La Géothermie en Ile-de-France n°2

L'ENERGIE DU SOUS-SOL
LA GEOTHERMIE EN ILE-DE-FRANCE
A lire ……..
CLER INFOS : Spécial géothermie, la chaleur de la Terre
(mai/juin 2001, n° 23)
Rappel des différents aspects de la géothermie en France : basse
enthalpie, très basse enthalpie, profonde. La France avec ses
nombreuses opérations en fonctionnement depuis plusieurs années notamment en Ile-de-France et en Aquitaine s'est fait une
spécialité du chauffage urbain géothermique ; ces succès sont
dus en grande partie à la mise en place par les pouvoirs publics
d'un dispositif de garantie destiné à couvrir le maître d'ouvrage
contre le risque de voir disparaître la ressource.
Une large place est faite aux PAC géothermales, dont le marché
en France prend son essor, grâce à une politique de soutien menée dans le cadre d'une collaboration entre
l'ADEME et EDF.
CLER INFOS est le bulletin d’information trimestriel du Comité de
liaison Energies Renouvelable, association loi 1901, crée à l’initiative des associations locales pour être une interface entre les
acteurs des filières concernées et les pouvoirs publics.
Pour en savoir plus : [email protected]
Manifestations Congrès …..…
1010-11 octobre 2001: IPUHPC/IEA Heat Pump Centre
work
workshop on "Hands on Experiences witch heat Pumps in
Buildings", Arnheim, Netherlands
Workshop Secretariat IEA Heat Pump Centre, Mrs. Minie Wilpshaar, PO Box 17, NL-6130 AA Sittard, Netherlands,
Tél. : (+31) 46 420 22 36, Fax : (+31) 46 451 03 89
e-mail: [email protected],
internet: www.heatpumpcentre.org
1717-18 ocobre 2001, 3 èmes Assises Nationales de l'Energie,
Dunkerque
Contact : COMMUNAUTE URBAINE DE DUNKERQUE, ASSISES DE
L'ENERGIE, Hôtel Communautaire, Pertuis de la Marine,
BP 5530, 59386 DUNKERQUE-Cedex 1,
Direction de la Communication,
Tél. : 03 28 62 70 25, Fax : 03 28 62 70 13
2121-25 octobre 2001: 18 th World Energy Congress - Energy
Energy
Markets: The Challenges of the new Millenium, "Le Rural"
Convention & Exhibition Center, Buenos Aires, Argentina.
Argentina
Contact: Cogresos Internacionales S.A. Moreno 584, 9° Piso C1091AAL Buenos Aires, Argentina.
Tél. : (+54-)11-4342-3216/3283/3408
Fax : (+54-)11-4331-0223 ou (+54-)11-4334-3811
e-mail: [email protected]
2525-26 octobre 2001 : Tests de Réponse Géothermique,
Géothermique,
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse
Une connaissance précise des caractéristiques thermiques du
sous-sol joue un rôle décisif dans le dimensionnement des sondes géothermiques et des géostructures énergétiques utilisées
dans les grandes installations géothermiques.
La réalisation d'un test de réponse sur site offre une plus grande
sécurité pour le dimensionnement de ces installations géothermiques.
Contact : Dr. Lyesse Laloui, secrétariat Europäischer Européen
Tests de Réponse Géothermique, Postfach 1334, CH
Tél. : (+41) 21 693 23 14,
e-mail: [email protected]
7-9 novembre 2001 : 23rd New Zealand Geothermal WorkWorkshop,
shop Auckland.
Contact: Geothermal Institute, The University of Auckland, Private
Bag 92019, Auckland, New Zealand.
Tél. : (+64) 9 373 7599, ext 7050; Fax : (+64) 9 373 7436;
e-mail: [email protected]
web site: http://www2.auckland.ac.nz/gei/TOP.html
octobre 2001 - Bulletin n° 2
EDITORIAL
7-10 novembre 2001: Renewable Energy Indonesai 2001,
Jakarta, Indonesia.
Indonesia
La géothermie , c’est une chance pour l’Ile-de-france !
Contact: Stefen Luff, Overseas Exhibition Services, London.
Fax : (+44)-0-20-7862-2098 e-mail: [email protected]
14 – 15 Novembre 2001
Venez tous ! ! ! ! !
Aux Journées de La Géothermie
LES JOURNÉES GÉOTHERMIQUES
14 ET 15 NOVEMBRE 2001
[email protected]
2121-23 novembre 2001: International Conference on
Geo
Geothermal Energy in Undergraound Mines, Ustron, Poland.
Contact: Zbigniew Malolepszy, Faculty of Earth Sciences, University
of Silesia, Bedzinska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland.
