, le reste étant assuré par des
chaudières. Ces dernières étaient alimentées
initialement par du fioul lourd, et ont été adaptées
aujourd'hui pour être alimentées par le gaz.
Le bilan économique net (investissement et exploitation)
sur 10 ans entre 1983 et 1993 dégage une économie
de 27,15 MF (soit 4,13 M€) se répartissant entre les
postes budgétaires suivants :
La production d'eau potable est de 250 000 m3/an soit
la totalité des besoins du centre.
Production chaleur
Production électricité
Eau glacée
Eau potable
Depuis 2001, la production d'électricité ayant été
abandonnée, l'énergie prélevée à la nappe est en
augmentation pour se stabiliser vers 8 000 MWh pour
600 000 m3 d’eau extraits.
11,25 %
43 %
7,09 %
38,66 %
Le délai de retour de l'opération a été de moins de
5 ans (coût moyen du baril de pétrole 1983-1993 :
25 $). Le rapport du coût d'investissement (1983) au
KWh économisé est de 320 €.
Maintenance de la pompe immergée
* René LUCAS
Chef de Service Technique et Logistique
CEA/DAM Ile de France
[email protected]
-4-
UN EXEMPLE D’APPLICATION ORIGINALE
DE L A GÉOTHERMIE D ANS LE BA SSIN A QUITAIN :
l’Esturgeonnière de Mios-le-Teich
par Michel Berthommier*
• L’HISTORIQUE
Mios-le-Teich, en Aquitaine, dans le second
bassin d’exploitation géothermique français,
une installation originale permet de réchauffer les
eaux d’un élevage d’esturgeons. Le coût et
l’impact environnemental de la production de
caviar sont ainsi diminués grâce à la géothermie.
À
La reprise de ce forage
(MIOS 2) profond de
3 000 m
et
cimenté
jusqu'à
2 000 m
s'est
avérée relativement aisée
en raison de la structure des
équipements de puits lors
de son abandon. En 1982,
la production potentielle du
puits
affiche
100
à
120 m3/h à 70 °C. En 1983,
les
autorités
locales
entreprennent des travaux de réhabilitation. Jusqu’à
1986, différents essais de perforation à des profondeurs
variant de 1 730 à 1 860 m ont lieu.
• LE CONTEXTE
Le Bassin aquitain, deuxième bassin sédimentaire
français en terme d'importance, présente une
ressource géothermale différente de celle du Bassin
parisien, avec une structure géologique composée de
formations aquifères ayant une eau à faible salinité,
quasiment potable, malgré la grande profondeur.
Cette qualité de l'eau a permis de réaliser des
opérations de géothermie généralement à partir d'un
puits unique, l'eau étant soit utilisée soit rejetée en
surface. Parce qu’elles ne nécessitent pas de puits de
réinjection, les infrastructures en sous-sol sont donc bien
moins coûteuses que pour la région Ile-de-France. Cela
permet de raccorder en surface des installations plus
petites ayant des besoins thermiques moins importants,
comme l’Esturgeonnière de Mios-le-Teich.
En 1989, après mitraillage du tubage1 pour permettre le
passage de l'eau géothermale, on obtient un débit
artésien de 120 m3/h à la température de 74,2 °C.
La Direction de l'Agriculture et le CEMAGREF relancent
alors le projet de création d'un élevage d'esturgeon.
Le BRGM et la CFG (Compagnie Française de
Géothermie), interviennent pour le compte du District
sud Bassin d'Arcachon pour l'équipement du puits, la
pompe, la canalisation et la mise en place de
l'échangeur. Les travaux débutent en 1991.
L'investissement représente pour l'époque environ
10 MF (soit environ 1,5 M€).
La mise en service de l'Esturgeonnière par M. Zinsius,
mareyeur-pisciculteur, initiateur du projet avec la DDAF
et le CEMAGREF, a lieu le 10 août 1992.
