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BRGM
COMMISSION DES COMMUNAUTES EUROPEENNES(DIRECTION GÉNÉRALE DE L'ÉÎJERGIE)
200, rue da la Loi - 1049 BRUXELLES
étude n° 8Ô-B-7031 -1 1 -002-1 7
les ressources géothermiquesbasse enthalpie dans les pays membres
de la Communauté Européenne
mesures susceptibles de favoriser le développementde leur exploitation
rapport final
J. Barbier
janvier 198888 SGN 021 DIG
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERESSERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALService d'Information sur l'Energie
B.P. 6009 - 45060 ORLÉANS CEDEX 2 - France - Tél.: (33) 38.64.34.34
BRGM
COMMISSION DES COMMUNAUTES EUROPEENNES(DIRECTION GÉNÉRALE DE L'ÉÎJERGIE)
200, rue da la Loi - 1049 BRUXELLES
étude n° 8Ô-B-7031 -1 1 -002-1 7
les ressources géothermiquesbasse enthalpie dans les pays membres
de la Communauté Européenne
mesures susceptibles de favoriser le développementde leur exploitation
rapport final
J. Barbier
janvier 198888 SGN 021 DIG
BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERESSERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALService d'Information sur l'Energie
B.P. 6009 - 45060 ORLÉANS CEDEX 2 - France - Tél.: (33) 38.64.34.34
SOMMAIRE
Peiges
RESUME 1
INTRODUCTION 4
1. APERÇU SUR LES OPERATIONS DE GEOTHERMIE EN EXPLOITATION 5
1.1 Les exploitations en doublet 6
1.1.1 Les doublets en réservoir carbonaté (calcaires, dolomies)
1.1.2 Les doublets en réservoir gréseux
1.1.3 Les usages de l'énergie géothermique produite par doublets
1.2 Les exploitations â puits unique 9
1.2.1 L'aspect géologique
1.2.2 Les usages des exploitations à puits unique
- 1.2.2.1 Le chauffage de serres
- 1.2.2.2 Le séchage de produits agricoles
- 1.2.2.3 Le chauffage dans les villes d'eaux et les exploitations associées
au thermalisme
- 1.2.2.4 Les exploitations pour le chauffage d'habitations hors des zones
thermales
1.3 Les exploitations par pompes à cheileur 13
1.3.1 L'exploitation par PAC est-elle de la géothermie ?
1.3.2 Bilan thermique de l'exploitation par PAC des nappes souterraines
1.3.3 Les usagers des PAC
2. DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE - LES FACTEURS FAVORABLES ET DEFAVORABLES 16
2.1 Le sous-sol 16
2.2 Les besoins thermiques en surface 17
2.2.1 Caractères d'urbanisme favorables à la géothermie
SOMMAIRE
Peiges
RESUME 1
INTRODUCTION 4
1. APERÇU SUR LES OPERATIONS DE GEOTHERMIE EN EXPLOITATION 5
1.1 Les exploitations en doublet 6
1.1.1 Les doublets en réservoir carbonaté (calcaires, dolomies)
1.1.2 Les doublets en réservoir gréseux
1.1.3 Les usages de l'énergie géothermique produite par doublets
1.2 Les exploitations â puits unique 9
1.2.1 L'aspect géologique
1.2.2 Les usages des exploitations à puits unique
- 1.2.2.1 Le chauffage de serres
- 1.2.2.2 Le séchage de produits agricoles
- 1.2.2.3 Le chauffage dans les villes d'eaux et les exploitations associées
au thermalisme
- 1.2.2.4 Les exploitations pour le chauffage d'habitations hors des zones
thermales
1.3 Les exploitations par pompes à cheileur 13
1.3.1 L'exploitation par PAC est-elle de la géothermie ?
1.3.2 Bilan thermique de l'exploitation par PAC des nappes souterraines
1.3.3 Les usagers des PAC
2. DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE - LES FACTEURS FAVORABLES ET DEFAVORABLES 16
2.1 Le sous-sol 16
2.2 Les besoins thermiques en surface 17
2.2.1 Caractères d'urbanisme favorables à la géothermie
Pages
2.2.2 Le cas de l'agriculture
2.2.3 Le cas de l'industrie (en tant qu'utilisation de chaleur géothermale)
2.2.4 Les aspects sociaux du développement de la géothermie