Tél. : (+48)-32-291-83-81 Fax : (+48)-32-291-58-65
e-mail: malol@ us.edu.pl
web site: http://kgp.wnoz.us.edu.pl/conf_geo
1919-22 marsWorld Sustainable Energy Day 2002,Wells,
Austria,
Austria avec la remise du “ energy
energy globe award 2002 ”,
Contact : Conference Secretariat, O.Ö Energiespaverband, Landstrasse 45, A-4020 Linz, Austria,
Fax : (+43) 732-6584-4383, e-mail : [email protected]
1919-22 mai 2002, 7th International Energy
Energy Agency Heat
Pump Conference 2002, Heat Pumps - Better by Nature,
Contact : Beijing, China, Conference Secretariat, Institute of Air
Conditioning (IAC), China Academy of Building Research (CABR),
P.O. Box 752, 100013 Beijing, China,
Tél. : (+86) 10-84270568, 84272233 ext 2331,
Fax : (+86) 10-84283555, 84284720
2005 - World Geothermal Congress WGC 2005,
Antalaya, Turkey
Directeur de la publication et Rédacteur en chef
J. LEMALE - ADEME/IdF
Comité de rédaction : F. BRENIERE / ARENE
P. LAPLAIGE / ADEME
J. DEMANGE / BRGM
A. DESPLAN / BRGM
T. GARNIER / DRIRE
D. LENOIR / AGéMO
Edition, Réalisation : BRGM/CDG/CITEG
Pour toute information contacter :
BRGM/CDG/CITEG
BP 6009—45060 ORLEANS Cedex 2
e-mail : gé[email protected]
:
La géothermie sous toutes ses formes, souffre d’un
déficit d’information. Au cours de ces dernières années,
en France, rares ont été les manifestations et les
publications sur ce sujet. Nous sommes à un stade où la
filière géothermique est à maturité avec des expériences,
des bilans et des perspectives qu’il est important de
faire connaître.
La géothermie, ça marche, ça ne pollue pas,
et c’est économique sous certaines conditions.
C’est le message essentiel que souhaitent délivrer les
partenaires de cette manifestation à savoir l’ADEME,
l’ARENE Ile-de-France le BRGM, l’AGéMO et le
Syndicat mixte pour la géothermie à La Courneuve.
Les acteurs de cette filière pourront, dans le cadre de
ces journées, apporter des réponses claires aux questions essentielles concernant à la fois les aspects techniques, économiques et prospectifs.
La première demi-journée, le 14 Novembre, plus axée
sur la géothermie francilienne se déroulera sur le site
d’une opération à La Courneuve. Le maître d’ouvrage
de cette opération pourra apporter des informations
pertinentes, fruit de son expérience de 15 ans dans la
gestion de ses deux réseaux géothermiques.
La deuxième journée se déroulera sous forme de quatre
tables rondes sur chacune des filières de la chaleur de la
Terre :
- La géothermie haute énergie, avec les développements
récents en Guadeloupe et Martinique,
- Le programme de recherche sur les roches chaudes
fracturées sur le site de Soultz-sous-Forêts,
- Les pompes à chaleur géothermiques, filière en plein
développement à caractère écologique déterminant,
- La géothermie basse énergie, son bilan et ses
perspectives en France.
Réservez dès à présent vos journées pour cet événement,
le programme détaillé de ces deux journées est présenté
dans les pages suivantes.
Le rédacteur en chef, Jean LEMALE,
Délégation Régionale Ile-de-France de l’Ademe
[email protected]
L’énergie du sous-sol : La Géothermie en Ile-de-France, bulletin n° 2 - octobre 2001
Le Conseil Régional Ile-de-France en votant le 28 juin 2001 la
délibération “ ENERGIE ” : L’action régionale pour la maîtrise de
l’énergie et le développement des énergies locales et renouvelables
pour la réduction de l’effet de serre, s’est positionné fortement
pour le respect de l’application des accords de la conférence
internationale de KYOTO avec des objectifs clairement énoncés dont
la mise en œuvre est locale :
- Réduction des gaz à effet de serre au niveau régional par la
recherche d’économies en énergies primaires et la substitution
des énergies fossiles par des énergies locales et renouvelables.
- Economies engendrées sur le budget des collectivités.
- Aménagement du territoire et participation à l’économie
locale par la création d’emplois locaux et le développement de
savoir-faire régionaux.
- Amélioration de la compétitivité des entreprises franciliennes
du secteur.
- Développement de débouchés pour la valorisation des déchets.
