ÉVALUATION DU POTENTIEL GÉOTHERMIQUE DE L ESSONNE

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1 ÉVALUATION DU POTENTIEL GÉOTHERMIQUE DE L ESSONNE Synthèse de l étude Ressources géothermiques dudépartement de l Essonne Réalisée en 2009, en partenariat avec :

2 CHANGEMENT CLIMATIQUE ET ENJEUX ÉNERGÉTIQUES 4 L ENGAGEMENT DE L ESSONNE DANS LA LUTTE CONTRE LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES 6 LES GÉOTHERMIES, UNE ÉNERGIE RENOUVELABLE EXPLOITABLE EN ESSONNE 7 LA GÉOTHERMIE TRÈS BASSE ÉNERGIE 9 LA GÉOTHERMIE BASSE ÉNERGIE 13 EXEMPLES TYPE D OPÉRATIONS DE GÉOTHERMIES ADAPTÉS AU CONTEXTE ESSONNIEN 15 OPÉRATIONS DE GÉOTHERMIES TRÈS BASSE ÉNERGIE UTILISANT UNE POMPE À CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE OPÉRATIONS DE GÉOTHERMIE TRÈS BASSE ÉNERGIE UTILISANT UNE POMPE À CHALEUR SUR SONDES OPÉRATIONS DE GÉOTHERMIES BASSE ÉNERGIE SUR NAPPE PROFONDE (DOGGER) OPÉRATIONS DE CHAUFFAGE DE SERRES PAR GÉOTHERMIE ÉVALUATION DU POTENTIEL DE DÉVELOPPEMENT GLOBAL DES GÉOTHERMIES EN ESSONNE EN FONCTION DE L URBANISATION À VENIR 38 CONTACTS ET DÉMARCHES 42 OUVRAGES DE RÉFÉRENCE 43

3 Face à des enjeux tels que le changement climatique, la raréfaction des énergies fossiles et l augmentation attendue de leur coût, les dirigeants politiques ont initié une politique de lutte contre le réchauffement de la planète. A ce titre, la France s est fixé pour objectif de diviser par 4 d ici 2050 ses émissions de gaz à effet de serre. Les engagements du protocole de Kyoto doivent par exemple se traduire en Essonne par une baisse de kt équivalents CO2/an à l horizon 2050, selon le bilan carbone réalisé par le Conseil général de l Essonne. La loi Grenelle 1 adoptée le 17 juin 2009 vient renforcer cet engagement de la France et donne les éléments de cadrage nationaux à suivre pour atteindre un tel objectif : - une réduction des GES de 3 % en moyenne par an d ici 2050 ; - une amélioration de l efficacité énergétique dans le secteur du bâtiment, du transport et de l énergie ; - le développement des sources d énergies renouvelables : 23 % de la consommation d énergie finale d ici En 2003, le Conseil général au travers de son Agenda 21 départemental, a souhaité contribuer à ces objectifs nationaux. Par délibération du 26 juin 2006, il a approuvé les orientations de la politique énergétique départementale puis adopté une stratégie pour la valorisation et un développement des énergies renouvelables locales. Cette stratégie vise non seulement à quantifier les potentialités des sources d énergies alternatives mais également à mener des actions de sensibilisation et de communication, afin de proposer aux essonniens et aux collectivités locales un ensemble d informations pratiques quant à l utilisation de ces énergies. Une évaluation du potentiel essonnien en énergies renouvelables a été conduite en Elle a permis au Conseil général d identifier la géothermie comme l un des atouts énergétiques forts et insuffisamment développés du territoire. En 2008, pour promouvoir cette énergie, le Conseil général s est associé au bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), à l ADEME et au Conseil régional d Ile-de- France pour amorcer un programme d actions. Celui-ci précise la caractérisation du potentiel géothermique intégrant des données économiques, avec un approfondissement des besoins liés à l évolution de l urbanisme. Ce guide présente une synthèse du travail ainsi réalisé. Il a pour objectif d informer les maîtres d ouvrage essonniens sur les techniques et les possibilités en géothermie locale, en apportant des éléments chiffrés adaptés à des aménagements qui pourraient être réalisés à court terme sur le territoire essonnien. En appui à ce document, une exposition a également été réalisée et mise à votre disposition. Michel BERSON, Président du Conseil général de l Essonne 3

4 CHANGEMENT CLIMATIQUE ET ENJEUX ENERGETIQUES Un constat sans appel Le changement constaté au cours des cinquante dernières années est attribuable aux gaz à effet de serre dus aux activités humaines : les ¾ des émissions humaines de CO 2 au cours des vingt dernières années proviennent de la combustion d'énergies fossiles. Température moyenne : C en moyenne au cours du 20ème siècle Couverture neigeuse et devenir des glaciers : - 10% depuis les années 60 Niveau moyen de la mer : + 10 à 20 centimètres au cours du 20ème siècle 17 février février 2000 Illustration de la régression des neiges et des glaciers au sommet du Kilimandjaro entre le 17 février 1993 et le 21 février Tous les modèles du GIEC conduisent à prévoir une augmentation de la température globale, une élévation du niveau de la mer et une accentuation des phénomènes extrêmes Température moyenne : + 1,4 à 5,8 C entre 1990 et 2100 Couverture neigeuse et devenir des glaciers : vont continuer à diminuer Niveau moyen de la mer : + 9 à 88 cm d ici

