Géothermie profonde pour la production de chaleur en France l exemple du bassin de Paris. S. Lopez, V. Hamm

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1 Géothermie profonde pour la production de chaleur en France l exemple du bassin de Paris S. Lopez, V. Hamm

2 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.

3 différentes formes de géothermie chaleur = 50% de l énergie finale consommée Objectifs 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)

4 usage direct de la chaleur - puits forés Bilan énergétique et environnemental: Economie annuelle de GWh/an soit : tep de combustibles fossiles équivalent-logements tonnes de CO 2 évitées/an

5 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

6 le bassin de Paris

7 le bassin de Paris Perrodon, Zabeck 1990 in Delmas et al eau douce eau salée

8 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 : > Trias Châteauroux 600m, 27 C 3 essais dans les années 1980, deux replis au Dogger une opération abandonnée

9 l aquifère du «Dogger» profondeur moyenne : m salinité du fluide : 5-40 g/l gamme de température : C débits produits : m 3 /h

10 soutien et accompagnement > couverture du risque géologique : SAF Environnement 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 > le «Fonds chaleur» géré par l ADEME 1,2 milliard d euros de subventions sur 5 ans ( ) pour les opérations collectives, le tertiaire, l industrie, renouvelé en 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

11 perspective historique ~ 3-4 nouveaux forages par an

12 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

13 la technologie du «doublet» avantages de la réinjection impact environnemental impact hydraulique densité d implantation Direction Géoresources > 13 / Division Géothermie

14 des zones densément exploitées

15 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 Direction Géoresources > 15 / Division Géothermie

16 un cas de percée thermique identifié décroissance thermique lente durée de vie : une notion économique

17 modélisation de l état thermique de l aquifère temperature ( C)

18 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 série économique, RCE 14, Mars 2012

19 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 série économique, RCE 14, Mars 2012

20 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

21 stockage inter-saisonnier de chaleur fourniture du réseau doublet conventionnel échangeur BWT = f(t) BWT ~ 65 C fourniture DU réseau fourniture AU réseau stockage de chaleur intersaisonnier échangeur été échangeur hiver BWT = f(t) BWT ~ 90 C BWT ~ 40 C BWT = f(t) puits froid puits chaud puits froid puits chaud Direction Géoresources > 21 / Division Géothermie

22 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 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 > jusqu à présent la durée de vie des opérations a été contrôlée par le vieillissement des puits et non par la percée thermique 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

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