En 1999, le groupe de pisciculture SAP Les Clouzioux
rachète l'Esturgeonnière.
• FONCTIONNEMENT DE L’ÉLEVAGE
1 - Les bassins
L'Esturgeonnière compte actuellement environ
3 000 m² de bassins répartis de la façon suivante :
•6
bassins de 36 m² pour la réception et le prégrossissement des alevins ;
•
15 bassins de 180 m²
maintenus à 17 °C pour le
grossissement des alevins ;
Échangeur de chaleur
• L A LOCALIS ATION
•
2 bassins de 36 m² pour la
quarantaine.
L'Esturgonnière est située à 45 km au sud-ouest de
Bordeaux et à une quinzaine de kilomètres à l'est
d'Arcachon. La présence d'un ancien forage pétrolier
réhabilité pour un usage géothermique et d'une
ressource en eau de bonne qualité, venant du cours
d'eau « La Leyre » ont permis de faire émerger le projet
de ferme aquacole.
Les bassins sont alimentés par
l'eau de « la Leyre », oxygénée
par la suite, grâce à une
station de pompage adaptée (450 l/s) qui permet
notamment de limiter l'impact sur l'environnement.
1
Technique qui permet le captage de la nappe souterraine à partir
d’un forage équipé d’un tubage plein au droit de la formation.
-5-
Par ailleurs, les changements de pompe
interviennent en moyenne tous les 4 ans et
les opérations de curage des dépôts du
puits (environ 600 K€) tous les 15 ans. Ainsi,
outre le coût d'électricité du pompage, un
budget pour la maintenance des
équipements géothermiques est à prévoir.
•
CONCL USION : L’APPORT
DE L A GÉOTHERMIE
L'apport de la géothermie est incontestable
tant du point de vue de la production de
caviar que du point de vue écologique.
La géothermie permet de réduire de un à
deux ans le cycle de l'esturgeon et donc
de le désaisonnaliser. Cela rend possible le
lissage de la production sur la quasi-totalité
de l'année.
Sur le plan énergétique, il n’est pas
envisageable d'avoir un chauffage sans
cette source. En effet, l'économie d'énergie
annuelle est estimée à 4 000 tep. Les
propriétaires de l'exploitation ne pourraient pas financer
la production de cette chaleur par de l'énergie fossile.
Réchauffage de l’eau de la Leyre
2 - L'utilisation de la géothermie
Le principe est le prélèvement de calories de l'eau du
forage par l'intermédiaire d'un échangeur à plaques et
le transfert de ces calories vers l'eau de la rivière entrant
dans l'élevage.
Enfin, d'un point de vue écologique, l'activité de
l'Esturgeonnière répond parfaitement au schéma de
développement durable souhaité par l'établissement et
permet ainsi, contrairement aux autres activités agricoles,
de ne pas être considéré comme pollueur.
L'objectif est de maintenir toute l'année la
température de l'eau des bassins de grossissement à
17 °C, ce qui permet de gagner 15 à 18 mois sur un
cycle de développement habituel de l'esturgeon de 8
à 10 ans.
Cet aspect écologique conduit donc les investissements
actuels de l'Esturgeonnière à passer d'un schéma de
production de deux tonnes de caviar à quatre tonnes
d'ici trois à quatre ans, multipliant par 2 la surface des
bassins d'élevage. Les systèmes de pompage et de
forage sont conservés en y ajoutant un jeu de filtration
biologique et mécanique pour obtenir une eau de
meilleure qualité et rejeter une eau quasi irréprochable.
Le débit du forage est variable : de 35 m3/h en artésien
à 200 m3/h en pompage maximum.
Le schéma du potentiel thermique indique que, dans
des conditions défavorables d'une eau de rivière à 5 °C,
le forage permet d'élever un même volume d'eau de
60 °C. La puissance thermique maximale est donc de
12 000 th/h (14 MW).