Les atouts de l’Ile-de-France en matière de ressource géothermique
constituent l’une des clés de réussite de ce dispositif ambitieux qui
s’intègre dans la réflexion régionale du schéma de service collectif
de l’énergie, notamment au regard des réseaux de chaleur existants
et des potentiels de valorisation des déchets.
C’est ainsi que la commission permanente de la Région a voté le
5 juillet 2 projets concernant la géothermie :
- Le premier sur l’extension du réseau de chaleur géothermique
d’Orly - Choisy pour la production d’eau chaude sanitaire de
982 logements et le chauffage de 162 logements en construction, avec une perspective de 2 040 logements à l’horizon
2002/2003,
- Le second sur l’étude de faisabilité d’extension du réseau
géothermique de Villiers-le-Bel - Gonesse avec l’élaboration
d’un plan local de maîtrise de l’énergie. Il s’agit là d’un début et
les perspectives d’extension de réseaux sont estimées à plus de
20 000 logements.
Je me réjouis que les spécialistes et les professionnels coordonnent
leurs actions et contribuent ainsi à l’accélération de l’amélioration
des techniques, dont celles particulièrement prometteuses des
Pompes à Chaleur.
Il faut dans le même temps sensibiliser les utilisateurs potentiels au
bien fondé d’une réflexion multi-énergie à propos de tout projet et
à la légitimité et l’intérêt d’une bonne utilisation du sous-sol du
point de vue énergétique.
Cette revue est le témoin et le promoteur de ces développements,
l’ADEME, l’ARENE, et le BRGM en sont les principaux acteurs.
Alain RIST, Vice-Président du conseil Régional Ile-de-France,
chargé de l’environnement, du cadre de vie, de la maîtrise de
l’énergie et des contrats régionaux et ruraux.
ISSN : en cours
Mise en service opérationnelle d’une ligne de dégazage :
brûlage du biogaz géothermal sur le doublet de Chelles
L
e doublet géothermique de chauffage
urbain de Chelles est exploité, depuis sa mise en service
à l'automne 1986, en mode de production artésienne à
un débit proche de 250 m3/h. Ce système présente la
particularité d'être exploité, aux débits élevés, à une
pression de tête de puits inférieure au point de bulle
entraînant de ce fait la libération des gaz initialement
dissous dans le fluide géothermal et leur piégeage
partiel dans les points hauts de la conduite géothermale.
A Chelles la phase gazeuse, présente à raison de
12,5 % (soit 125 l de gaz/m3 d'eau), est constituée de
méthane et dérivés hydrocarbonés supérieurs (55 %),
d'azote (35 % ) et de dioxyde de carbone (10 %),
la contribution du sulfure d'hydrogène (H2S) étant
inférieure à 1 %.
Mû par le double souci d'une mise en conformité
avec la réglementation minière et environnementale
en vigueur et d'une amélioration des conditions de
fonctionnement de la boucle géothermale, le Syndicat
Mixte pour la Géothermie a confié à GPC I&P la
réalisation d'un système automatisé de dégazage /
abattement en tête du puits de production, compatible
avec la gestion du réseau de chaleur local.
Le principe retenu pour l'élimination de la phase
gazeuse (biogaz géothermal) est celui du brûlage, facilité
en la circonstance par le pouvoir calorifique (6500
kgcal/hg) du biogaz. Cette solution a été préférée aux
alternatives de neutralisation chimique et d'injection par
systèmes à succion de type Venturi qui n'ont pas
démontré à ce jour une fiabilité probatoire en service
géothermique.
La ligne de dégazage/brûlage, montée sur un
skid/chassis, décrite dans la figure jointe comprend
succinctement :
- un dégazeur tout inox dimensionné pour des
débits eau et gaz respectifs de 275 m3/h et 35 m3/h et
une pression de service de 12 bars
- une chambre de combustion interne (torche à
flamme cachée)
- une ligne eau dégazée dirigée vers l'aspiration
de la pompe de gavage en centrale
- une ligne biogaz régulée, via deux jeux d'électrovannes disposées sur les circuits dégazeur et brûleur,
par les niveaux d'eau (haut, bas, ultrabas) du dégazeur et
la température de consigne du brûleur
- deux lignes gaz pilote (allumage) et gaz support de combustion alimentées au gaz naturel amené en
pied de plateforme
- des dispositifs de purge, d'élimination des
condensats et de vidange (gaz et eau) du dégazeur et de
la torche.
- un renvoi sur la gestion technique centralisée
(GTC) en centrale des informations acquises sur les cycles de dégazage et de brûlage.
