Géothermie de moyenne profondeur et standards de construction

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1 Géothermie de moyenne profondeur et standards de construction Renaud Marcelpoix Fabrice Rognon Février 2014

2 Sommaire Nouveaux standards de construction : l intérêt de la géothermie de moyenne profondeur Le chemin de la réussite en considérant : 1. Les besoins des preneurs 2. La disponibilité de la ressource à moyenne profondeur 3. L intégration du projet dans l aménagement du territoire et l environnement 2

3 Les besoins des preneurs Exigence pour les bâtiments Litre équivalent mazout / m SIA 1975 SIA 2000 MOPEC Minergie 09 Minergie-P 3

4 Les besoins des preneurs Exigence pour les bâtiments Température de distribution de la chaleur Temp mini Temp maxi SIA 1975 SIA2000 MOPEC Minergie Minergie-P 4

5 Les besoins des preneurs Concept énergétique Production de chaleur Basse température (BT) à 35 C Production d eau chaude sanitaire locale à 65 C (solaire, PAC CO 2 ) 35 C Intérêt de la géothermie basse température directe sans PAC Source: P. Hubacher, OFEN, Symposium pompes à chaleur, Berthoud,

6 cts / kwh Les besoins des preneurs Prix de revient de la production de chaleur BT (35 C) avec la géothermie basse température Aquifère à 40 C sans PAC Sondes à 150m avec PAC Nappe superficielle avec PAC '000 Puissance de chauffage (kw) Comparable voire plus intéressant pour les gros preneurs 6

7 CHF /an Les besoins des preneurs Structure des coûts annuels pour kwth 300' '000 Energie Géothermie Prod chaleur 200' '000 Coûts annuels stables car 100'000 seuls 10% peuvent varier 50'000 0 Nappe superficielle Champ de sondes Aqufière à 1'000 m 7

8 Les besoins des preneurs Critères de faisabilité pour la géothermie directe, sans PAC Débit Niveau de température de la source doit être supérieure de 5 C à celle du besoin le plus élevé, soit : 70 C pour produire de l ECS à 65 C 50 C pour la batterie chauffage de la ventilation contrôlée à 45 C 40 C pour le chauffage d un bâtiment neuf par le sol à 35 C Proximité du preneur 8

9 Sommaire Nouveaux standards de construction : l intérêt de la géothermie de moyenne profondeur Le chemin de la réussite en considérant : 1. Les besoins des preneurs 2. La disponibilité de la ressource à moyenne profondeur 3. L intégration du projet dans l aménagement du territoire et l environnement 9

10 La ressource à moyenne profondeur Caractérisation de la ressource sur la base des données disponibles Atlas sismique du bassin molassique suisse Lignes et quelques forages de l industrie pétrolière Intérêt du bassin molassique sous lequel les couches mésozoïques perméables du Jura plongent Sommaruga, A., Eichenberger, U. & Marillier, F. (2012) 10

11 La ressource à moyenne profondeur Caractérisation de la ressource Grâce aux données disponibles, construction d un modèle géologique jusqu à m de profondeur Identification des aquifères connus dans le modèle Exemple de l aquifère du Malm reconnu comme aquifère à l échelle régionale 11

12 La ressource à moyenne profondeur Caractérisation de la ressource Grâce au modèle, prédictions des profondeurs, T C, potentiel géothermique Profondeur Niveau de température 12 Cible : aquifère situé entre et à ajuster sur les besoins du preneur (55 à 70 C par ex.) Prospection géologique (sismique, gravimétrique) Design du forage

13 Sommaire Nouveaux standards de construction : l intérêt de la géothermie de moyenne profondeur Le chemin de la réussite en considérant : 1. Les besoins des preneurs 2. La disponibilité de la ressource à moyenne profondeur 3. L intégration du projet dans l aménagement du territoire et l environnement 13

