Cadre de l expertise : Appuis aux administrations Appuis à la police de l eau. Date de réalisation de l expertise : Février 2012

Documents pareils
Incitants relatifs à l installation de pompes à chaleur en Région wallonne

Annexe 3 Captation d énergie

Etude de diagnostic hydrogéologique du sous sol de Clamart Quartiers Schneider et Centre ville MAI 2013

GÉOTHERMIE ASSISTÉE PAR POMPE A CHALEUR

Présentation : A. A. TOSSA

CREATION DE FORAGE, PUITS, SONDAGE OU OUVRAGE SOUTERRAIN

LA GESTION DES EVENEMENTS PLUVIEUX

1. IDENTIFICATION ET LOCALISATION GEOGRAPHIQUE 2. DESCRIPTION DE LA MASSE D'EAU SOUTERRAINE CARACTERISTIQUES INTRINSEQUES

Synthèse sur les réglementations et permis relatifs à l installation et à l exploitation de pompes à chaleur en Région wallonne

BNPE, Banque Nationale des Prélèvements d Eau un outil fédérateur pour la connaissance des pressions quantitatives sur la ressource en eau

Les réseaux de chaleur en Île-de-France Marguerite MUHLHAUS DRIEE/SECV 13/06/2014

Atlas sur la géothermie très basse énergie en région Centre

Avis sur la 1 ère révision du schéma d'aménagement et de gestion des eaux «Nappes profondes de Gironde»

Géothermie très basse et basse énergie :

M. GUILLAUME ^ Alimentation en eau potable /} ( de la Ville de Metz Implantation de nouvelles stations de pompage dans la région de La Maxe-Thur;y

Principes généraux de la modélisation de la dispersion atmosphérique

La gestion des écoulements dans les Wateringues du Nord - Pas de Calais Incidence prévisible des changements climatiques

Une onzième machine pour 200 mégawatts supplémentaires de courant de pointe

Appui SIE :Développement de services web ADES/SIE

QU EST-CE QU UN CHAUFFE-EAU THERMODYNAMIQUE?

Synthèse SYNTHESE DIRECTION GENERALE DE L ENERGIE ET DU CLIMAT. Service du climat et de l efficacité énergétique

Des systèmes de chauffage avec pompe à chaleur et accumulateur de chaleur pour les construction dans les zones de montagne.

de faible capacité (inférieure ou égale à 75 litres) doivent être certifiés et porter la marque NF électricité performance.

Demande préalable pour un projet de création ou de modification d'un plan d'eau

Activité 45 : La responsabilité de l Homme sur son environnement géologique

Stratégie et développement du groupe SOGARIS en logistique urbaine pour l agglomération parisienne

RECUEIL DES ACTES ADMINISTRATIFS DIRECTION REGIONALE ET INTERDEPARTEMENTALE DE L EQUIPEMENT ET DE L AMENAGEMENT

Syndicat Mixte Oise-Aronde

L énergie en France et en Allemagne : comparaisons

CAHIER DES CHARGES POUR L EVOLUTION DES RESEAUX DE SURVEILLANCE DES EAUX SOUTERRAINES EN FRANCE

DIAGNOSTIC DU RESEAU D ALIMENTATION EN EAU POTABLE SCHEMA DIRECTEUR

Les pompes à chaleur. dans les bâtiments s collectifs et tertiaires N 26. Dans ce numéro. >> du côté de l ALE... 2 ÈME TRIMESTRE 2009

2.0. Ballon de stockage : Marque : Modèle : Capacité : L. Lien vers la documentation technique :

Lyon, le 17 septembre 2013

Fonctionnement du système karstique en val d Orléans 2. La source le Bouillon au parc floral d Orléans La Source

P. VALLON - Retraitement en place à froid - Juillet 2009

«La solution» DESCRIPTION TECHNIQUE

Référentiel hydrogéologique BD RHF Guide méthodologique de découpage des entités. Rapport final

