CLER. Schémas Régionaux du Climat, de l Air et de l Energie. Propositions géothermie - SRCAE. La géothermie, un potentiel insoupçonné
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- Jeanne Bergeron
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1 l: CLER Propositions géothermie - SRCAE Schémas Régionaux du Climat, de l Air et de l Energie La géothermie, un potentiel insoupçonné Association CLER 2-Bât-B rue Jules Ferry Montreuil Tél : Fax : Web : Courriel : info@cler.org
2 Le CLER rappelle le rôle important de la géothermie pour atteindre les objectifs énergétiques de La construction d une politique énergétique ambitieuse, reposant sur une maîtrise des impacts négatifs sur l'environnement et basée sur des stratégies territoriales cohérentes, est indispensable dans la définition d un monde plus durable. La première exigence réside dans une meilleure utilisation de l énergie aujourd hui disponible, autrement dit dans l engagement pour la sobriété et l efficacité énergétiques. Il s agit donc d introduire un changement de comportement et une optimisation du système énergétique qui permettront de lutter contre le gaspillage d énergie. Le développement des énergies renouvelables, couplé à ces évolutions, conduira à des solutions énergétiques durables. Production EnR (transport inclus) EMHV (biodiesel) Ethanol / ETBE Mobilit_ par _lec EnR Solaire thermique Collectif Solaire thermique Individuel G_othermie chaleur Pompes _ chaleur G_othermiques Pompes _ chaleur A_rothermiques Biogaz chaleur Biomasse chaleur Biogaz _lectricit_ Biomasse _lectricit_ Eolien En mer Eolien Terrestre Energies marines Solaire Thermodynamique Solaire PV G_othermie _lectrique Hydraulique > 10 MW Hydraulique 1 MW 10 MW Hydraulique < 1 MW Suivant le scénario du Grenelle de l environnement, la géothermie doit participer pour 2 Mtep dans l augmentation de production d énergies renouvelables entre 2006 et 2020, soit 10% du total de ces énergies. Cet objectif est ambitieux mais réaliste au regard de ce qui est réalisé dans plusieurs pays européens depuis des décennies et si l on considère la variété et l importance du potentiel géothermal existant dans toutes les régions de France. Cependant, malgré une croissance notable des différents types de géothermie au cours des années récentes, le rythme actuel reste très insuffisant du fait d une connaissance insuffisante de cette filière. 2
3 Le CLER propose de distinguer quatre catégories de géothermies. Leurs caractéristiques sont très différentes. Afin d éviter les contresens et les débats confus que suscite la méconnaissance de ces différences, le CLER recommande de n utiliser le terme «géothermie» de façon isolée que le plus rarement possible et de toujours préciser la catégorie de géothermie en cause en employant les appellations définies ci-dessous, les indications de profondeur ne concernant que la France métropolitaine : - géothermie très basse énergie, «GéTBE» (profondeur, de 1 m à 500 m, T de 7 C à 30 C) ; - géothermie basse énergie, «GéBE» (profondeur 500m à 2500 m, T de 30 C à 90 C ) - géothermie moyenne énergie, «GéME» (profondeur 2000 à 4000 m, T de 90 C à 150 C) - géothermie haute énergie, «GéHE» (profondeur au-delà de 3000 m, T > 150 C) La géothermie très basse énergie, «GéTBE» (profondeur, de 1 m à 500 m environ) concerne l exploitation des aquifères peu profonds et l exploitation de l énergie naturellement présente dans le proche sous-sol. Sauf cas exceptionnels d utilisation directe de la chaleur, cette géothermie utilise des Pompes à chaleur (PAC). Elle peut se subdiviser en trois parties : - la géothermie avec puits provençal (ou canadien). Le puits canadien, appelé aussi puits provençal, est un système géothermique qui utilise l inertie thermique du sous-sol à faible profondeur (2 à 3 m). Le principe consiste à faire circuler à vitesse faible, dans des canalisations étanches enterrées, l air destiné au renouvellement de l ambiance intérieure des locaux. Ce système sert en hiver pour le préchauffage de l air et en été pour le rafraîchissement. Il est fondé sur le simple constat que la température à 2 m de profondeur varie peu, entre 12 C environ l été et 7 C l hiver ; - la géothermie avec PAC sur aquifère. Ces aquifères peu profonds, d une température inférieure à 30 C, sont largement répandus sur l ensemble du territoire. Il s agit soit de nappes alluviales qui accompagnent les cours d eau, soit d aquifères présents à différentes profondeurs dans les bassins sédimentaires et dans les régions de socle qui peuvent présenter en surface une zone altérée contenant de l eau (Bretagne, Massif central) ; 3
4 - la géothermie avec PAC sur champ de sondes verticales ou sur capteurs horizontaux. Les sondes verticales peuvent être des pieux ou fondations géothermiques. En France, la température moyenne au niveau du sol est en général de 10 à 14 C. Au fur et à mesure que l on s enfonce dans le sous-sol, elle augmente en moyenne de 3 C par 100 m (gradient géothermique). La chaleur emmagasinée dans le sol est accessible en tout point du territoire. Les techniques de capture de cette énergie sont adaptées en fonction des besoins thermiques et des types de terrains rencontrés. Le système de production de chaleur est composé de sondes géothermiques verticales, de 30 à 150 mètres de profondeur (parfois plus), ou de capteurs horizontaux à profondeur de un à quelques mètres. Un fluide circule dans les sondes, permettant de prélever les calories du sous-sol pour les amener à la pompe à chaleur. La géothermie basse énergie, «GéBE» (profondeur 500 m à 2500 m). Elle consiste en l extraction d une eau située dans des gisements à une température comprise entre 30 C et 90 C. L essentiel des