5 L engagement international pour la lutte contre le changement climatique Prenant acte de la réalité du changement climatique dans la décennie 90 et de la responsabilité humaine dans ces dérèglements, de la raréfaction des énergies fossiles et l augmentation attendue de leur coût, les dirigeants politiques ont initié une politique de lutte contre le réchauffement de la planète. Le protocole de Kyoto approuvé en 2005 est l'exemple le plus actuel d'une stratégie de réduction des gaz à effet de serre : à ce titre, la France s est fixé pour objectif de diviser par 4 d ici 2050 ses émissions. DU PROTOCOLE DE KYOTO AU GRENELLE DE L ENVIRONNEMENT Au niveau international : protocole de Kyoto ( ) : Engagement de la France de stabiliser ses émissions de GES au seuil de 1990 Au niveau européen : Réduction de 20 % des consommations énergétiques ; Doublement de 6 à 12 % des parts d énergies renouvelables Au niveau national : le Plan Climat et sa déclinaison en plans locaux le Facteur 4 : diminution des GES par 4 en 2050 la loi POPE de 2005 : baisse de 2 % d énergie consommée pour un taux de croissance fixe augmentation de 50 % des énergies renouvelables thermiques d ici 2020 le Grenelle de l environnement Le Grenelle de l environnement : un cadrage national clair La loi n du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en oeuvre du Grenelle de l environnement, dite «Grenelle I», donne les éléments de cadrage nationaux à suivre pour atteindre un tel objectif : - une réduction des GES de 3 % en moyenne par an d ici 2050 ; - une amélioration de l efficacité énergétique dans le secteur du bâtiment, du transport et de l énergie ; - le développement des sources d énergies renouvelables : 23 % de la consommation d énergie finale d ici La loi «Grenelle I» vise 13 domaines d actions dont le domaine d actions n 1 «les bâtiments». Détermination d une stratégie générale en faveur de la rénovation thermique du parc de logements existants, privés et sociaux afin de : - réduire durablement les dépenses énergétiques - améliorer le pouvoir d achat des ménages - contribuer à la réduction des émissions de CO2 avec pour objectif pour les bâtiments existants une réduction de -38 % de la consommation énergétique d ici 2020 ce qui est aussi valable pour les bâtiments tertiaires (consommation moyenne aujourd hui 260 kwhep/m² avec 230 kwh pour le résidentiel et 550 kwh pour le tertiaire) Définition de règles ambitieuses de performance énergétique pour les constructions neuves à partir de 2012 : < 50kWhep/m2 à partir de 2020 : bâtiments à énergie positive 5

6 L ENGAGEMENT DE L ESSONNE DANS LA LUTTE CONTRE LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES Dans le cadre de la 2 ème phase de son Agenda 21 départemental, le Conseil général de l Essonne s est engagé dans l élaboration d un Plan Climat Energie Territorial avec les acteurs locaux. Le Conseil général de l Essonne a dans un premier temps fait réaliser le Bilan Carbone de l Essonne. Les émissions de gaz à effets de serres du territoire sont estimées à kt équivalents CO2 par an (hors Orly), dont 24 % proviennent des consommations énergétiques des bâtiments. Les engagements de Kyoto doivent donc se traduire en Essonne par une baisse de kt équivalents CO2/an à l horizon 2050 (objectif facteur 4). Le Conseil général, par délibération du 26 juin 2006, a approuvé les orientations de la Politique énergétique départementale. Il a notamment adopté une stratégie en matière d énergie par une valorisation et un développement des énergies renouvelables locales sur son territoire. Cette stratégie vise non seulement à quantifier les potentialités des sources d énergies alternatives mais également à mener des actions de sensibilisation et de communication, afin de proposer aux Essonniens et aux collectivités locales un ensemble d informations pratiques quant à l utilisation de ces énergies. Dans le cadre d une évaluation conduite en 2007 sur le potentiel essonnien en énergies renouvelables, le Conseil général a identifié la géothermie comme l un des atouts énergétiques forts mais insuffisamment développés sur le territoire. En 2006, la consommation globale d énergie finale en Essonne était estimée à environ 2300 tep/1000 habitants, dont 3 % issues des énergies renouvelables (soit tep), loin des 23 % statuées par le Grenelle de l Environnement d ici

7 LES GEOTHERMIES, UNE ENERGIE RENOUVELABLE EXPLOITABLE EN ESSONNE La géothermie se définit comme l exploitation de la chaleur stockée dans l écorce terrestre ayant pour origine à la fois le refroidissement du noyau terrestre et surtout la désintégration naturelle des éléments radioactifs contenus dans les roches profondes. L énergie géothermique est présente partout à la surface du globe et peut être utilisée pour le chauffage, la climatisation ou la production d électricité par le biais de différentes technologies. L extraction de la chaleur stockée se fait par échange entre le sous-sol et un fluide caloporteur qui véhiculera la chaleur dans les installations de Schéma d une installation géothermique basse énergie Différentes technologies existantes en fonction du contexte géologique et hydrogéologique peuvent être mises en œuvre : un des moyens les plus répandus est l échange de chaleur avec les ressources en eau souterraine ou aquifère, qui sont à la température de leur profondeur. un autre moyen est l échange direct avec le sous-sol lui-même par le biais de sondes ou de pieux géothermiques. On identifie trois types de géothermie : «TRES BASSE ENERGIE» moins de 30 C, sous-sol ou aquifères superficiels de 0 à 600 m (chauffage et climatisation), ces ressources sont habituellement exploités par l intermédiaire d une pompe à chaleur ; «BASSE ENERGIE» entre 30 et 100 C, aquifères profonds (réseaux de chaleur) qui sont exploités soit par échange direct de chaleur, soit par l intermédiaire d une pompe à chaleur ADEME BRGM 7