PARTENAIRE VERS UNE GESTION DURABLE ET PERFORMANTE DE VOTRE ÉNERGIE EQUIPEMENT DE MONITORING

Mario Geiger octobre 08 ÉVAPORATION SOUS VIDE

Le contexte global. La ressource. I.1 Particularités de la ressource en eau. Superficie : Km 2

d'une EXTRACTION AVEC RABATTEMENT DE NAPPE

2.000 Kg DESCRIPTION TECHNIQUE

Eîude réalisée dans le cadre des actions de Service Public du BRGM 02PIR115. E. Equilbey, J.F. Vernoux. mars 2002 BRCMIRPB 1576-FR

AQUACIAT2 HYBRID LA SOLUTION BI-ÉNERGIES COMPACTE PAC & CHAUDIÈRE GAZ. Puissances frigorifiques et calorifiques de 45 à 80 kw

Equipement d un forage d eau potable

Projet SENTINELLE Appel àprojets «CO 2»Déc. 2007

DOUBLE PARK ECO «La solution» DESCRIPTION TECHNIQUE

AMENAGEMENT DE PARIS SACLAY

FORD C-MAX + FORD GRAND C-MAX CMAX_Main_Cover_2013_V3.indd /08/ :12

Géophysique et sites pollués

Le bac à graisses PRETRAITEMENT. Schéma de principe. Volume du bac à graisses. Pose

PROJET ACCLIMATE ETUDE SIM-CLIM THEME 3 Etude bilan des possibilités d une simulation climatique régionale

Pompes électriques immergées Pleuger avec moteurs immergés remplis d'eau

Caractéristiques des ondes

exigences des standards ISO 9001: 2008 OHSAS 18001:2007 et sa mise en place dans une entreprise de la catégorie des petites et moyennes entreprises.

La Géothermie arrive à Bagneux. En 2016, un nouveau réseau de chaleur écologique et économique près de chez vous

LA RENOVATION ENERGETIQUE. atelier o

F.I.C. n 2013/AI TH PS 01-B

PROJET D INVERSION DE LA CANALISATION 9B ET D ACCROISSEMENT DE LA CAPACITÉ DE LA CANALISATION 9

Optimisation du réseau piézométrique de la Nappe d Alsace

Colloque des arbitres et des commissaires aux résultats Moulin mer

Impacts potentiels de la géothermie très basse énergie sur le sol, le sous-sol et les eaux souterraines Synthèse bibliographique

GLEIZE ENERGIE SERVICE

Ressources minérales et Hydrocarbures. Hedi SELLAMI Centre de Géosciences MINES ParisTech

Construction et mise en œuvre d un simulateur hydrologique et chimique du bassin ferrifère lorrain BRGM/RP FR

Le turbo met les gaz. Les turbines en équation

Eau chaude Eau glacée

HEBERGEMENT DANS LE DATACENTER GDC2 DE VELIZY

NOMENCLATURE DES OPERATIONS SOUMISES A AUTORISATION OU A DECLARATION EN APPLICATION DES ARTICLES L A L DU CODE DE L ENVIRONNEMENT

DeltaCal BGI. Débitmètre étalon

Le Scanner 3D Dynamique

K 4 Compact. K 4 Compact, ,

Essais de charge sur plaque

La base de données régionale sur les sols. d Alsace. La base de données régionale sur les sols d Alsace

Tests de sensibilité des projections aux hypothèses démographiques et économiques : variantes de chômage et de solde migratoire

Les hydrocarbures non conventionnels : évolution ou révolution?

Intervenant : Séverin Poutrel, BURGEAP

SOMMAIRE ARTIPRIX PIQUAGES - FORAGES - PERCEMENTS DES MURS FORAGES DANS MURS FORAGES DANS PLANCHERS PERCEMENTS SAIGNÉES SCELLEMENTS

DEMANDE D'AUTORISATION D'EXPLOITATION D'UNE INSTALLATION DE STOCKAGE DE DÉCHETS INERTES. Au titre de l'article L du Code de l'environnement

14-15 PROGRAMME NOVEMBRE LA VILLETTE. CITÉ DES SCIENCES

Audit financier & budgétaire de la Ville de Clamart

ETUDE DES PERFORMANCES D UN SYSTEME EOLIEN. APPLICATION POUR DES SITES ALGERIENS

Installer une pompe à chaleur

neotower Principe de fonctionnement

Les Français et le chauffage. Résultats de l étude menée

Le Management de l Energie Rencontre ATEE du 17/06/2014

Présentation du 04 décembre 2014 CONFERENCE POLLUTEC

Quelles pistes pour rendre vos réseaux plus intelligents?

