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Géothermie profonde pour la production
de chaleur en France
l’exemple du bassin de Paris
S. Lopez, V. Hamm
le BRGM
> le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et
Minières) est le service géologique national français.
> EPIC créé en 1959
> 2 objectifs :
•
•
>
>
>
comprendre les phénomènes géologiques et les risques
associés, développer des méthodologies et des techniques nouvelles,
produire et diffuser des données de qualité.
développer et mettre à disposition les outils nécessaires à la gestion
du sol, du sous-sol et des ressources, à la prévention des risques naturels
et des pollutions, aux politiques de réponse au changement climatique.
5 missions : recherche scientifique, appui aux politiques publiques,
coopération internationale, sécurité minière, formation
la géothermie est l’un de ses 10 grands domaines d’activité
BRGM ~ 1000 pers., Direction des Géoressources ~ 150 pers.,
Division Géothermie ~ 35 pers.
Forum ARPEA / 6 Février 2014 / Bulle
Direction Géoresources / Division Géothermie
différentes formes de géothermie
chaleur = 50% de l’énergie
finale consommée
Objectifs 2006-2020 du Grenelle de l’Environnement
•
•
•
20 Mtep d’énergie renouvelable supplémentaires
pour atteindre 23% du mix énergétique
dont 10 Mtep de chaleur renouvelable (x2)
dont 1 Mtep supplémentaires pour la géothermie (x6)
usage direct de la chaleur - puits forés 1969-2011
Bilan énergétique et environnemental:
Economie annuelle de 1 570 GWh/an soit :
135 000 tep de combustibles fossiles
170 000 équivalent-logements
400 000 tonnes de CO2 évitées/an
le bassin d’Aquitaine
Chaleur
• 15 ouvrages mono-puits avec des
usages variés réalisés dans les
années 1980
• réhabilitation des opérations
existantes en doublet de forage
• renouvellement de la concession
sous réserve d’une valorisation
secondaire des fluides produits
AMI Fongéosec
• démonstrateur innovant de centrale
géothermique de cogénération
électricité - chaleur
le bassin de Paris
le bassin de Paris
Perrodon, Zabeck 1990
in Delmas et al. 2002
eau douce
eau salée
quelques opérations ne ciblant pas le « Dogger »
> Albien
•
•
•
600 m, ressource <30°C nécessite une PAC
opération historique de la Maison de la Radio : 1963
récemment Fort d’Issy-les-Moulineaux : 2013
> Néocomien
•
•
•
1000 m, ressource <40°C nécessite une PAC
Bruyères-Le-Châtel : 1981
Le Plessis Robinson : 2012-2013
> Trias
•
•
Châteauroux 600m, 27°C
3 essais dans les années 1980, deux replis au Dogger une
opération abandonnée
l’aquifère du « Dogger »
profondeur moyenne : 1500-2000 m
salinité du fluide :
5 - 40 g/l
gamme de température : 55 - 85 °C
débits produits :
100 - 300 m3/h
soutien et accompagnement
>
couverture du risque géologique : SAF Environnement
•
•
•
•
•
>
le « Fonds chaleur » géré par l’ADEME
•
•
•
>
>
>
aquifères profonds (>100m)
couverture court terme (température, débit initial) et long terme (pérennité de la
ressource)
65 à 90% de couverture suivant les régions
cotisation de 3,5 à 5% du montant des travaux
montant maximal couvert: 4,2 M€ / opération
1,2 milliard d’euros de subventions sur 5 ans (2009-2013) pour les opérations
collectives, le tertiaire, l’industrie, renouvelé en 2014.