3 - Les coûts liés à la géothermie
Le fluide géothermal a évolué récemment du fait de la
prolifération de bactéries sulfurogènes obligeant à
traiter l'ouvrage en fonds de puits depuis 2004.
* Michel Berthommier
Les Clouzioux-L'Esturgeonnière
Balanos route de Mios F-33470 Le Teich
Tél. : 05 56 22 69 50
Bassins piscicoles
-6-
À BES ANÇON, GÉOTHERMIE ET
SOL AIRE POUR DES LOGEMENTS
SOCIAUX
par Philippe Pedrocchi *
Les PAC transforment la chaleur récupérée à très basse
température en chaleur utilisable pour le chauffage.
L’été, la température du sous-sol permet le
rafraîchissement gratuit (free cooling) des logements.
es 28 logements sociaux Haute Qualité
Environnementale construits à Besançon par
l’OPHLM du Doubs bénéficient d’un système de
chauffage et de rafraîchissement géothermique,
grâce à une pompe à chaleur sur un champ de
sondes verticales. En prime, l’eau chaude
sanitaire est solaire.
L
Habitat 25 (Office public départemental HLM du Doubs)
lance en 2002 la réalisation de vingt huit logements répartis
dans quatre bâtiments dans le quartier Velotte à Besançon.
La maîtrise des charges locatives constitue un enjeu
essentiel pour assurer pleinement sa vocation sociale.
L'un des objectifs majeurs est alors de concevoir des
logements à très faible besoin en énergie pour réduire
de manière significative les coûts d'utilisation des
logements. Ces orientations permettent aussi
d’améliorer le confort intérieur des logements et de
réduire, de manière conséquente, l'émission des gaz à
effet de serre.
L’émission ou l’absorption de chaleur dans les
appartements est assuré par planchers hydrauliques
avec régulation individuelle.
La réversibilité assure en été la régénération du champ
de captage gage d’une performance durable de
l’installation de chauffage.
Les intervenants
Maître d'ouvrage : HABITAT 25
Architectes : MICHEL COURTOIS et Pascal RAMBAUD
BE thermique : IMAGE & CALCUL
Entreprise générale : PERTUY CONSTRUCTION
Installateur chauffage et solaire : FRANCHE-COMTÉ CHAUFFAGE
Foreur : ECO ALTERNATIVE
Les équipements
Le maître d'ouvrage souhaite ainsi construire un projet
exemplaire qui mette en œuvre des techniques
innovantes et apporte aux locataires un confort optimal
pour des charges réduites.
Les sondes géothermiques
Elles sont au nombre de 10, d'une profondeur de
100 m. Il s’agit d’échangeurs verticaux consitués de
quatre tubes polyéthylène introduits après forage et
parcourues par de l’eau additionnée d’antigel
alimentaire.
S'inscrivant dans une démarche Haute Qualité
Environnementale, l'opération s'intègre parfaitement au
site et a recours aux énergies renouvelables :
système de
• un
géothermique ;
chauffage et de rafraîchissement
système de préchauffage solaire d'Eau Chaude
• un
Sanitaire (ECS).
Ces installations sont complétées par des équipements
qui concourent aux économies d'énergie et à la
préservation de l'environnement : VMC Hygro B, ampoules
basse consommation, réducteurs de pression d'eau, ... .
Le parti pris architectural minimise également les besoins
de chauffage (apports solaires, ponts thermiques
maîtrisés), tout en insérant les bâtiments de manière
harmonieuse dans leur environnement.
L'opération s'inscrit dans le cadre d'un partenariat entre
Habitat 25, EDF et l'ADEME. Elle bénéficie des labels
Qualitel, Haute Performance Energétique 4 étoiles
(RT 1988) et Promotélec.
• L’UTILIS ATION DE L A GÉOTHERMIE
Le principe
Le chauffage et le rafraîchissement des bâtiments est
réalisé grâce à un ensemble de sondes géothermiques
verticales qui prélèvent l’énergie dans le sous-sol.