APPORT DE LA CFD DANS LA PREDICTION DE LA DISPERSION D UN POLLUANT DANS UN ECOULEMENT A SURFACE LIBRE

Construction. Sarnavap 5000E SA. Pare-vapeur. Description du produit. Tests

stockage intersaisonnier de chaleur dans le sol par "puits à double circulation"

LA SURVEILLANCE DES PHÉNOMÈNES MÉTÉOROLOGIQUES POUR PRODUIRE DE L ÉLECTRICITÉ EN TOUTE SÉCURITÉ

Modélisation intégrée des écoulements pour la gestion en temps réel d'un bassin versant anthropisé

Conseils en Ingénierie mécanique

La géothermie profonde : une énergie renouvelable à fort potentiel

RESUME NON TECHNIQUE DE L'ETUDE DES DANGERS

ECO-QUARTIER «CAP AZUR» CHAUFFER, FOURNIR EN EAU CHAUDE ET RAFRAÎCHIR AVEC DE L ENERGIE RECUPERÉE. récupération d énergie. 100% des besoins en

VAlorisation et Stockage du CO 2. Un projet global de management du dioxyde de carbone sur la zone de Fos Berre Gardanne - Beaucaire

Galion: Le lidar éolien ultime

Transcription:

Note technique Avis sur la pertinence de la modélisation hydrodynamique et thermique pour le projet de PAC du MAAPRAT BRGM/RP-60922-FR Février 2012 Cadre de l expertise : Appuis aux administrations Appuis à la police de l eau Date de réalisation de l expertise : Février 2012 Localisation géographique du sujet de l expertise : Paris Ile-de-France Auteur BRGM : P. Durst Demandeur : DRIEE Ile-de-France

L original du rapport muni des signatures des Vérificateurs et Approbateurs est disponible aux Archives du BRGM. Ce rapport est le produit d une expertise institutionnelle qui engage la responsabilité civile du BRGM. Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM "Appui à la police de l eau" année 2012 Ce document a été vérifié et approuvé par : Approbateur : Nom : Closset Luc Date : 01/03/2012 Signature : Vérificateur : Nom : Bel Alexandra Date : 29/02/2012 Signature : Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2008. Mots clés : Avis Appuis à la police de l eau Paris Géothermie très basse énergie Impact - Modélisation En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : P. DURST (2012) Avis sur la pertinence de la modélisation hydrodynamique et thermique pour le projet de PAC du MAAPRAT. BRGM/RP-60922-FR 17 p. 3 fig. BRGM, 2012, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM.