8 «HAUTE ENERGIE» jusqu à 250 C, dans des zones de roches fracturées qui n existent pas en Ile-de-France (production d ADEME BRGM En ce qui concerne les aquifères, l essentiel de la ressource en eau du Bassin parisien, et donc de l Essonne, provient des formations sédimentaires, du tertiaire (Eocène et Oligocène) et de l ère secondaire (Trias, Jurassique et Crétacé) et parfois du quaternaire ADEME BRGM L Essonne, en lien avec la diversité des formations sédimentaires et la présence de grands aquifères, présente donc des opportunités fortes de développement de la géothermie dans un contexte favorable au travers : d un regain d intérêt pour les réseaux de chaleur, qui peuvent être alimentés par la géothermie «basse énergie» sur aquifères profonds, dans des zones urbaines denses, telles que celles de la moitié est de l Essonne où les ressources géothermiques nécessaires sont disponibles ; du développement des pompes à chaleur dans l habitat collectif, tertiaire et individuel. 8

9 LA GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» Les techniques employées dépendent de la nature et de l importance des besoins. Maisons individuelles La géothermie permet le chauffage des maisons individuelles par utilisation de pompes à chaleur, couplées avec des capteurs enterrés, qui permettent de valoriser l énergie du soussol. La mise en œuvre de pompes à chaleur est rendue nécessaire du fait de la faible température des terrains superficiels. Les pompes à chaleur sont la plupart du temps «réversibles», ce qui permet de chauffer la maison et quand, c est nécessaire, de la rafraîchir. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D UNE POMPE A ADEME la chaleur prélevée à l extérieur est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise. le compresseur électrique aspire le fluide frigorigène vaporisé. la compression élève la température du fluide frigorigène. le fluide frigorigène cède sa chaleur à l eau du circuit de chauffage ou directement à l air du lieu à chauffer. le fluide frigorigène se condense et revient à l état liquide. le détendeur abaisse la pression du liquide frigorigène qui amorce ainsi sa vaporisation. La compression du fluide nécessite de l énergie mais l énergie totale restituée par la PAC est bien supérieure à celle consommée pour la faire fonctionner. Le rapport entre l énergie récupérée et celle consommée est appelé COefficient de Performance (COP) : celui-ci peut varier et attendre 5. Dans le cas des pompes à chaleur réversibles, la performance énergétique de la pompe à chaleur fonctionnant en mode rafraîchissement est évaluée par le coefficient d efficacité frigorifique appelé EER, Energy Efficiency Ratio, ou COP froid. Les capteurs enterrés, qui servent au prélèvement de l énergie géothermique par le biais du fluide caloporteur qui les traverse, peuvent être verticaux ou horizontaux : dans le premier cas, on parle alors de sondes géothermiques. 9

10 Si en 2007 en France 8% environ des maisons individuelles neuves étaient équipés d une PAC sur capteurs enterrés, on considère que ce pourcentage passera à 30 % en En effet, ces échangeurs ne demandent pas de situation géologique particulière et peuvent être installés «partout» de manière plus ou moins rentable en fonction de la température des émetteurs de chaleur. Installations terminales de chauffage : de préférence des émetteurs basse température Quelle que soit la technologie utilisée pour émettre de la chaleur ou du froid, un système terminal est nécessaire pour chauffer ou rafraîchir un bâtiment. L efficacité du système géothermique est conditionnée par les températures aller et retour du circuit alimentant les émetteurs de chaleur. Le dispositif sera d autant plus performant que les températures d entrée d eau de ces émetteurs seront basses. Typiquement les meilleures performances s observent pour des émetteurs de type planchers chauffants (l eau circulant à 35 C) alors que le rendement chute de 30 % pour des émetteurs de type radiateurs ou ballon d eau chaude (eau à plus de 60 C). Dans le cas de la rénovation, il sera nécessaire de tenir compte des installations terminales pour évaluer la viabilité du projet géothermique. Logements collectifs, immeubles tertiaires La géothermie «très basse énergie» peut satisfaire à l alimentation en énergie thermique des logements collectifs et des bâtiments tertiaires : bureaux, hôpitaux, hôtels, centres commerciaux, piscines On distingue les opérations de pompes à chaleur sur aquifères et sur champs de sondes géothermiques. Les opérations de pompes à chaleur sur aquifères Elles valorisent des ressources en eau souterraines situées à faible profondeur (généralement < 100 mètres) et couvrent les besoins de chauffage, de rafraîchissement et d eau chaude sanitaire. HIVER BRGM Chauffage de locaux par pompe à chaleur principe «Puits chaud/puits froid» sur aquifères superficiels 10