Le transfert d’énergie est réalisé par échangeur l’été et
par pompes à chaleur l’hiver.
-7-
Les pompes à chaleur
Le plancher réversible
Au nombre de deux, elles sont équipées de
compresseurs électriques Scroll. Leur puissance
calorifique unitaire est de 32,6 kW pour une puissance
absorbée de 7,2 kW, soit un COP de 4,5. La régulation
agit en cascade sur les quatre étages de puissance en
fonction de la température extérieure. Le fluide
frigorigène R407C utilisé dans les circuits hermétiques et
parfaitement étanches des PAC est sans effet sur la
couche d’ozone.
Le chauffage par le sol à basse température est
unanimement reconnu comme étant le système de
chauffage le plus confortable. Il agit essentiellement par
rayonnement. Ce mode de transmission permet de
réduire la température de l'air ambiant de 2 °C environ.
L’été, le refroidissement des dalles abaisse la
température ambiante de 3°C environ.
Le bilan énergétique et financier
L'énergie thermique fournie en sortie des PAC (valeur
période de chauffe 2003/2004) a été de 154 000 kWh,
pour une consommation électrique de 39 330 kWh
(compresseurs, pompes de circulation des circuits
sondes, et des circuits secondaires PAC), soit un COP
global annuel de l'installation de 3,9.
Le matériel :
• 10 sondes géothermiques de 100 m de profondeur (Haka Gerodur)
• 2 PAC eau glycolée/eau de puissance calorifique unitaire 32,6 kW (Viessmann)
Le coût d'investissement (hors subventions) du système
de production chauffage/rafraîchissement géothermique
est de 103 200 € (valeur 2001), ce qui représente un
montant de 3 686 € par logement.
Le coût de la consommation électrique annuelle du
système géothermique se monte à 229 € TTC par
logement.
• 11 km de tubes noyés dans les planchers réversibles (Acome)
• Echangeurs à plaques (CIAT)
• 52 m² de capteurs solaires (Clipsol)
• 2 ballons ECS de 3 000 l (Charot).
Bâtiments HQE à chauffage géothermique
* Philippe Pedrocchi
Image & Calcul
11, rue de Vigny 25000 Besançon
Tél. : 03 81 80 85 50
-8-
A CTEURS DE L A GÉOTHERMIE :
SOCCRAM à Alfor tville
par Camille Gasperi *
esservant plus de 5 000 logements, le réseau
géothermique d’Alfortville exploite au
maximum les calories extraites du sol en
fournissant d’abord les équipements de chauffage
classiques, puis des installations de chauffage à
basse température.
D
L'entreprise SOCCRAM
Filiale du Groupe Thion, fondé en 1843, SOCCRAM apporte
à ses clients ses compétences et ses ambitions dans la
gestion et l'exploitation de toutes ses installations de
production et de distribution de chaleur.
Troisième opérateur national dans le domaine de la gestion
des réseaux de chaleur, SOCCRAM, dont les compétences
sont largement reconnues, est une entreprise majeure sur la
scène nationale.
Partenaire du service public comme du secteur privé,
SOCCRAM est un acteur essentiel de la vie locale, soucieux
de proposer un service performant et complet répondant
à l'ensemble des attentes de ses clients.
En respectant nos biens les plus précieux tels la qualité de
l'air ou de l'eau, en veillant attentivement au traitement des
fumées et des effluents, en s'attachant à communiquer et
à informer, en étant proche de ses clients et abonnés,
SOCCRAM, consciente de l'importance de sa mission, a
l'ambition d'agir au service de l'intérêt général.
L'eau géothermale
Une pompe immergée à une profondeur de 200 m
puise l'eau géothermale dans la nappe du Dogger à
1 800 m sous terre. Cette eau géothermale arrive en
tête de puits à une température de 73°C et deux
échangeurs en titane permettent alors le transfert de la
chaleur vers le circuit primaire du réseau de chaleur.