Ce système fonctionne, pour des débits eau et
biogaz de 250 m3/h et 30 Nm3/h, en mode entièrement
automatisé au prix d'une consommation en gaz naturel
(pilote et support) inférieure à 30 Nm 3/jour. Des améliorations, de ce point de vue, sont escomptées d'un optimum de drainage des condensats et de régulation des
débits biogaz/gaz naturel.
Pierre UNGEMACH GPC I&P
[email protected]
DEGAZAGE
COMBUSTION
(biogaz)
NH
DEM
CR
IN NB
L
R
NUB
B
V
C
EVDG1
P
EVBG
P
P
VLP
T
BGP
CENTRALE (eau)
EVDG2
TH
VLP
G
gaz)
P
EVB
EVGP
DEC
R
EVGS
VP
P
P
Air
VLP
VPOL
VP (eau)
Baffle (chicane)
G Brûleur biogaz géothermal
P Brûleur gaz pilote
S Brûleur gaz support
Cheminée
Compteur gaz
Comparateur relais (tempo)
C Décanteur
M Demister (anti-brouillard)
L Détecteur de flamme
EVDG1 Electrovanne dégazeur
EVDG2 Electrovanne dégazeur
EVBG Electrovanne biogaz
EVGP Electrovanne gaz pilote (gaz naturel)
EVGS Electrovanne gaz support (gaz naturel)
G
Grille de décantation
IN
Indicateur de niveau d’eau
L
Lumière
NH
Niveau d’eau haut
NB
Niveau d’eau bas
NUB
R
TH
TF
V
VLP
VP
VPOL
P
Q
T
Arrivé
CG Gaz Naturel
Niveau d’eau ultrabas
Régulateur
Trou d’homme
Température de fumées
Virole
Vanne de laminage à
Vanne à purge
Vanne police
Manomètre
Débimètre géothermal
Thermomètre
Les Brèves ………
Extension du réseau géothermique de ChevillyLarue - L'Hay-les-Roses : Vallée aux Renards et
équipements
Un programme d'extension portant sur 1600 équivalentslogements a été adopté par le Syndicat Intercommunal.
Sa réalisation est prévue en 1ère tranche (950 logements) pour la fin de l'année 2001, en 2ème tranche
(650 logements) pour l'été 2002.
Le montant des investissements prévus est de 14,5 MF HT.
Les aides de l'ADEME et de la Région Ile-de-France
ont été demandées. Leur montant total serait de
2,6 MF, soit environ 18% de l'investissement.
La pollution évitée grâce à ces réalisations sera de
680 tonnes de carbone par an.
Pour en savoir plus : Michel ANDRES (SEMACH)
[email protected]
La DRIRE Ile-de-France organise une réunion
d'information concernant la sécurité des travailleurs sur les exploitations géothermiques
La sécurité des travailleurs sur les exploitations géothermiques, notamment lors des travaux de reprise de
puits, doit rester un point de vigilance pour les maîtres
d'ouvrage et les entreprises.
Suite à la parution de l’arrêté du ministère de l’économie des finances relatif à " la protection du personnel et aux équipements de forage des travaux de
forage et d'interventions lourdes sur les puits
" (J.O. du 26 mars 2000), la DRIRE Ile-de-France
proposera dans le courant du premier semestre 2002
une réunion
d'information à l'attention des différents acteurs de la géothermie.
Pour en savoir plus: Th. GARNIER (DRIRE/IDF)
[email protected]
GEOTHERNET (European Geothermal Information Network)
Avec 36 membres l'EGEC (European Geothermal
Energy Council ), créée en 1998, a obtenu le soutien
de la Commission Européenne pour bâtir un réseau
afin que chaque citoyen de l'Union sache ce que le
vocable "géothermie" veut dire.
Doté d'une aide de 600 000 €, le projet GEOTHERNET (5ème Programme Cadre ) a cinq objectifs :
création d'un site web utilisable par le public mais
aussi par les différents acteurs de la géothermie,
préparation et édition de 24 brochures décrivant des
opérations géothermiques en exploitation depuis au
moins 10 ans en Europe élargie, réalisation d'une
Directory sur la Géothermie, mise en place d'une base
de données la plus exhaustive possible disponible
"on line", organisation chaque année d'un Business
Seminar ( le dernier a eu lieu en 2000 à Altheim en Autriche ).
Pour en savoir plus:
W. BUSSMANN [email protected],
C. BOISSAVY (Gaudriot) [email protected],
Site Web de l'EGEC www.geothermie.de
Entrée en service de la centrale géothermique de
20 MW de LAHENDONG
La centrale électrique de Lahendong, dans la Province
de Sulawesi Nord, est entrée en fonction le 21 août
dernier après sa réception par le client PLN.