11 La carte ci-dessous synthètise le potentiel géothermique des aquifères superficiels (Oligocène, Eocène, Craie ) en Essonne. Celui-ci est globalement favorable sur l ensemble du département, à l exception de deux zones au nord et au centre (en jaune sur la carte). Le Sud et l Ouest du département présentent des potentiels forts (en bleu sur la ADEME BRGM Le BRGM, Bureau de Recherches Géologiques et Minières, et l ADEME, Agence de l Environnement et de la Maîtrise de l Energie, ont engagé la réalisation d inventaires régionaux du potentiel géothermique des aquifères superficiels. Objectif : fournir aux acteurs de la filière des outils d aides à la décision. La synthèse des connaissances hydrogéologiques des aquifères superficiels de l Essonne est consultable sur Attention : ces outils n ont pas vocation à se substituer aux études de faisabilité réalisées par des bureaux d études compétents. Comment déterminer pour une opération la nappe et le débit de nappe appropriés? L'outil d'aide à la décision, permet à l'intérieur d'une commune de donner une probabilité d'une fourchette de débits et de caractéristiques aquifères en chaque point d'une commune pour les aquifères superficiels. Cet outil n est pas suffisant à lui seul pour vérifier l'adéquation du potentiel de débit vis à vis d'une localisation précise du projet, car suivant la position dans la commune, les résultats peuvent beaucoup varier et le chiffre unique de débit retenu dans l'outil cité à la ligne précédente, ne peut rendre compte de la variabilité des débits existants suivant les lieux. La Banque de données du sous-sol (BSS) complète les éléments fournis par géothermie perspectives en identifiant les ouvrages existants autour de la zone de projet et les débits effectifs des aquifères utilisés par ces derniers. En fonction des cas concrets situés à proximité du futur projet, il est possible d avoir une idée plus ou moins précise du débit réel attendu. Avec ces données, il y a lieu de faire un calcul d'écartement de ses puits et d'impact thermique entre ses forages et sur le voisinage. A priori, ce calcul nécessite l'emploi d'un modèle hydrogéologique mathématique pour tenir compte des forages existants autour de son projet et du sens d'écoulement de la nappe. Après ces phases d'utilisation des données disponibles, il faudra au maître d'ouvrage engager un forage de reconnaissance pour obtenir les caractéristiques réelles des nappes et ajuster sa modélisation des impacts thermiques et le dimensionnement du projet. Le risque de ce forage de reconnaissance est couvert par une procédure AQUAPAC pour les aquifères superficiels, ce qui veut dire qu'il y a un risque réel et normal, de trouver des caractéristiques des nappes différentes des évaluations faites uniquement à l'aide des données existantes. 11

12 Les opérations de pompes à chaleur sur champs de sondes géothermiques Lorsqu il n est pas possible d exploiter des nappes d eau souterraines, on peut s orienter vers la mise en place de plusieurs sondes géothermiques (géosondes ou sondes sèches), constituant ainsi un champ de sondes. Les cibles concernées sont les mêmes que celles des opérations de pompes à chaleur sur aquifères mais pour des raisons technico-économiques les opérations sont de plus faible importance (petit collectif, bâtiments communaux ). Ce type d opération qui existe à l étranger depuis plusieurs années commence à se développer en France. On peut estimer en 2007 à une cinquantaine le nombre d opérations existantes avec en moyenne de 10 à 50 sondes d une profondeur généralement inférieure à 100 mètres. En Allemagne, Suisse, Autriche, des opérations mettant en œuvre plus d une centaine de sondes sont couramment réalisées. Géostructures et pieux énergétiques : des techniques en développement La conductivité thermique et la capacité de stockage font du béton un matériau de construction idéal pour des absorbeurs d'énergie thermique. A quelques mètres sous la surface de la Terre (15-20 m), la température devient très rapidement constante (9-11 C sous notre climat). Ce niveau de température peut être utilisé pour le refroidissement de bâtiments en été et pour le chauffage en hiver. Les géostructures nécessaires au soutènement et aux fondations de bâtiments de toute taille peuvent être équipées d'échangeurs de chaleur. Les pieux et les parois en béton en contact avec le terrain contiennent des conduites en matière synthétique, pour échanger la chaleur ou le froid du terrain. Ces conduites rejoignent un collecteur qui alimente une ou plusieurs pompes à chaleur. Les avantages de ces installations sont la réduction des coûts d'exploitation en combustible fossile et une réduction des émissions de CO 2. Cette technologie simple et rationnelle ne demande pas des surcoûts excessifs mais nécessite, d'une part son intégration dès le début du projet, et d'autre part une réflexion globale sur les aspects de la construction et de la consommation de l'énergie. 12

13 LA GEOTHERMIE «BASSE ENERGIE» Les opérations de géothermie «basse énergie» valorisent des ressources en eau souterraines situées à des profondeurs comprises entre 900 et mètres, avec des températures comprises entre 30 et 90 C. Ces ressources sont généralement exploitées par échange direct si la température est supérieure à 50 BRGM L exploitation géothermique de telles ressources n est envisageable que pour des projets de grande envergure. Les besoins des projets doivent être mis en regard des puissances thermiques pouvant être délivrés par un doublet de forage dans ces horizons (habitat collectif, équipements publics, ) pour vérifier l amortissement de l investissement des forages profonds d exploitation et de réinjection. Notion de potentiel géothermique Le potentiel géothermique d un territoire correspond au croisement des aptitudes du sous-sol à fournir l énergie géothermique, avec la capacité de ce territoire et de ses équipements à exploiter cette ressource. La connaissance de la géologie et des aquifères qui sont exploitables en un lieu donné est donc fondamentale pour le dimensionnement d une installation géothermique. En Essonne, les températures de ces nappes peuvent être atteintes à partir de 900 m de profondeur. On y trouve les aquifères du Néocomien-Barrémien pour l extrême nord-est et du Dogger exploitable dans la partie nord et est du département. Le Trias, plus profond et plus chaud, reste inconnu sur le plan de l exploitabilité. 13

14 @ ADEME BRGM Albien Néocomien : des réserves en eaux potables stratégiques Les aquifères de l Albien et du Néocomien sont identifiés par le SDAGE, Schéma Directeur d'aménagement et de Gestion des Eaux, comme des ressources d importance stratégique : ils constituent en effet les réserves de secours ultimes en eau potable pour les populations du bassin Seine-Normandie en cas de pollution majeure des eaux de surface. Le SDAGE n interdit pas l utilisation géothermique de ces nappes mais en réglemente fortement l accès. Les seules opérations aujourd hui autorisables dans l Albien et le Néocomien seraient des opérations avec réinjection des volumes d eau prélevés, sous réserve de mise en place et du respect de mesures suffisantes pour s assurer de l absence d impact sur la ressource. 14