L'eau géothermale refroidie est ensuite réinjectée dans
le sol, grâce à une pompe de surface.
Cette réinjection est en effet indispensable pour
protéger l'environnement mais aussi pour garantir la
pérennité de la ressource. Afin de ne pas refroidir l'eau
géothermale puisée, les puits de production et
d'injection sont déviés. Les fonds de puits se trouvent, en
sous sol, à une distance d'environ 2 kilomètres.
SOCCRAM ET LA GÉOTHERMIE À ALFORTVILLE
SOCCRAM exploite, en région Ile de France, plusieurs
réseaux de géothermie dont un des meilleurs exemples
est l'opération d'Alfortville.
C'est en 1985 que SOCCRAM présente son offre dans le
cadre d'une délégation de service public de la ville
d'Alfortville pour la création et l'exploitation du réseau de
chauffage urbain. Dans un souci de respect de
l'environnement et de confort pour ses usagers, la ville
d'Alfortville souhaitait, en effet, remplacer les moyens de
production de chaleur existants par une installation de
géothermie.
SOCCRAM, sous la conduite du Bureau d'études SERMET
pour la conception, s'entoure alors de spécialistes tels
ABP, Sobea et TNEE pour la réalisation d'un réseau de
chauffage urbain unique en son genre !!
La particularité de ce réseau réside en effet dans sa
conception. En guise d'explication, suivons le fil de l'eau.
-9-
Et c'est là que la conception du réseau est
remarquable : sur sa boucle retour, l'eau permet encore
l'alimentation en chaleur des logements pourvus de
planchers chauffant à eau chaude, permettant une
différence de température entre le départ et le retour
de l'eau sur le réseau de près de 40°C et de
maximaliser la puissance fournie par le puits de
géothermie.
L'eau géothermique
Ce second circuit, d'une longueur de 7 km, alimente
des logements pourvus de radiateurs « classiques » et
des ballons d'eau chaude sanitaire. A ce stade là, dans
la majorité des réseaux de chauffage urbain, l'eau s'en
retourne vers la chaufferie, afin d'être réchauffée à une
température suffisante pour être réinjectée sur le circuit.
Géothermie à Alfortville
-
puissance de 11MW
un doublet au Dogger
débit maximal de 275 m3/h
température en tête de puits de 73 °C
transfert de chaleur par deux échangeurs en titane de
puissance 7,5 MW
- pompe immergée à une profondeur de 200 m pour la
production
- pompe en surface pour la réinjection après échange
Puis l'eau repasse enfin par l'échangeur pour être
réchauffée de nouveau par l'eau géothermale et s'en
retourner vers le circuit de chauffage.
L'équipe SOCCRAM à Alfortville
Une équipe composée d'un responsable de site, d'un
adjoint et de six techniciens veille au bon fonctionnement
de l'ensemble de la chaufferie. Les installations sont
télésurveillées mais les membres de cette équipe sont tenus
à une astreinte 24 h/24 en cas d'urgence... pour le bien-être
de ses abonnés !!!
Un gain pour l'environnement
La géothermie d'Alfortville présente donc un
enchaînement ingénieux de différents types de
chauffage permettant une exploitation maximale de la
chaleur de l'eau géothermale et répondant ainsi aux
besoins de la ville d'Alfortville : la meilleure utilisation
possible des énergies renouvelables.
-10-
BRÈVES
Notons par ailleurs que le taux de couverture de 85 %
est l'un des meilleurs en Ile de France. Mise en service
en 1986, cette géothermie permet l'alimentation en
énergie propre d'un peu plus de 5 000 logements
jusqu'à une température extérieure de 6 °C. Elle est
couplée à une chaufferie qui produit l'énergie
complémentaire nécessaire quand la température
s'abaisse.