Cette installation a été réalisée par le groupement
d’entreprise Alstom-Spie Enertrans, sous la supervision
de la Compagnie Française de Géothermie (CFG), et
financée sur des crédits d’aide français.
La puissance électrique de cette centrale géothermale
(20 MW) est essentielle puisqu’elle représente un apport
de près de 20 % d’électricité pour la Région de Manado
où les coupures d’électricité étaient quasi-quotidiennes.
La poursuite du projet, un temps menacée au moment le
plus aigu de la crise qui a secouée le Sud-est Asiatique,
a été rendue possible grâce à un financement complémentaire du gouvernement français se substituant
à l’absence de budget local, marquant la volonté de
nos autorités de soutenir l’Indonésie dans un contexte
particulièrement difficile.
Le bon achèvement du projet marque également la
volonté d’Alstom-Spie et de CFG de maintenir leur
présence sur un marché dont les perspectives commerciales sont certes affectées à court terme par la rareté
des sources de financement, mais dont le potentiel reste
considérable sur le moyen terme.
La direction régionale de PLN envisage maintenant le
développement de ce champ géothermique grâce à la
réalisation d’une seconde unité de 20 MW sur le site
actuel et par la construction d’une nouvelle centrale de
2×20 MW sur un nouveau site, ce qui porterait à 80
MW la puissance géothermique installée à Lahendong.
Source : Service d’Expansion Economique de Djakarta.
Pour en savoir plus: D. TOURNAYE (CFG)
[email protected]
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BP 6009—45060 ORLEANS Cedex 2
e-mail : gé[email protected]
L’énergie du sous-sol : La Géothermie en Ile-de-France, bulletin n° 2 - octobre 2001
E
XTENSION DU CHAUFFAGE
URBAIN A LA COURNEUVE
Démarche du Syndicat Mixte pour la Géothermie à La
Courneuve et élaboration d'un plan local
avec la Région Ile-de-France pour le développement
des énergies renouvelables
contribuant à la réduction de l'effet de serre.
Le Syndicat Mixte pour la Géothermie à LA COURNEUVE exploite deux réseaux de chaleur réalisés en
1982 et 1983 auxquels sont raccordés 5 000 logements
et des équipements publics dont cinq groupes scolaires
communaux.
Après la réalisation d'une centrale de cogénération en
1999 contribuant à améliorer sa compétitivité, le
Syndicat s'est engagé dans une démarche volontaire de
développement en l'an 2000.
Au terme d'une phase de prospection, le Syndicat a fait
procéder au 2ème semestre 2000 à une étude de faisabilité (1) sur le raccordement d'ensembles immobiliers et
d’équipements publics. Quatorze programmes ont été
retenus pour propositions de raccordement représentant une consommation de 20 000 MWh, soit approximativement 1 700 équivalents-logements.
Le plan local pour le développement des énergies
renouvelables contribuant à la réduction de l’effet de
serre, en cours d'établissement avec la Région Ile-deFrance, a pour objectif de fixer les caractéristiques
technico-économiques et environnementales d’une part
de l'existant et d’autre part après raccordement au réseau de chaleur. Un état précis est établi sur les
consommations actuelles d'énergie, la nature des combustibles, les coûts d'exploitation, les émissions en
CO2, SO2, NOX et poussières par programme, mais
aussi les caractéristiques des réseaux avant l'extension.
Ce bilan permettra ultérieurement d'évaluer la réalisa-
Bilan
environnemental
Emissions (t/an) Emissions (t/an)
Emissions (t/an)
Avant
Après
Evitées
raccordement
raccordement
6 012,20
CO2
23,30
SO2
4,85
NOX
0,31
Poussières
1 604,30
0,30
0,78
0,04
4 407,90
23,00
4,07
0,27
tion du plan au fur et à mesure des raccordements par
rapport aux objectifs concernant la contribution des
énergies des réseaux de chaleur (géothermie, cogénération et chaufferies gaz d'appoint) aux besoins calorifiques des nouveaux clients ainsi que l'impact sur les
émissions de gaz et poussières.
Le plan local fixe aussi le montant des investissements
pour chaque programme.
Le bilan environnemental (hors émission de la centrale
de cogénération) comporte un gain annuel d'émission
en CO2 estimé à 4 400 tonnes après raccordement de
l'ensemble des programmes prévus.
Patrick LESAGE SMGLC
[email protected]
(1) subventionnée par l'ADEME et l'ARENE et à laquelle la
Région Ile-de-France a été associée dans son déroulement
U
NE PREMIÈRE EN ILE-DEFRANCE
11 maisons individuelles avec pompes
à chaleur Géothermales à Vaucresson (92)
Inaugurée le 11 juillet 2001, cette opération menée en
partenariat avec l’ADEME, EDF, et MARIGNANImmobilier associe l’électricité à une énergie renouvelable : la chaleur de la terre.