15 EXEMPLES TYPE D OPERATIONS DE GEOTHERMIES ADAPTES AU CONTEXTE ESSONNIEN Le Conseil général, en partenariat avec le BRGM, l ADEME et le Conseil régional d Ile-de- France, a souhaité aider et informer les collectivités essonniennes sur le potentiel géothermique du département en proposant notamment des exemples de conditions économiques de réalisation de chauffage par géothermie pour différentes situations urbanistiques. Le panel d opérations présenté se veut réunir dans la mesure du possible les projets du département les plus représentatifs en termes d activité, de taille de bâtiments et de nature de besoins à assurer. Les pré-études réalisées en 2008 pour fournir ces exemples sont basées sur les caractéristiques techniques de projets réalisables à court et moyen terme lorsque celles-ci étaient disponibles. Lorsque ce n était pas le cas, les calculs ont été effectués à partir d hypothèses basées sur des ratios généralement usités. Les fiches des pages suivantes résument les résultats de ces préétudes : elles doivent être lues de la manière suivante. Ces pré-études ont pour objectif de fournir des ordres de grandeurs permettant de statuer sur l intérêt d une solution géothermique pour couvrir des besoins thermiques. Elles ne se substituent pas à une étude de faisabilité qui demeure indispensable pour la bonne réalisation des projets. Débit potentiel (fourchette) Caractéristiques basées soit sur l étude thermique pour un bâtiment, soit sur la consommation pour l existant, soit sur les ratios de la RT2005 Les coûts d investissement incluent les équipements de sous-sol et de surface non inclus les émetteurs (sauf précisé dans Caractéristiques des ensembles raccordés). Le surcoût a été évalué par rapport à une solution gaz naturel. Une hypothèse d aide globale plafonnée à 30% de l investissement pour l ADEME et le Conseil régional pour les projets éligibles a été retenue : le dispositif de fonds chaleur n était pas clairement défini lors de la réalisation des pré-études. Le temps de retour net prend en compte les subventions, (contrairement au temps de retour brut) Basée sur des estimations pour les aquifères (cf. page 10) Ratios retenus pour les sondes : 50W/m, 100 m de profondeur, 10 entre chaque sonde Ratios de la PAC : COP = 3,5 / EER =3 (COP/EER moyens annuels) Taux de couverture de la géothermie choisie pour couvrir un maximum de puissance tout en maintenant une viabilité économique au projet (certains cas de figure ont été étudiés avec deux options de couverture : à côté de la Nature de l opération figure alors : option n 1 : PAC dimensionnée à 50% de puissance option n 2 : PAC dimensionnée à 100 % de la puissance 15

16 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE CREATION DE 650 LOGEMENTS COLLECTIFS (OPTION N 2) 50 à 100 m 3 ADEME BRGM LOGEMENT EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : 650 logements / m² Puissance chaud : 1850 kwc Puissance froid : / Consommation annuelle : MWhc Consommation annuelle : / Exploitation Profondeur de la nappe : 90 m Nombre de doublets : 3 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum avec pompe : 65 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : 1850 kwc COP moyen : 3,5 Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : k Temps de retour brut : 7,6 ans Temps de retour net : 8,9 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 980 t/an

17 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE CREATION D UN SUPERMARCHE 50 à 100 m 3 ADEME BRGM ACTIVITE EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : m² Puissance chaud : 615 kwc Puissance froid : kwf Consommation annuelle : 505 MWhc Consommation annuelle : 1410 MWhf Exploitation Profondeur de la nappe : 52 m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum avec pompe : 70 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : 615 kwc Puissance PAC : kwf COP moyen : 3,5 EER moyen : 3 Energie issue du sous-sol : 360 MWh Bilan économique Investissement : 830 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 280 k Temps de retour brut : 9,6 ans Temps de retour net : 9,6 ans * Subvention nulle mais projet actuellement éligible au fonds chaleur Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 120 t/an

18 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE CREATION DE 140 LOGEMENTS COLLECTIFS 50 à 100 m 3 ADEME BRGM LOGEMENT EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE MOYENNE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : 140 logements / m² Puissance chaud : 365 kwc Puissance froid : / Consommation annuelle : MWhc Consommation annuelle : / Exploitation Profondeur de la nappe : 87 m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum nécessaire avec pompe : 37 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : 365 kwc COP moyen : 3,5 Energie issue du sous-sol : 760 MWh Bilan économique Investissement : 360 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 310 k Temps de retour brut : 9,3 ans Temps de retour net : 6,0 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 200 t/an

19 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE CREATION DE 1010 LOGEMENTS COLLECTIFS (OPTION N 1) 50 à 100 m 3 ADEME BRGM LOGEMENT EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : logements / m² Puissance chaud : kwc Puissance froid : / Consommation annuelle : MWhc Consommation annuelle : / Exploitation Profondeur de la nappe : 90 m Nombre de doublets : 3 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum avec pompe : 90 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC: kwc COP moyen : 3,5 Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : k Temps de retour brut : 8,3 ans Temps de retour net : 5,1 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

20 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE CREATION DE 1010 LOGEMENTS COLLECTIFS (OPTION N 2) 50 à 100 m 3 ADEME BRGM LOGEMENT EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : logements / m² Puissance chaud : kwc Puissance froid : / Consommation annuelle : MWhc Consommation annuelle : / Exploitation Profondeur de la nappe : 90 m Nombre de doublets : 2 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum avec pompe : 70 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 80 % Puissance chaud : kwc COP moyen : 3,5 Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : 980 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 630 k Temps de retour brut : 4 ans Temps de retour net : 2,1 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 782 t/an Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