Synthèse Contexte : Date de la formulation de la demande d expertise au BRGM : 20/02/2012 Demandeur : Direction Régionale et Interdépartementale de l'environnement et de l'energie d'ile-de-france - Unité Territoriale Eau/Axes et Paris Proche Couronne Cellule Police de l'eau de Paris Proche Couronne Nature de l expertise / question posée : Dans le cadre de l instruction au titre de la loi sur l eau du dossier de déclaration d un deuxième forage de reconnaissance pour le projet de pompe à chaleur destinée au ministère de l'agriculture, de l'alimentation, de la pêche, de la ruralité et de l'aménagement du territoire (MAAPRAT) situé au 78 rue de Varenne à Paris 7ème, la DRIEE sollicite le BRGM pour avis sur la pertinence de la modélisation hydrodynamique et thermique fournie par le pétitionnaire. Le projet de doublet géothermique du MAAPRAT est situé à proximité d'une autre installation géothermique exploitant le même aquifère. Situation du sujet : 78, rue de Varenne Paris 7 ème Nature de l intervention du BRGM : examen sur documents Dossier examiné : «Projet de géothermie très basse énergie dans le cadre de la restructuration du site de Varenne 78 rue de Varenne PARIS (7ième) - Notice d incidence au titre de la Loi sur l Eau relative à la déclaration de la création de deux ouvrages de pompage et du prélèvement et de la réinjection d eau de nappe à usage géothermique» de janvier 2012 réalisé par GEOTHER pour le compte du MAAPRAT (GEOTHER GEA110041 Version A du 11/01/2012) et plus particulièrement l annexe 9 «Modélisation hydrodynamique et thermique» Diagnostic du BRGM : Au vu des incertitudes (dues avant tout au manque de données hydrogéologiques localement), la modélisation hydrodynamique et thermique fournie par le pétitionnaire reste assez «conceptuelle». La modélisation semble pertinente pour fournir une bonne estimation de l ordre de grandeur de l impact de l installation sur la nappe dans le secteur. Néanmoins, elle ne semble pas pouvoir apporter de conclusion fiable sur l impact ou l absence d impact au droit d un site précis (comme l hôtel Kinski) situé dans la zone d impact potentiel.

Sommaire SOMMAIRE... 4 1. CONTEXTE... 5 2. LOCALISATION DU SITE... 5 3. DOCUMENT ETUDIE... 7 3.1. LOGICIEL EMPLOYE... 7 3.2. GEOMETRIE DU MODELE... 7 3.3. CARACTERISTIQUES HYDRODYNAMIQUES ET PHYSIQUES... 9 3.4. ECOULEMENT DE LA NAPPE CONDITIONS AUX LIMITES... 9 3.5. RESULTATS DES SIMULATIONS... 10 4. AVIS SUR LA MODELISATION... 11 Liste des illustrations Figure 1 : Localisation des forages à proximité du projet (source GEOTHER)... 6 Figure 2 : Géométrie du modèle (source GEOTHER).... 8 Figure 3 : Incidence thermique prévisionnelle après 20 années de fonctionnement des doublets géothermiques à l échelle du quartier (source GEOTHER)... 10 Figure 4 : Effet d une variation de la direction d écoulement de la nappe sur les résultats de la modélisation... 12

1. Contexte Dans le cadre de l instruction au titre de la loi sur l eau du dossier de déclaration d un deuxième forage de reconnaissance pour le projet de pompe à chaleur destinée au ministère de l'agriculture, de l'alimentation, de la pêche, de la ruralité et de l'aménagement du territoire (MAAPRAT) situé au 78 rue de Varenne à Paris 7ème, la DRIEE sollicite le BRGM pour avis sur la pertinence de la modélisation hydrodynamique et thermique fournie par le pétitionnaire. Le projet de doublet géothermique du MAAPRAT est situé à proximité d'une autre installation géothermique exploitant le même aquifère. 2. Localisation du site Dans le cadre de la restructuration de son site de la rue de Varenne, à PARIS (7 ème ), le Ministère de l Alimentation, de l Agriculture, de la Pêche, de la Ruralité et de l Aménagement du Territoire (MAAPRAT) souhaite satisfaire les besoins de rafraîchissement d une partie des bâtiments à l aide d'une solution de géothermie sur nappe. La solution d une pompe à chaleur sur nappe d eau souterraine à partir d un dispositif de forages dit de «captage rejet» a été retenue. Le débit de pointe nécessaire pour le projet a été évalué à 25 m³/h pour un besoin de froid de 191kW, l eau étant réinjectée dans la nappe à une température supérieure de 9 C à la température de captage. La nappe intéressée par le projet est celle des calcaires du Lutétien. Ces derniers sont biseautés à l ouest par les sables de l Yprésien avec lesquels ils sont en équilibre hydraulique. Le projet de géothermie sera constitué : - D un forage d injection F1, situé à l ouest du site ; - D un ou deux forages de pompage. F2 au sud du site et F3 à l est au cas où F2 ne permettrait pas de prélever 25 m 3 /h. L exploitation géothermique déclarée la plus proche en aval du MAAPRAT est un quadruplet de forages situés au 53 rue Saint Dominique (Hôtel Kinski). Ces forages géothermiques captant la nappe de l Yprésien, en équilibre hydrodynamique avec celle du Lutétien, sont situés à environ 400 m en aval hydraulique du projet. Quatre autres installations exploitent cette nappe dans un rayon de 500 m, mais ne sont à priori pas à l aval du site (Figure 1). Rapport BRGM/RP-60922-FR 5