Cette dernière est captée grâce à des sondes
géothermiques constituées de forages de 70 mètres
comprenant un tube en U dans lequel circule un fluide
caloporteur.
Ce fluide capte la chaleur du sol et la transfère à la
pompe à chaleur qui permet de chauffer et de rafraîchir
les pavillons par une distribution par plancher
chauffant et rafraîchissant.
Les économies annuelles escomptées sur le chauffage
pourraient atteindre 65 %, ce qui est à confirmer par la
campagne de mesures en cours, qui déterminera
précisément la contribution à la lutte contre l’effet de serre.
Francine BRENIERE ARENE
[email protected]
SIGNATURE D’UN PROTOCOLE DE
COLLABORATION
“ POUR LA MAÎTRISE DE L’ENERGIE ”
entre l’AGéMO et GAZ DE FRANCE
L’Association des Maîtres d’Ouvrage en Géothermie
(AGéMO) et Gaz de France sont deux entités très
intéressées par le développement des réseaux de
chaleur géothermiques et s’accordent, en particulier,
sur le constat suivant :
La géothermie en Ile-de-France est particulièrement
développée et contribue à l’amélioration de l’environnement par une réduction de la pollution atmosphérique régionale estimée à 1%.
Les réseaux de chaleur géothermique sont caractérisés par :
- une production obtenue en base par la géothermie
et, éventuellement, par cogénération,
- un appoint calorifique par chaufferie centralisée
ou décentralisée,
- un réseau de distribution en eau chaude basse
température permettant une valorisation maximale de la géothermie,
- une aire de desserte limitée à quelques kilomètres imposée par les caractéristiques du fluide caloporteur.
Les parties conviennent que le gaz naturel comporte
de nombreux atouts, dont des qualités de souplesse et
de
respect de l’environnement, pour assurer l’appoint et le secours nécessaires aux réseaux de
chaleur géothermique.
Après de nombreux contacts, les deux organismes ont
signé un protocole précisant le cadre de leur partenariat, inspiré par l’esprit de la convention conclue entre
l’ADEME et Gaz de France.
D. LENOIR AGéMO
[email protected]
L
A CONCESSION DES
BOUCLES GEOTHERMALES
AVEC GARANTIE TOTALE DE
PRODUCTIVITE :
……. UNE SOLUTION D’AVENIR ?
En région Ile-deFrance, la production de
chaleur géothermale à partir du réservoir du Dogger est
basée sur un ensemble d’équipements qui constitue
ce que l’on a pris l’habitude d’appeler la “ boucle
géothermale ”. Comme tout système de production, son
bon fonctionnement nécessite un suivi adapté. Les collectivités locales impliquées dans la maîtrise d’ouvrage
des opérations géothermiques ne disposaient pas de
moyens techniques et financiers adaptés, et subissaient
ainsi les aléas d’une filière soumise, comme beaucoup
d’autres activités industrielles, à de nécessaires mises au
point et améliorations.
C’est pourquoi, sous l’influence des associations de maîtres d’ouvrages et des professionnels de la
filière géothermique, les pouvoirs publics (Ministères,
ADEME, etc..) mettaient en place un dispositif d’assistance “ garantie fonds long terme”, mutuelle géothermique
gérée par la Société Auxiliaire de Financement couvrant
les risques liés aux puits ou à l’évolution de la ressource
géothermale (aquifère).
Cela a conduit les entreprises spécialisées dans
la gestion des installations de sous-sol à proposer aux
maîtres d’ouvrages publics des contrats de suivi des
performances de l’installation et de garantie totale des
équipements sensibles tels que pompes immergées ou
tubes de traitement pour injection d’inhibiteurs de
corrosion en fonds de puits. C’est ainsi que la Compagnie Française de Géothermie, filiale du BRGM, a mis
au point le concept GéoconfianceR en 1986.
Cependant les risques liés aux puits ou à
l’évolution de la ressource géothermale (aquifère)
n’étaient pris en charge par aucune entreprise, laissant
ainsi à la collectivité publique le soin de gérer un
dispositif spécifique à chaque opération, dans lequel
intervenait de multiples partenaires.
L’idée fût donc de proposer aux maîtres
d’ouvrages publics un contrat de longue durée offrant
une garantie totale de l’ensemble de la boucle géothermale et de ses équipements, y compris la réparation des
forages et la productivité de la formation réservoir.
Après une étude technique, juridique et commerciale du
dispositif à mettre en place, CFG était en mesure, dés
1998, de proposer un contrat modulable par lequel elle
devenait concessionnaire des équipements de la boucle
géothermale.
