Les ressources superficielles (< 100m)
Les capteurs horizontaux
Les capteurs enterrés horizontaux permettent d'exploiter la chaleur de la Terre du proche sous-sol.
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 © Viessman |
Ils sont constitués de tubes installés en boucles enterrées horizontalement à faible profondeur (de 0,60 m à 1,20 m) qui vont permettre le prélèvement de l'énergie contenue dans le sous-sol proche.
Dans ces tubes, circule en circuit fermé selon la technologie employée, soit de l'eau additionnée d'antigel (tubes en polyéthylène) soit le fluide frigorigène de la pompe à chaleur (tubes de cuivre gainés de polyéthylène pour la technologie dite de détente directe).
La surface de terrain a mobilisé pour installer le capteur doit correspondre à 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer.
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Les sondes géothermiques
La quasi-totalité des terrains se prêtent à l'implantation de sondes géothermiques (échangeurs verticaux allant jusqu'à une centaine de mètres de profondeur).
Une ou deux sondes permettent de satisfaire au besoin d'un logement au moyen d'une pompe à chaleur. Pour des opérations plus importantes, on voit commencer à se développer des « champs de sonde », qui permettent d'alimenter des bâtiments du petit collectif ou du tertiaire.
La réalisation du forage est le principal facteur de risque pour ces opérations, ce qui a conduit le BRGM, l'ADEME et EDF à promouvoir une démarche qualité pour les foreurs.
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© Eco'Alternative
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| © ADEME - BRGM |
Les nappes superficielles
De nombreuses nappes existent sur l'ensemble du bassin dans les formations quaternaires et tertiaires (sable, grès, craie, calcaire). Leur productivité est variable suivant les secteurs, mais peut atteindre voire dépasser 100 m3/h, ce qui permet de réaliser des opérations importantes avec des pompes à chaleur pour les bâtiments du tertiaire et de logements collectifs. Ces nappes servent à d'autres utilisations : AEP, industries, irrigation.
Cependant, si les projets de géothermie prévoient la réinjection, leur impact sur la ressource est nul.
Le BRGM, l'ADEME, la région Ile de France et EDF ont développé le Système d'information géographique d'aide à la décision, qui indique si, en un endroit donné, l'installation de pompes à chaleurs sur nappe aquifère est envisageable.
Cet outil d'aide à la décision est destiné au Maîtres d'ouvrages potentiels, Bureaux d'études, décideurs des collectivités afin qu'ils puissent déterminer la possibilité d'utiliser la géothermie lors d'un choix énergétique.
Il ne peut ni ne doit en aucun cas remplacer l'étude de faisabilité réalisée par des bureaux d'études compétents !
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Les ressources profondes
Le développement des réseaux de chaleur du bassin parisien
Le contexte géologique favorable du bassin parisien a permis le développement, dès la fin des années 70, de réseaux de chaleur géothermiques, alimentés principalement à partir de la nappe du Dogger (calcaires du Jurassique moyen).
Cette nappe, située dans le secteur où elle est exploitée en Ile-de-France, entre 1600 et 1800 m de profondeur, à une température comprise entre 56°C et 85°C, a une excellente productivité mais est fortement minéralisée. Elle est utilisée avec la technique du « doublet » : un forage de production et un forage de réinjection, afin d'avoir une boucle fermée. Un seul doublet peut alimenter entre 3 à 6 000 équivalents logements. Une trentaine d'opérations de chauffage exploitent cette nappe, représentant 100 000 équivalents logements.
La géothermie n'assure que très rarement la totalité des besoins, l'appoint étant réalisé par de la cogénération ou des énergies fossiles.
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© ADEME - BRGM
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Tête de puits et son local
Forage dans le Néocomien à Bruyère le Châtel
© CEA
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Les Nappes intermédiaires (<1100 m)
Deux nappes coexistent en IDF à moyenne profondeur : l'Albien (vers 600 m de profondeur, entre 25°C et 30°C) et le Néocomien (750 m de profondeur, entre 35°C et 40°C) ; ces 2 aquifères alimentent ponctuellement des opérations géothermales, mais nécessitent l'installation de pompes à chaleur de grande puissance, la température de l'eau étant insuffisante pour être utilisée avec un simple échangeur.
Les sables de l'Albien sont très productifs, et peuvent alimenter, au moyen de pompes à chaleur du chauffage ou de la climatisation. Deux opérations exploitent cette nappe, représentant 4 400 équivalent logements. Aujourd'hui cette nappe est considérée comme une réserve stratégique d'eau potable par les pouvoirs publics qui en restreignent l'accès.
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Il est à noter que l'utilisation de la ressource pour la géothermie ne compromet pas cette ressource, sous réserve :
- que l'eau soit réinjectée,
- que des précautions soient prises pour éviter des pollutions accidentelles ou chroniques
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Des travaux de qualification technique devraient être développés en ce sens.
Le néocomien est utilisé par le CEA à Bruyères le Chatel pour une opération alliant géothermie (avec une pompe à chaleur) et un usage industriel de l'eau. Ces deux nappes représentent un potentiel très important pour le développement de la géothermie en Ile de France.
Les perspectives sur d'autres nappes profondes :
Afin de développer le potentiel pour les réseaux de chaleur de la région Ile-de-France, il convient d'envisager l'exploitation d'autres aquifères profonds qui n'ont pas été utilisés jusqu'à présent. Ainsi :
- le lusitanien, à 1300 m de profondeur et à 50°C environ, mal connu.
- les grès du Trias, de 1800 à 2000 m, à une température supérieure à 80°C représentent une ressource potentielle importante. En l'état actuel des connaissances, la réinjection dans cette structure argilo-gréseuse rend l'exploitation de cette aquifère difficile.
Le BRGM mène, en partenariat avec l'ADEME, un programme de recherche pour documenter cette problématique.
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