Figure 1 : Localisation des forages à proximité du projet (source GEOTHER) 6 Rapport BRGM/RP-60922-FR

3. Document étudié Le présent avis est basé sur l examen du rapport «Projet de géothermie très basse énergie dans le cadre de la restructuration du site de Varenne 78 rue de Varenne PARIS (7ième) - Notice d incidence au titre de la Loi sur l Eau relative à la déclaration de la création de deux ouvrages de pompage et du prélèvement et de la réinjection d eau de nappe à usage géothermique» daté de janvier 2012, réalisé par GEOTHER pour le compte du MAAPRAT (GEOTHER GEA110041 Version A du 11/01/2012) et plus particulièrement l annexe 9 «Modélisation hydrodynamique et thermique». 3.1. LOGICIEL EMPLOYE La modélisation a été réalisée avec le logiciel Feflow développé par DHI-WASY. Ce logiciel de modélisation en éléments finis permet de modéliser les écoulements hydrodynamiques ainsi que le transport de chaleur et a été largement utilisé pour la modélisation de fonctionnement d installations de géothermie sur nappe. 3.2. GEOMETRIE DU MODELE La géométrie utilisée et celle d une formation aquifère horizontale et d épaisseur égale sur une superficie de 4.5 km 2 (Figure 2). Cette formation représente la couche des calcaires du Lutétien, mais aussi, à l ouest, celle des sables de l Yprésien (lorsque celui-ci vient biseauter la formation Lutétienne). Rapport BRGM/RP-60922-FR 7

Figure 2 : Géométrie du modèle (source GEOTHER) Cette formation a été divisée en quatre couches de manière à représenter les hétérogénéités géologiques verticales et variations de perméabilité constatées lors du pompage de longue durée réalisé au forage F1. 8 Rapport BRGM/RP-60922-FR

3.3. CARACTERISTIQUES HYDRODYNAMIQUES ET PHYSIQUES Les paramètres hydrodynamiques et physiques renseignés dans le modèle sont les suivants : Les valeurs du coefficient de perméabilité proviennent des résultats du pompage d essai de longue durée réalisé au droit du forage F1. Dans le modèle, le paramètre a été renseigné comme suit : - 2.5. 10-4 m/s dans les deux couches supérieures ; - 1.8. 10-5 m/s dans les deux couches inférieures. La perméabilité est supposée homogène sur tout le modèle : les coefficients de perméabilité sont attribués à toute la couche de façon uniforme. De même, il est supposé que les sables de l Yprésien ont une perméabilité du même ordre de grandeur. Le coefficient d emmagasinement est fixé à 5%, ce qui correspond à une valeur type pour une nappe libre de nature calcaire et il est supposé être identique pour les sables de l Yprésien. La dispersivité utilisée est une valeur par défaut. Les paramètres thermiques des terrains sont des valeurs standards et supposées homogènes sur tout le modèle. 3.4. ECOULEMENT DE LA NAPPE CONDITIONS AUX LIMITES Il n existe pas de carte piézométrique actualisée de la nappe des calcaires du Lutétien dans le secteur d étude. La seule carte piézométrique existante, celle de l atlas des nappes aquifères de la région parisienne (BRGM, 1970), n est plus à jour compte tenu de la forte exploitation de la nappe dans ce secteur au moment de sa réalisation. Une carte piézométrique simplifiée a donc été établie à partir des données piézométriques connues sur les forages voisins. Cette carte suppose un écoulement uniforme vers le nord-ouest. Les limites nord-est et sud ouest sont supposées à flux nul, les limites sud-est et nord ouest sont supposées à potentiel imposé. La température initiale de l aquifère, ainsi que celle de l eau entrant par la limites amont est fixée à 16 C. L eau est réinjectée à une température supérieure de 9 C à celle de l eau pompée. Rapport BRGM/RP-60922-FR 9