21 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE REHABILITATION D UN GROUPE SCOLAIRE ET D UN COMPLEXE SPORTIF EVOLUTIF COUVERT (COSEC) 50 à 100 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENT PUBLIC EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE MOYENNE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : réhabilitation Nombre équivalent-logements / Surface : un groupe scolaire + un COSEC (6780 m²) Puissance chaud : 518 kwc Puissance froid : / Consommation annuelle : 995 MWhc (après réhabilitation) Consommation annuelle : / Exploitation Profondeur de la nappe : 105 m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum avec pompe : 53 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : 520 kwc COP moyen : 3,5 Energie issue du sous-sol : 710 MWh Bilan économique Investissement : 460 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 380 k Temps de retour brut : 12,1 ans Temps de retour net : 7,7 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 150 t/an

22 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE REHABILITATION D UN GROUPE SCOLAIRE ET D UN CENTRE DE LOISIRS 50 à 100 m 3 /h EQUIPEMENT PUBLIC EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE MOYENNE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : réhabilitation Nombre équivalent-logements / Surface : un groupe scolaire + un centre de loisirs (3821 m²) Puissance chaud : 346 kwc Puissance froid : / Consommation annuelle : 730 MWhc (après réhabilitation) Consommation annuelle : / Exploitation Profondeur de la nappe : 105 m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum avec pompe : 36 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance chaud : 350 kwc COP moyen : 3,5 Energie issue du sous-sol : 520 MWh Bilan économique Investissement : 390 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 330 k Temps de retour brut : 16 ans Temps de retour net : 10,4 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 110 t/an

23 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE CREATION DE BUREAUX 50 à 150 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENT PUBLIC EOCENE MOYEN ET INFERIEUR EXPLOITABILITE MOYENNE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : réhabilitation/création Nombre équivalent-logements / Surface : deux bâtiments de bureaux ( m²) Puissance chaud : kwc Puissance froid : 787 kwf Consommation annuelle : MWhc (après réhabilitation) Consommation annuelle : 472 MWhf Exploitation Profondeur de la nappe : 94 m Nombre de doublets : 2 Température en tête de puits : 12 C Débit maximum avec pompe : 85 m 3 /h pour chacun Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : 1590 kwc Puissance PAC : 787 kwf COP moyen : 3,5 EER moyen : 3 Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : 980 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 680 k Temps de retour brut : 6,7 ans Temps de retour net : 3,8 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 920 t/an

24 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR NAPPE SUPERFICIELLE CREATION DE LOGEMENTS, BUREAUX ET GROUPE SCOLAIRE 75 à 120 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENTS MIXTES NEOCOMIEN - BARREMIEN NAPPES STRATEGIQUES EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : 750 logements, m²bureaux et groupe scolaire ( m²) Puissance chaud : kwc Puissance froid : kwf Consommation annuelle : MWhc (après réhabilitation) Consommation annuelle : kwhf Exploitation Profondeur de la nappe : 860 m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 42 C Débit maximum avec pompe : 73 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : kwc Puissance froid : besoin non couvert par la géothermie COP : 3,5 EER : / Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : k Temps de retour brut : 28 ans Temps de retour net : 17,7 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 1370 t/an

25 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR SONDES CREATION DE BUREAUX (OPTION N 1) 50 W/m ACTIVITE SONDES SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : bureaux (2 100 m²) Puissance chaud : 82 kwc Puissance froid : 33 kwf Consommation annuelle : 100 MWhc Consommation annuelle : 20 MWhf Exploitation Profondeur des sondes : 100 m Nombre de sondes : 12 Prélèvement par mètre de sonde : 50 W/m Distance entre sondes : 10 m Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : 82 kwc Puissance froid : besoin non couvert par la géothermie COP moyen : 3,5 EER : 3 Energie issue du sous-sol : 70 MWh Bilan économique Investissement : 120 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 110 k Temps de retour brut : 23 ans Temps de retour net : 15 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 20 t/an

26 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR SONDES CREATION DE BUREAUX (OPTION N 2) 50 W/m ACTIVITE SONDES SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : bureaux (2 100 m²) Puissance chaud : 82 kwc Consommation annuelle : 100 MWhc Puissance froid : 33 kwf Consommation annuelle : 20 MWhf Exploitation Profondeur des sondes : 100 m Nombre de sondes : 6 Prélèvement par mètre de sonde : 50 W/m Distance entre sondes : 10 m Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 80 % Puissance PAC : 42 kwc Puissance froid : besoin non couvert par la géothermie COP : 3,5 EER : 3 Energie issue du sous-sol : 60MWh Bilan économique Investissement : 63 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 48 k Temps de retour brut : 12 ans Temps de retour net : 8 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 15 t/an

27 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR SONDES CREATION D UNE MAISON DE RETRAITE (OPTION N 1) 50 W/m LOGEMENT SONDES SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : maison de retraite (1 500 m² avec équipement annexes) Puissance chaud : 90 kwc Puissance froid : 5 kwf Consommation annuelle : 160 MWhc Consommation annuelle : 1,7 MWhf Exploitation Profondeur des sondes : 100 m Nombre de sondes : 13 Prélèvement par mètre de sonde : 50 W/m Distance entre sondes : 10 m Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 100 % Puissance PAC : 90 kwc Puissance froid : besoin non couvert par la géothermie COP : 3,5 EER : / Energie issue du sous-sol : 115 MWh Bilan économique Investissement : 130 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 120 k Temps de retour brut : 19,1 ans Temps de retour net : 12,6 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 30 t/an