• En ce qui concerne ses caractéristiques générales, ces
contrats sont toujours établis à partir d’un état des
lieux initial des installations à exploiter qui permet
d’intégrer, sur une période minimale de 12 ans et
pour un tarif annuel constant, les travaux à réaliser et
les risques techniques à prendre en compte pour une
gestion technico-économique optimisée de la boucle
géothermale.
La mise en œuvre de ces contrats de concession s’appuie sur l’utilisation des dispositifs existants de
soutien à l’activité géothermique et notamment,
l’abonnement au fond long terme géré par la SAFEnvironnement, qui permettent d’en garantir l’équilibre.
• Les limites de ce contrat sont :
- l’absence de garantie de forage d’un nouveau puits
dans le cas où, malgré toutes les compétences de
l’entreprise et les techniques réparatrices à sa disposition, il ne serait pas possible de
procéder à la
remise en état d’un forage. Dans ce cas, le contrat
prévoit une clause de rendez-vous permettant de
trouver, en concertation avec le maître d’ouvrage
une solution au problème posé.
- la limite dans le temps de la garantie offerte par la
SAF-Environnement sur les installations géothermiques.
• Les principales adaptations contractuelles possibles
sont, par exemple, l’incorporation éventuelle des
échangeurs de chaleur se trouvant traditionnellement
à la croisée des réseaux primaires (boucle géothermale) et secondaires, eux-mêmes concédés, la plus
part du temps, à des sociétés de chauffage devenant
alors, de fait, partenaire ou client de CFG dans l’exploitation du réseau de chaleur.
Dans certains cas, le contenu contractuel final est
poussé à l’extrême, CFG étant alors subrogée dans
les droits et obligations du maître d’ouvrage vis à vis
de la SAF-Environnement. CFG est alors véritablement délégataire du maître d’ouvrage, celui-ci restant
propriétaire des forages et installations.
• Les contrats de concession des boucles géothermales
concernent actuellement cinq doublets géothermiques
de la région parisienne (4 doublets à Meaux et le
doublet de Coulommiers) avec des maîtres d’ouvrages
publics ou des délégataires tant publics que privés.
Compte tenu de leur âge, la pérennité des installations
de géothermie, notamment en région parisienne, passe
probablement par la généralisation de ce type de
contrats. Par ailleurs, la relance de nouvelles opérations
de géothermie basse énergie, techniquement et financièrement possible, pourrait s’appuyer sur ce type d’outil
qui permet de maîtriser à long terme le coût effectif de
la production de chaleur et d’eau chaude sanitaire.
Olivier GOYENECHE CFG
[email protected]
Origine et fonctionnement de la centrale
géothermique de BOUILLANTE
Située sur la côte Ouest de l’île de Basse-Terre de la Guadeloupe, à environ
15 km à vol d’oiseau du volcan de la Soufrière, la centrale géothermique
de Bouillante est la seule centrale géothermique haute énergie en France.
Historique des études et travaux
Le site de Bouillante est connu depuis 1963 à la suite
des différents travaux de reconnaissances menés par le
BRGM . Les principales phases de son développement
sont les suivantes :
- En 1967, la société Eurafrep réalise une exploration
profonde de la zone de Bouillante.
- En 1975, sur la base des résultats de production de
vapeur obtenus sur deux des quatre forages réalisés
(BO2 et BO4), EDF décide de réaliser une centrale
d’une puissance d’environ 4,4 Mwe utilisant le
mélange d’eau et de vapeur issu du forage BO2.
- Mise en service en 1986 par EDF, cette centrale
prototype connaît des aléas. Son arrêt est décidé en
1992.
- En 1995, le BRGM par sa filiale CFG manifeste
l’intérêt pour relancer l’exploitation. EDF étant
favorable à cette initiative, la société “ Géothermie
Bouillante ” est créée filiale de CFG (Groupe
BRGM) à 60 % et de CHARTH (Groupe EDF) à 40
%.
- Le 15 mai 1996, après sa rénovation et à la suite
d’essais concluants, la centrale de Bouillante est
couplée au réseau électrique ; son taux de disponibilité a été supérieur à 90 % sur les 5 premiers mois
de production mais a du être arrêtée courant 97 du
fait du bris mécanique du rotor de turbine usagé.
Depuis décembre 98, la centrale fournit à nouveau de
l’électricité à la satisfaction de ses exploitants, son taux
de disponibilité dépassant 94 %.
Principe de fonctionnement de la centrale
Le réservoir est constitué par des failles peu perméables.