compensation de la différence de coût entre un projet renouvelable et une solution
de référence
financement de développement de réseaux de chaleur
TVA réduite (5,5%) pour les réseaux de chaleur utilisant 50%
d’énergies renouvelables ou de récuperation
capitalisation de l’état de l’art, centre technique
bonus de 0,08€/kWh sur le rachat de l’électricité géothermique en
cas de valorisation de la chaleur
perspective historique
~ 3-4 nouveaux
forages par an
corrosion/dépôts
>
dommages importants sur les
premières installations
•
>
>
fuites, pertes de charge irréversibles
réhabilitation
•
nettoyage, retubage ou nouveau puits
prévention
•
•
•
injection d’un inhibiteur de corrosion au
sabot du puits de production :
protection de toute la boucle
technique mise en place à la fin des
années 1980
ralentissement de la cinétique de
réaction : maintenir des débits
d’exploitation élevés
2 ans d’explpitation à debit artésien
image
la technologie du « doublet »
avantages de la
réinjection
•
•
•
impact environnemental
impact hydraulique
densité d’implantation
> 13 / Division Géothermie
Direction Géoresources
des zones densément exploitées
la technologie du « doublet »
avantages de la
réinjection
•
•
•
impact environnemental
impact hydraulique
densité d’implantation
inconvénients
•
•
•
•
pompage
percée thermique
durée de vie
risque géologique (courtcircuits)
3 systèmes en
interaction :
réservoir, puits, boucle
de surface
•
•
temps de transfert dans la
boucle env. 1 heure
temps de transfert dans le
réservoir env. 10 ans
> 15 / Division Géothermie
un cas de percée thermique identifié
•
•
décroissance
thermique lente
durée de vie :
une notion
économique
modélisation de l’état thermique de l’aquifère
temperature
(°C)
quelques données sur les réseaux de chaleur français
prix de vente de la chaleur en fonction de
l’énergie majoritaire utilisée sur le réseau
Enquête prix de vente de la chaleur en 2010
http://www.amorce.asso.fr/
série économique, RCE 14, Mars 2012
quelques données sur les réseaux de chaleur français
répartition part fixe/part variable du prix de vente
par type d’énergie majoritaire utilisée sur le réseau
Enquête prix de vente de la chaleur en 2010
http://www.amorce.asso.fr/
série économique, RCE 14, Mars 2012
quelques défis actuels et futurs
> gestion optimale et durable de la ressource de
l’aquifère du Dogger
•
•
•
développement
réhabilitation et implantation de nouvelles opérations
développer de nouvelles formulations pour les inhibiteurs de
corrosion/dépôt
> explorer et développer de nouvelles cibles
•
•
aquifères peu profonds (PAC)
aquifères plus profonds (connaissance géologique, cogénération
électricité chaleur, architectures de puits innovantes, évolutions
géochimiques…)
> stockage inter-saisonnier de chaleur de forte puissance
stockage inter-saisonnier de chaleur
fourniture du
réseau
échangeur
doublet
conventionnel
BWT = f(t)
stockage de
chaleur intersaisonnier
BWT ~ 65°C
fourniture DU
réseau
fourniture AU
réseau
échangeur
échangeur
été
hiver
BWT = f(t)
puits froid
BWT ~ 90°C
puits chaud
BWT ~ 40°C
puits froid
BWT = f(t)
puits chaud
> 21
/ Division Géothermie
en guise de conclusion
>
>
des objectifs ambitieux mais une ressource gigantesque
des opérations d’exploitation de la chaleur géothermale profonde
fonctionnant depuis les années 1980
•
•
>
jusqu’à présent la durée de vie des opérations a été contrôlée par
le vieillissement des puits et non par la percée thermique
•
>
un retour d’expérience important sur deux grandes cibles (Dogger du
bassin de Paris et bassin d’Aquitaine) avec des contextes assez
différents
l’exploitation du Dogger constitue une référence mondiale pour la
gestion d’un aquifère profond
une seul percée thermique avérée, décroissance thermique lente
la combinaison exploitation minière de la chaleur géothermale /
stockage inter-saisonnier est une option importante pour le futur
http://www.brgm.fr
http://www.geothermie-perspectives.fr

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