28 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «TRES BASSE ENERGIE» UTILISANT UNE POMPE A CHALEUR SUR SONDES CREATION D UNE MAISON DE RETRAITE (OPTION N 2) 50 W/m LOGEMENT SONDES SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création Nombre équivalent-logements / Surface : maison de retraite (1 500 m² avec équipement annexes) Puissance chaud : 90 kwc Puissance froid : 5 kwf Consommation annuelle : 160 MWhc Consommation annuelle : 1,7 MWhf Exploitation Profondeur des sondes : 100 m Nombre de sondes : 6 Prélèvement par mètre de sonde : 50 W/m Distance entre sondes : 10 m Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 80 % Puissance chaud : 45 kwc Puissance froid : besoin non couvert par la géothermie COP : 3,5 EER : / Energie issue du sous-sol : 90 MWh Bilan économique Investissement : 70 k Surcoût par rapport à une solution gaz naturel : 50 k Temps de retour brut : 8,9 ans Temps de retour net : 5,4 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : 20 t/an

29 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «BASSE ENERGIE» SUR NAPPE PROFONDE (DOGGER) CREATION DE LOGEMENTS ET EQUIPEMENTS ANNEXES 200 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENTS MIXTES DOGGER EXPLOITABILITE FAVORABLE 105 C SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : réhabilitation (28 sous-stations existantes, chaufferie existante, réseau existant) Cogénération : non Emetteurs : 100 % radiateurs Exploitation Profondeur de la nappe : m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 72 C Débit maximum avec pompe : 200 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 90 % MWh utiles distribués : Eau Chaude Sanitaire : m3/an Bilan économique Investissement : k Temps de retour net : 10 ans (sans prise en compte du surcoût lié à l équipement des bâtiments en émetteurs basse température) Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

30 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «BASSE ENERGIE» SUR NAPPE PROFONDE (DOGGER) CREATION DE LOGEMENTS ET EQUIPEMENTS ANNEXES 200 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENTS MIXTES DOGGER EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : réhabilitation (30 sous-stations à adapter, chaufferie existante, réseau à adapter) Cogénération : non Emetteurs : 100 % BT Exploitation Profondeur de la nappe : m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 72 C Débit maximum avec pompe : 200 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 88 % MWh utiles distribués : Eau Chaude Sanitaire : m3/an Bilan économique Investissement : k Temps de retour net : 10 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

31 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «BASSE ENERGIE» SUR NAPPE PROFONDE (DOGGER) CREATION DE LOGEMENTS ET EQUIPEMENTS ANNEXES 250 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENTS MIXTES DOGGER EXPLOITABILITE TRES FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création d un réseau de chaleur (4200 m de réseau, 8 sous-stations, chaufferie appoint-secours) Cogénération : non Emetteurs : 67 % BT Exploitation Profondeur de la nappe : m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 75 C Débit maximum avec pompe : 250 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 89 % MWh utiles distribués : Eau Chaude Sanitaire : m3/an Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : k Temps de retour net : 11 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

32 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «BASSE ENERGIE» SUR NAPPE PROFONDE (DOGGER) CREATION DE LOGEMENTS ET EQUIPEMENTS ANNEXES 200 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENTS MIXTES DOGGER EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création d un réseau de chaleur (longueur m, 9 sous-stations, chaufferie appoint-secours) Cogénération : non Emetteurs : 50 % BT Exploitation Profondeur de la nappe : m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 72 C Débit maximum avec pompe : 200 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 84 % MWh utiles distribués : Eau Chaude Sanitaire : m3/an Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : k Temps de retour net : 14 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

33 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «BASSE ENERGIE» SUR NAPPE PROFONDE (DOGGER) CREATION DE LOGEMENTS ET EQUIPEMENTS ANNEXES 200 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENTS MIXTES DOGGER EXPLOITABILITE FAVORABLE 105 C SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : réhabilitation (4 sous-stations, une chaufferie centrale à aménager, réseau en partie existant 1600 m complémentaires à construire) Cogénération : non Emetteurs : 95 % radiateurs Exploitation Profondeur de la nappe : m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 72 C Débit maximum avec pompe : 200 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 69 % MWh utiles distribués : Eau Chaude Sanitaire : m3/an Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : k Temps de retour net : 24 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

34 EXEMPLE TYPE D OPERATION DE GEOTHERMIE «BASSE ENERGIE» SUR NAPPE PROFONDE (DOGGER) CREATION DE LOGEMENTS ET EQUIPEMENTS ANNEXES 200 m 3 ADEME BRGM EQUIPEMENTS MIXTES DOGGER EXPLOITABILITE FAVORABLE SCHEMA DE PRINCIPE DE L OPERATION GEOTHERMIQUE Caractéristiques de l opération Caractéristiques des ensembles raccordés Type d aménagement : création d un réseau de chaleur (longueur m, 11 sous-stations, une chaufferie appoint-secours) Cogénération : non Emetteurs : 59 % BT Exploitation Profondeur de la nappe : m Nombre de doublets : 1 Température en tête de puits : 75 C Débit maximum avec pompe : 200 m 3 /h Bilan énergétique Taux de couverture de la géothermie : 94 % MWh utiles distribués : Eau Chaude Sanitaire : m3/an Energie issue du sous-sol : MWh Bilan économique Investissement : k Temps de retour net : 42 ans Bilan environnemental Tonnage de CO2 évité : t/an