3.5. RESULTATS DES SIMULATIONS Deux scénarios ont été simulés, selon qu il y ait un ou deux forages de prélèvement. L installation est supposée fonctionner en continu pendant 215 jours par an et être à l arrêt durant les 150 jours restant. Dans les deux cas les résultats sont très similaires. Les simulations ont été menées sur une période de 20 ans, avec des résultats très semblables pour les deux scénarios. D après ces résultats, l installation de l hôtel Kinski serait atteinte par le panache thermique au bout de 10 ans, mais resterait à la marge de ce panache et ne subirait qu une augmentation de température négligeable (d environ 0.2 C) au bout de 20 ans (Figure 3). L effet sur le niveau piézométrique resterait lui aussi négligeable (élévation de 7 à 8 cm selon le scénario). Figure 3 : Incidence thermique prévisionnelle après 20 années de fonctionnement des doublets géothermiques à l échelle du quartier (source GEOTHER) 10 Rapport BRGM/RP-60922-FR

4. Avis sur la modélisation La modélisation présentée dans le document semble, au regard du faible nombre de données sur les caractéristiques des aquifères concernés et sur la piézométrie de la nappe, susceptible de donner une idée de l importance du panache thermique et de sa migration. Néanmoins, elle reste relativement «conceptuelle» du fait des éléments suivant : - Le modèle ne tient pas compte des variations de la géométrie des aquifères (variation d épaisseur, biseautage par les sables de l Yprésien ) ; - L attribution de caractéristiques hydrodynamiques et physiques homogène est sur tout le modèle. En particulier, compte tenu de la transition entre les calcaires grossiers du Lutétien et des sables de l Yprésien, cette hypothèse représente une forte simplification ; - L attribution de certaines caractéristiques hydrodynamiques et physiques de valeurs «standards», non issues du secteur étudié, engendre une certaine incertitude ; - Les valeurs de perméabilités renseignées dans le modèle étant issues des essais de pompage longue durée réalisés sur le site, la modélisation permet d avoir une bonne estimation de l ordre de grandeur de l impact thermique de l installation sur la nappe ; - La piézométrie utilisée reste schématique au vu du faible nombre de points de mesures pris en considération pour définir l écoulement local de la nappe. La direction d écoulement est pourtant une hypothèse forte de la modélisation impactant l orientation du panache thermique en aval de l installation ; - Il n est pas fait mention dans le document de l éventuelle dissipation de chaleur aux limites supérieures et inférieures de la nappe. Ce point serait toutefois de nature à diminuer l impact. Comme le montre la figure 4 pour illustrer l influence possible de ces incertitudes, une variation de la direction d écoulement local de la nappe, entre le site et l hôtel Kinski, pourrait amener à une augmentation de température de l eau jusqu à 20 C (pour une déviation de 10 vers le sud-est) ou 25 C (pour une déviation de 20 vers le sud-est). A l inverse, l impact de l opération géothermique pourrait être nul si la nappe s écoule plus vers l ouest. Rapport BRGM/RP-60922-FR 11

Figure 4 : Effet d une variation de la direction d écoulement de la nappe sur les résultats de la modélisation Au vu de ces considérations, la modélisation hydrodynamique et thermique réalisée par le pétitionnaire semble pertinente pour fournir une bonne estimation de l ordre de grandeur de l impact de l installation sur la nappe. Néanmoins, elle ne semble pas pouvoir apporter de conclusion fiable sur l impact ou l absence d impact sur les installations de l hôtel Kinski. 12 Rapport BRGM/RP-60922-FR

Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 France Tél. : 02 38 64 34 34 Service géologique régional Ile-de-France 7 rue du théâtre 91300 Massy Tel : 01 69 75 10 25