Le forage BO2 qui a recoupé l’une de ces failles à 300
m de profondeur est en production. Son débit maximal
en tête de puits est de plus de 160 t/h de fluide géothermique
La baisse de pression que subit l’eau chaude pendant sa
remontée vers la surface entraîne sa vaporisation. Ainsi,
en tête de puits on dispose d’un mélange diphasique
contenant 20 % de vapeur et 80 % d’eau.
Le principe de fonctionnement de la centrale géothermique est le suivant (cf. schéma) :
Le mélange eau-vapeur issu du forage est admis dans un
séparateur-sécheur d’où sort la vapeur haute pression
(VHP) à 6 bars. Par ailleurs, l’eau géothermale, séparée
à une température d’environ 160°C, passe dans un
ballon de détente pour produire la vapeur basse pression
(VBP).
Les deux flux de vapeur produits (VHP + VBP) se
détendent dans une turbine à condensation et produisent
de l’énergie cinétique. Après passage dans l’alternateur,
cette énergie cinétique est transformée en énergie
électrique.
La vapeur d’échappement est condensée directement par
l’eau de mer de refroidissement dans un condenseur à
mélange avec mise en dépression barométrique. Le
mélange eau de mer/eau géothermale sortant du condenseur, ainsi que l’eau en provenance du ballon de détente,
sont renvoyés à la mer par un canal d’évacuation.
Le mélange par eau de mer a pour but de limiter la température des rejets à moins de 45°C et de réduire les
dépôts. L’eau ainsi rejetée a une composition chimique
analogue à celles des sources hydrothermales rencontrées en mer et en surface.
Des circuits de contournement d’eau et de vapeur permettent d’évacuer le débit du forage vers un silencieux
de détente, en cas d’indisponibilité de la centrale, d’arrêt
volontaire ou de déclenchement sécurité.
Description des ouvrages
La centrale comprend deux unités distinctes :
- L’usine et la plate-forme adjacente où se trouve
l’ensemble du système de production de vapeur.
Cet ensemble de production de vapeur comprend le
forage producteur (BO2), deux séparateurssécheurs, des tuyauteries, des silencieux pour la
détente du mélange eau et vapeur sous pression,
une turbine et un condenseur.
- Les ouvrages de prise d’eau de mer (canal d’arrivée, filtre et station de pompage). La station de
pompage se compose d’un canal arrivée ouvert et
de deux pompes qui fonctionnent alternativement.
L’évacuation à la mer du mélange eau géothermale/
eau de refroidissement se fait par un canal.
Signalons que le contrôle-commande est assuré par des
automates programmables en liaison avec un microordinateur. Cet ensemble gère les séquences de mise en
service et d’arrêt ainsi que les sécurités du groupe
turboalternateur. Toutes les protections électriques
rapides sont assurées par des relais de protection
connectés aux circuits de puissances.
Exploitation
Impact économique et perspectives
La géothermie est une énergie fonctionnant en base, soit
8 000 h/an. Son investissement élevé, 1 200 à 2 000 US
$ /kW, s’amortit donc plus facilement que celui lié à
d’autres types d’énergie et conduit à un coût très
compétitif du kWh, 5 à 8 US cents, au-delà d’un
minimum de puissance installée.
Grâce à l’automatisation de son suivi, la centrale de
Bouillante est exploitée par une équipe de cinq personnes seulement qui veillent de façon permanente par un
système d’astreinte à la bonne marche de l’ensemble.
Cette équipe reçoit l’appui technique, pour l’interprétation périodique des données d’exploitation, d’une
structure basée en métropole à Orléans. Le télé monitoring est un des moyens de dialogue permanent entre des
équipes qu’il n’est pas nécessaire de réunir sur le site
d’exploitation.
La sous-traitance se fait principalement vers des sociétés industrielles établies en Guadeloupe.
Ainsi, la centrale de Bouillante semble un modèle
reproductible, bien adapté au contexte des Caraïbes,
pour la mise en production de gisements de 5 à 20 MW.
D’ores et déjà, le gisement de Bouillante a fait l’objet
d’une étude d’optimisation de la puissance installée.
Trois nouveaux forages réalisés en 2001 permettent déjà
d’accroître la puissance installée jusqu’à 15 MWe. Cette
nouvelle puissance sera opérationnelle dès décembre
2002 (production 210 GWh – 10 % de la consommation
actuelle de la Guadeloupe). A terme, la société Géothermie Bouillante, filiale commune des groupes BRGM et
EDF, mise, avec l’installation de 2 nouvelles unités, sur
un potentiel total de 60 MW, produisant annuellement
environ 470 GWh !
Max LE NIR, Hervé TRAINEAU CFG
[email protected]