réservoirs exploités se trouve dans les bassins sédimentaires généralement constitués de roches poreuses imprégnées d eau, par exemple dans le Bassin aquitain et dans le Bassin parisien. Le niveau de chaleur est insuffisant pour produire de l électricité, mais convient parfaitement pour le chauffage d habitations et pour certaines applications agricoles, industrielles ou tertiaires. La géothermie moyenne énergie, «GéME» (profondeur 2000 à 4000 m). La ressource se présente sous forme d eau chaude ou de vapeur humide à une température comprise entre 90 C et 150 C. Elle se situe dans les zones propices à la géothermie haute énergie mais également dans les bassins sédimentaires à des profondeurs allant de 2000 à 4000 m. Une technologie utilisant un fluide organique intermédiaire (cycle ORC) est nécessaire pour produire de l électricité. La géothermie haute énergie, «GéHE». Elle concerne les fluides qui atteignent des températures supérieures à 150 C, ce qui permet la production d électricité sans fluide intermédiaire. La ressource se présente sous forme d eau surchauffée ou sous forme de vapeur sèche ou humide. En France, l essentiel des gisements se localise dans les îles volcaniques d Outre- Mer. Aujourd hui, deux unités pour une puissance installée de 15 MWe fonctionnent à Bouillante (Guadeloupe) et des ressources potentielles existent en Martinique et à la Réunion. En France métropolitaine, le potentiel n est pas lié au volcanisme mais lié à la présence à de grandes profondeurs (3000 à 5000 m) de roches naturellement perméables ou fracturables, dans des zones au gradient géothermique anormalement élevé comme en Alsace, où il existe une installation en fonctionnement de 1,5 MWe (EGS). 4
5 Perspectives nationales de développement de la géothermie Pour atteindre les objectifs ambitieux du Grenelle de l Environnement, particulièrement en ce qui concerne le développement de la part des énergies renouvelables, fixée à 23%, dans le futur mix énergétique français de 2020, l ensemble des énergies renouvelables devra être mobilisé. Pour l énergie géothermique, grâce à ses nombreux avantages, l objectif est de multiplier par 6 sa production d énergie d ici 2020, toutes filières de production de chaleur confondues (avec PAC sur aquifères superficiels et sur champs de sondes ou par usage direct sur aquifères profonds), soit une contribution de 2 millions de tonnes équivalent pétrole représentant 10% de l augmentation de la production d énergie renouvelable à cet horizon, dont 20% de l augmentation pour la production de chaleur. Concernant l électricité, il est prévu de multiplier la production par 10, ce qui reste modeste en valeur absolue. Tableau résumant les objectifs nationaux pour 2020 et le potentiel de développement pour la géothermie 1. Chaleur (objectif Grenelle) Géothermie Très Basse Energie Situation 2006 (ktep) Potentiel 2020 (ktep) Supplément à réaliser (ktep) Géothermie Basse énergie Total Géothermie/Chaleur Électricité (objectif Grenelle) Géothermie/Electricité Total Energie (objectif Grenelle) Potentiel total Géothermie
6 La géothermie, un domaine méconnu des EnR qui ne demande pourtant qu à exprimer son plein potentiel Compte tenu des études menées par le BRGM au cours des années récentes et des réalisations effectuées dans l ensemble de la France grâce aux mesures fiscales et aux informations diffusées par l ADEME, les collectivités, les ALE, les EIE et divers réseaux professionnels ou associatifs, il existe maintenant dans toutes les Régions des informations et des exemples d installations mobilisables pour accélérer le développement de la géothermie. Les opérations de géothermie sont très généralement de niveau local. Cependant, au niveau régional, plusieurs moyens peuvent être mobilisés pour faciliter le développement de cette filière. De ce fait, il est particulièrement urgent de : - procéder à un inventaire régional des ressources superficielles et profondes ; - de procéder à un inventaire régional des installations géothermiques existantes ; - faire connaître largement ces inventaires par la diffusion de guides régionaux permettant ainsi de montrer la possibilité et l intérêt d employer la géothermie (GéTBE et/ou GéBE) sur l ensemble du territoire régional. - d organiser, avec les différents réseaux régionaux de formation initiale ou professionnelle, un ensemble de formations adapté aux différents métiers et aux différents niveaux concernés ; - pour les techniques les plus prometteuses au vu des études et des réalisations existantes, de prévoir ultérieurement des dispositions financières d accompagnement des mesures nationales. La Géothermie Très Basse Energie, GéTBE, peut être utilisée dans les mêmes conditions au sein de toutes les régions de métropole et d outre-mer. Il est donc souhaitable que les territoires prévoient des objectifs 2020 au moins proportionnels à l objectif national en fonction de la population. La Géothermie Basse Energie, GéBE, concerne spécifiquement les bassins sédimentaires et demande des études spécifiques pour être mise en œuvre. Il est souhaitable que toutes les Régions situées dans le Bassin parisien, le Bassin aquitain et le Bassin rhénan lancent rapidement de telles études, si elles ne sont pas déjà réalisées comme en Alsace et en Ile-de-France. Il convient également de mener en parallèle à ces tâches un travail de développement des réseaux de chaleurs, vecteur indispensable de la GéBE. Les Géothermies Moyenne Energie, GéME, et Haute Energie, GéHE, ne sont actuellement opérationnelles que dans les Régions d Outre-Mer connaissant un volcanisme actif. Leur développement doit faire l objet de démarches spécifiques. 6
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