LA GEOTHERMIE. Eric SCHANG David LEWANDOWSKI

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1 LA GEOTHERMIE Eric SCHANG David LEWANDOWSKI

2 LA GEOTHERMIE Introduction

3 Introduction Sources d EnR Issues du soleil : biomasse solaire thermique et photovoltaïque éolien hydraulique Issues de la chaleur de la terre : la géothermie La présence de cette chaleur s appréhende par la notion de gradient géothermique

4 Introduction Proche de la surface la chaleur du sous-sol est plutôt de la chaleur stockée liée au rayonnement solaire et aux précipitations l influence du flux géothermal y est moindre. Par convention la géothermie reste la valorisation de la chaleur présente dans le sous-sol quel qu en soit l origine.

5 LA GEOTHERMIE Typologie

6 Typologie Deux grandes «familles» dans la géothermie : La géothermie profonde (> 200 m) Production d électricité Haute énergie valorisation directe de la chaleur La géothermie superficielle (< 200 m) Production thermique via des pompes à chaleur (chauffage, froid) en direct (géocooling) Basse et très basse énergie

7 LA GEOTHERMIE Profonde

8 La production d électricité La géothermie haute énergie Représentation schématique d un système haute énergie De l eau s infiltre naturellement ou non au contact de roches chaudes et fracturées La vapeur collectée alimente une centrale électrique

9 La production de chaleur De l eau s infiltre profondément dans le sol et se réchauffe Cette eau chaude est pompée pour chauffer des bâtiments

10 La production de chaleur Cette chaleur alimente souvent un réseau de chaleur

11 La ressource Française La France dispose de ressources géothermales profondes valorisées ou a valoriser : Chauffage urbain thermalisme

12 La GEOTHERMIE Superficielle

13 La pompe à chaleur (PAC) La PAC un circuit fermé et étanche un fluide frigorigène Ce fluide change d état selon les organes qu il traverse les organes l évaporateur le compresseur le condenseur le détendeur

14 La pompe à chaleur (PAC) En résumé, la pompe à chaleur prélève de la chaleur du sol de l eau d une nappe augmente son niveau de température restitue une chaleur à une température plus élevée dans les bâtiments

15 Les échangeurs géothermiques Typologie : les échangeur enterrés

16 Les différents capteurs

17 Les différents capteurs Les capteurs compacts : corbeilles géothermiques Echangeurs compacts cylindriques mise en place à la tarière Echangeurs compacts tronconiques mise en place au godet

18 Les différents capteurs Les sondes géothermiques verticales Forage de 120 à 150 [mm] Les capteurs verticaux en «U» ou double «U» Remplissage de l espace entre la sonde et le sol Tête de forage : protection des nappes des eaux de ruissellement

19 Règles d implantation Espacement entre deux capteurs minimum 10 m Distances avec d autres éléments : 1,5 m réseaux enterrés non hydrauliques 3 m fosse septique, évacuation, fondations 5 m arbres 6 m puits non public 30 m puits publics

20 Dimensionnement Dépend de la géologie du terrain Quantité maximale de chaleur soutirée par mètre de sonde : 30 à 70 W/m (à ne pas dépasser pour garantir la pérennité de la ressource géothermale) Dimensionnement pour le petit résidentiel (P < 30 kw) utilisation d abaques Dimensionnement pour le collectif ou le tertiaire (P > 30 kw) par un bureau d étude thermique - modélisation

21 Développement Les sondes géothermiques : une nouvelle technologie «universelle» pour le petit collectif et le tertiaire de moyenne puissance: 10 à 500 kw (2 à 100 sondes) Les opérations avec champs de sondes géothermiques se multiplient à l'étranger depuis plusieurs années. En France, le développement est plus récent Impact environnemental très faible, sous réserve de respect des règles de l art pour le forage Possibilité de stockage

22 Les échangeurs géothermiques Typologie : les forages d eau

23 Le doublet géothermique PAC sur aquifère superficiel ( T : 2 à 5 C) Chaud & froid (> 50 kw : 150 à 300 l/h pour 1 kw) - Typiquement : 2 à 2.5 m³/h pour un pavillon en contexte climatique modéré

24 PAC géothermiques forage vertical - résidentiel Source observatoire énergie La Région Lorraine

25 LA GEOTHERMIE Le soutien à la structuration Les outils d aide à la décision

26 Les outils d aide à la décision Guides méthodologiques

27 Le portail national de la géothermie est doté d un espace Lorrain

28 Atlas du potentiel géothermique Outil d aide à la décision de portée régionale Du niveau du sol à mètres de profondeur Partenariat ADEME, EDF, BRGM, Région Lorraine avec le concours de la DREAL Caractériser l exploitabilité d une nappe d eau souterraine pour un projet de géothermie eau-eau Echelon communal possible Ne se substitue pas à une étude sur site

29 9 formations géologiques affleurent en Lorraine Coupe Ouest-Est de la bordure orientale du bassin de Paris Source Ramon et al., 1992

30 Détermination des débits Calcul des débits exploitables Basées sur l analyse d ouvrages existants

31 Détermination des températures Température mesurée dans des ouvrage existants Extrapolée à l aquifère entier

32 Détermination de la minéralisation Mesures réalisée dans des ouvrages existants Concentration des minéraux pouvant compliquer un projet Ici la carte des chlorures

33 Potentiel géothermique de Briey (54) Atlas du potentiel géothermique Lorrain - février 2010

34 LA GEOTHERMIE Les acteurs associatifs et institutionnels

35 Les acteurs - Associations L Association Française des Professionnels de la Géothermie créée le 15 Juin 2010 regroupe l ensemble des acteurs de la filière : foreurs, BE sous sol et surface, fabricants, installateurs, L Association Française des Pompes à Chaleur : Le SFE : Syndicat des Foreurs d Eau :

36 Les acteurs - Institutionnels La Région Lorraine S est dotée depuis 2004 d une politique volontariste en matière de maitrise des consommation d énergie et de développement des énergies renouvelables L ADEME Agence de l'environnement et de la Maîtrise de l'energie contribue à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de l environnement, de l énergie et du développement durable Le BRGM Bureau de Recherches Géologiques et Minières référent dans le domaine des sciences de la Terre pour gérer les ressources et les risques du sol et du sous-sol

37 Les acteurs - Institutionnels La SAF Environnement Filiale de la Caisse des Dépôts et Consignations assure la gestion des fonds de garantie géothermie (notamment AQUAPAC) Le CNG Le Comité National de la Géothermie a été lancé en octobre 2010 afin d accélérer le développement de la géothermie. Il a pour tâche de proposer des actions et des recommandations pour le développement de chacune des formes de la géothermie.

38 LA GEOTHERMIE Un salon professionnel

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