14 Aménagement du territoire et Environnement L intégration de centrale géothermique dans les villes suisses nécessite la prise en compte de critères tant pour la phase de réalisation (forage) que d exploitation (centrale) Critères d exclusion Critères de préférence Aménagement du territoire et infrastructures existantes Taille du site Topographie Occupation du sol Affectation du sol Périmètre stratégique de développement urbain Commune Propriétaire du terrain Obstacle aériens Obstacles souterrains Environnement Bruit (phase de forage) Protection des eaux de surface Protection des eaux souterraines Dangers naturels (glissement de terrain) Protection de la nature et des paysages Conservation des sites archéo et des monuments historiques Sites Pollués Site Eau Sols de fondation Accès Proximité réseaux electricité Réseaux eau Réseaux égouts

15 Aménagement du territoire et Environnement Illustration de la taille du site T C de la source Forage à m Forage à m Forage à m C C C Exploitation Chaleur directe Chaleur directe Emprise du chantier Hauteur de la tour de forage Electricité + chaleur directe m ha ha 15 m 30-40m 50 m Optimisation de la taille du site possible 15

16 Aménagement du territoire et Environnement Taille du site 30 x 30 m Longueur: m Longueur: 1 500m 16

17 Aménagement du territoire et Environnement Nuisance sonore Forage = bruit de chantier Pas de valeur cibles légalement applicables Mais: dans la pratique (cercle bruit suisse) les valeurs limites d immission (VLI) sont utilisées de manière indicatives. Elles dépendent de la sensibilité au bruit des ouvrages qui le subissent Degré de sensibilité au bruit (DS) II III VLI (nuit) 50 db(a) 55 db(a) 17

18 Nuisance sonore Aménagement du territoire et Environnement Forage 1500 m Forage 3000 m Forage 5000 m T C de la source C C C Puissance acoustique corrigée OPB db(a) db(a) db(a) Plusieurs sources sonores à des altitudes différentes Possibilités d optimisation du design de chantier (position des sources, obstacles avec les installations, etc.) Recours à des outils de modélisation 18

19 Aménagement du territoire et Environnement Exemple illustratif : implantation d une station géothermique dans une friche industrielle urbaine Forage m 19

20 Aménagement du territoire et Environnement Exemple illsutratif : implantation d une station géothermique dans une friche industrielle urbaine Forage m Forage m 20

21 Sommaire Nouveaux standards de construction : l intérêt de la géothermie de moyenne profondeur Le chemin de la réussite en considérant : 1. Les besoins des preneurs 2. La disponibilité de la ressource à moyenne profondeur 3. L intégration du projet dans l aménagement du territoire et l environnement Intégration des 3 aspects pour conduire à la réussite 21

22 Critères d exclusion: superficie, bruit, bâti, affectation du sol, zone S Exemple d intégration sur une région donnée

23 Exemple d intégration sur une région donnée Application d une préférence en fonction de la distance au preneur

24 Exemple d intégration sur une région donnée Application d une préférence en fonction de la protection de la nature

25 Exemple d intégration sur une région donnée Protection de la nature Application d une préférence en fonction de l affectation du sol

26 Exemple d intégration sur une région donnée Critères d exclusion: superficie, bruit, bâti, affectation du sol, zone S Application d une préférence en fonction des dangers naturels

27 Exemple d intégration sur une région donnée Application d une préférence en fonction des eaux souterraines superficielles à protéger

28 Exemple d intégration sur une région donnée Application d une préférence en fonction de la sensibilité au bruit

29 Exemple d intégration sur une région donnée Application d une préférence en fonction de la topographie

30 Exemple d intégration sur une région donnée Situation et profondeur de la ressource géothermique Niveau de température de la ressource

31 Exemple d intégration sur une région donnée Intégration en appliquant un poids sur chacun en fonction du contexte local Définition du meilleur site

32 Merci pour votre attention Intervenants Renaud Marcelpoix, Fabrice Rognon, 32

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