Une innovation anti-corrosion distinguée
Catherine Cotiche, de la société CFG-Services, a
récemment reçu le prix Hubert Curien, pour la création
d'une sonde qui quantifie la corrosion bactérienne des
forages et canalisations, problème rencontré
notamment pour les forages pétroliers mais également
pour les forages géothermiques, en particulier ceux de
l'Ile-de-France qui exploitent le Dogger. Cette corrosion,
favorisée par la chaleur des fluides géothermaux et leur
minéralisation souvent élevée ainsi que par la présence
de bactéries a pour effet l'endommagement des
conduites, pompes et échangeurs de la boucle
géothermale.
CFG-Services a été retenu par le CEP&M (Comité
d'Etudes Pétrolières et Marines) pour proposer une
solution de monitoring, pour laquelle Catherine Cotiche
a été distinguée. Le suivi obtenu par la sonde indique
l'activité des bactéries et leur impact sur la corrosion.
Cet outil permet entre autres de mesurer en temps réel
la vitesse de bio-corrosion et d'adapter les traitements
biocides. Trois années de recherche ont été nécessaires
à la mise en place de cet outil qui devrait être
commercialisé dès le second semestre 2006.
La mise en place d'une géothermie de cette puissance
permet d'économiser, sur une année, environ 4 300 tep
et par là même d'éviter l'émission d'environ
11 500 tonnes de CO2, 19 tonnes de NOx et
1,4 tonnes de SO2.
* Catherine Cotiche
CFG-Services
[email protected]
* Camille Gasperi
SOCCRAM
Chargée de mission
[email protected]
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Contacter G. Delobelle
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BP 6009 - 45060 ORLEANS Cedex 2
e-mail : [email protected]
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Manifestations
Sites internet
7èmes Assises de l'Energie
24 - 26 janvier 2006
Dunkerque (59)
Contact : Service Energie Dunkerque Grand Littoral
www.assises-energie.net
The Global Renewable Energy Policies and Measures
Database:
Base de données mise en ligne par l'IEA le 7 novembre,
sur les politiques publiques mises en place pour la
promotion des énergies renouvelables, dont la
géothermie. Cette base de données couvre les
politiques de plus de 100 Etats et offre des informations
sur les marchés des énergies renouvelables. Les
recherches peuvent s'effectuer par type d'énergie, par
pays ou encore par type de politiques d'incitation.
Interclima
17 - 20 janvier 2006
Paris (75)
Contact : Sophie Bonnasse (01 47 56 24 52)
www.interclimaelec.com
http://www.iea.org/textbase/pamsdb/grlist.aspx?by=
techno
Engine (Enhanced Geothermal Innovative Network
for Europe) Launching Conference
13 - 15 février 2006
Orléans (45)
Contact : Patrick Ledru (BRGM [email protected])
Le Cuepe : Centre universitaire d'étude des
problèmes de l'énergie (Université de Genève)
Le CUEPE a pour priorité d'étudier les problématiques liées
à la pénurie future des énergies fossiles et s'attache
principalement à deux problématiques : la production
décentralisée, la distribution rationnelle et le
développement des énergies renouvelables ainsi qu'à la
la maîtrise de l'utilisation de l'énergie pour une satisfaction
durable des besoins, notamment dans les bâtiments.
L'ensemble de ses travaux est téléchargeable sur le site.
World Sustainable Energy Days
1 - 3 mars 2006
Linz (Autriche)
Contact : [email protected]
www.wsed.at
Directeur de la publication : J.M. CHAUMEL ADEME/IdF
Rédacteur en chef : B. GARRIGUES ARENE
Comité de rédaction :
Edition, Réalisation : G. DELOBELLE BRGM
Pour toute information contacter :
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L’énergie du sous-sol : La Géothermie en Ile-de France, bulletin n° 8 - décembre 2005
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Conception graphique texte : service Prépresse BRGM
http://www.unige.ch/cuepe/html/intro_f.php