35 EXEMPLE TYPE D OPERATIONS DE CHAUFFAGE DE SERRE PAR GEOTHERMIE CREATION DE SERRES EVALUATION DU POTENTIEL SUR L ENSEMBLE DES NAPPES PRESENTES EN ADEME BRGM SERRES Evaluation de la faisabilité d une opération de chauffage de serres : comparaison avec une solution équivalente au gaz naturel Bilan technico-économique : - Opérations compétitives au Dogger si les surfaces de serres à chauffer sont supérieures à 12 ha et situées au nord du département ; - Opérations de géothermie «très basse énergie» avec pompes à chaleur dans des conditions économiques acceptables pour des surfaces comprises entre 0,5 et 12 ha ; - Opérations non compétitives à l Albien et au Néocomien, quelque soit la surface. Atouts : - Une ressource locale non polluante et des conditions géologiques favorables dans l ensemble ; - Une filière maîtrisée ; - Une bonne adéquation besoins/ressources ; - Une création d emplois locaux, à la technicité variée ; - Une proximité des marchés de consommation (limitation du transport et de la pollution générée) ; - Une dynamisation de certaines zones agricoles. Freins : - La taille nécessaire de l exploitation agricole et donc l importance des investissements à réaliser notamment pour l aquifère du Dogger ; - La nécessité de redynamiser une profession francilienne qui a perdu des parts significatives de marchés.

36 EVALUATION DU POTENTIEL DE DEVELOPPEMENT GLOBAL DES GEOTHERMIES EN ESSONNE EN FONCTION DE L URBANISATION A VENIR Afin d évaluer de façon théorique le potentiel de développement global des géothermies en Essonne, la connaissance des possibilités d exploitation par aquifère et de leurs variations sur le territoire a été croisée avec les surfaces urbanisables, soit en nouvelle urbanisation, soit en secteur de densification de l urbanisation actuelle, des 196 communes essonniennes*. Ce croisement, qui relève de la modélisation, a fourni une évaluation de la puissance thermique maximale exploitable pour chaque aquifère superficiel pour chacune des surfaces urbanisables, ce qui a permis de déterminer théoriquement les nombres maximum de logements de ces surfaces pouvant être techniquement chauffés par géothermie**. Ce nombre de logements rapporté au nombre prévisionnel d équivalents logements envisagés sur ces surfaces urbanisables donne le taux maximum de pénétration de la géothermie de chaque aquifère, puis par sommation, le taux de pénétration maximale accessible à partir de la géothermie développée sur les trois principaux aquifères superficiels (Oligocène, Eocène supérieur, Eocènes moyen et inférieur). Pour cette estimation, les besoins en puissance thermique d un équivalent logement de 80 m² ont été estimées à 2,7 kw thermiques dont la moitié (80% des besoins) est fournie par géothermie. Puissance nécessaire (kw) P max P max /2 Dans l analyse de l adéquation besoin/ressource, il n est pas toujours pertinent de chercher à couvrir la totalité des besoins avec la solution géothermique. Généralement avec 50% de la puissance maxi appelée, on peut couvrir plus de 80% des besoins. Besoins thermiques couverts par la géothermie Besoins couverts par géothermie = >80%*besoins totaux P fournie par géothermie (50%*P max ) ECS ECS Période de BRGM 365 jours La géothermie sur les aquifères superficiels de l Essonne permettrait une puissance thermique installée sur géothermie de 1500 MW capable de fournir 2700 GWh pour environ 65% des logements potentiellement constructibles sur l ensemble des communes du département de l Essonne. Les ressources géothermiques sont excédentaires vis-à-vis des besoins pour 60 communes sur 180 ayant des projets d urbanisation. Ces puissances thermiques potentielles représentent une économie annuelle d émission de CO 2 d environ tonnes par rapport à une solution gaz naturel (GN). * surfaces définies à partir du projet du SDRIF ** les calculs ont été établis suivant les recommandations du rapport BGRM «Exploitation thermique des aquifères peu profonds Manuel de préparation des pré-études de faisabilité technique» 38

37 Couverture potentielle des besoins thermiques par la géothermie sur les zones urbanisables de l Essonne (Nombre de logements calculé sur la base du projet de SDRIF) CG91-BRGM

38 En ce qui concerne les aquifères profonds, c est avant tout le coût d accès à la ressource qui est limitant, les réservant à des projets de tailles importantes qui seuls pourront exploiter et rentabiliser le potentiel thermique d un captage. A titre d information, partout où ces nappes sont exploitables en Essonne, sans interférence avec d autre projet : - chaque doublet à l Albien permet une puissance thermique de 4 MW permettant le chauffage et l eau chaude sanitaire de 1400 équivalents logements ; - chaque doublet au Néocomien permet une puissance thermique de 4,9 MW permettant le chauffage et l eau chaude sanitaire de 1800 équivalents logements ; - chaque doublet au Dogger permet une puissance thermique de 11,5 MW permettant le chauffage et l eau chaude sanitaire de 4200 équivalents logements. Ces résultats doivent être explicités au regard des objectifs fixés par la loi «Grenelle I» qui prévoit de porter à au moins 23 % la part des énergies renouvelables dans la consommation d énergie finale à l horizon 2020, soit 20 Mtep. En ce qui concerne la géothermie, l objectif est de multiplier par 6 la production : elle devrait ainsi contribuer pour 1,3 Mtep à l objectif fixé par le Grenelle de l environnement (soit 6,5 %). Ainsi, en Essonne, la part des énergies renouvelables devra atteindre en 2020 environ tep de la consommation en énergie finale avec tep relevant de la géothermie ( MWh). A ce jour, on peut estimer que l objectif fixé pour 2020 est atteint à environ 25 % pour la géothermie essonnienne, presque essentiellement grâce aux opérations de géothermie «basse» énergie sur nappe profonde au Dogger réalisées dans les années 80 (environ MWh). 40