2.3 L'impact sur l'environnement 21
2.4 Les contextes énergétiques nationaux favorables et défavorables 22
2.5 Les facteurs financiers 22
2.5.1 Le rôle de l'inflation
2.5.2 Le poids des investissements et la faible rentabilité
2.5.3 Le type de financement
2.6 Le rôle des pouvoirs publics et des divers opérateurs 24
2.6.1 Le rôle des pouvoirs publics
2.6.2 L'action des opérateurs
3. LE FUTUR IMMEDIAT DU DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE 25
3.1 Le Nord de l'Europe : la géothermie assistée par PAC à gaz 26
3.2 Le Sud de l'Europe : géothermie et agricultiire 27
3.3 La géothermie et l'environnement 28
3.4 L'augmentation des performances et la fiabilisation des
exploitations géothermales 28
4. L'AVENIR A MOYEN TERME - LES OPERATIONS DE RECHERCHE-DEVELOPPEMENT 29
4.1 Les inventaires de ressources 29
4.2 Le programme de "Roches Chaudes Sèches" 29
4.3 L'exploitation des réservoirs gréseux 30
Pages
2.2.2 Le cas de l'agriculture
2.2.3 Le cas de l'industrie (en tant qu'utilisation de chaleur géothermale)
2.2.4 Les aspects sociaux du développement de la géothermie
2.3 L'impact sur l'environnement 21
2.4 Les contextes énergétiques nationaux favorables et défavorables 22
2.5 Les facteurs financiers 22
2.5.1 Le rôle de l'inflation
2.5.2 Le poids des investissements et la faible rentabilité
2.5.3 Le type de financement
2.6 Le rôle des pouvoirs publics et des divers opérateurs 24
2.6.1 Le rôle des pouvoirs publics
2.6.2 L'action des opérateurs
3. LE FUTUR IMMEDIAT DU DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE 25
3.1 Le Nord de l'Europe : la géothermie assistée par PAC à gaz 26
3.2 Le Sud de l'Europe : géothermie et agricultiire 27
3.3 La géothermie et l'environnement 28
3.4 L'augmentation des performances et la fiabilisation des
exploitations géothermales 28
4. L'AVENIR A MOYEN TERME - LES OPERATIONS DE RECHERCHE-DEVELOPPEMENT 29
4.1 Les inventaires de ressources 29
4.2 Le programme de "Roches Chaudes Sèches" 29
4.3 L'exploitation des réservoirs gréseux 30
Pages
5. LES MESURES A PRECONISER 30
5.1 Défense de l'environnement 30
5.2 Compression des dépenses d'investissement 31
5.3 Faire avec le gaz 31
5.4 Conserver la garantie d'échec des forages 31
5.5 Soutenir les réseaux de chaleur à basse température 32
5.6 Employer de nouveaux matériaux 32
5.7 Développer les usages combinés de la géothermie de basse énergie 32
6. CONCLUSIONS 33
7. REMERCIEMENTS 34
Pages
5. LES MESURES A PRECONISER 30
5.1 Défense de l'environnement 30
5.2 Compression des dépenses d'investissement 31
5.3 Faire avec le gaz 31
5.4 Conserver la garantie d'échec des forages 31
5.5 Soutenir les réseaux de chaleur à basse température 32
5.6 Employer de nouveaux matériaux 32
5.7 Développer les usages combinés de la géothermie de basse énergie 32
6. CONCLUSIONS 33
7. REMERCIEMENTS 34
ANNEXE
pages
Annexe 1 - Fiche "Allemagne Fédérale" A/1
Annexe 2 - Fiche "Belgique" A/6
Annexe 3 - Fiche "Danemark" A/14
Annexe 4 - Fiche "Espagne" A/18
Annexe 5 - Fiche "France" A/24
Annexe 6 - Fiche "Grèce" A/33
Annexe 7 - Fiche "Irlande" A/36
Annexe 8 - Fiche "Italie" A/38
Annexe 9 - Fiche "Luxembourg" A/48
Annexe 10 - Fiche "Pays Beis" A/50
Annexe 11 - Fiche "Portugal" A/54
Annexe 12 - Fiche "Royaume-Uni" A/57
ANNEXE
pages
Annexe 1 - Fiche "Allemagne Fédérale" A/1
Annexe 2 - Fiche "Belgique" A/6
Annexe 3 - Fiche "Danemark" A/14
Annexe 4 - Fiche "Espagne" A/18
Annexe 5 - Fiche "France" A/24
Annexe 6 - Fiche "Grèce" A/33
Annexe 7 - Fiche "Irlande" A/36
Annexe 8 - Fiche "Italie" A/38
Annexe 9 - Fiche "Luxembourg" A/48
Annexe 10 - Fiche "Pays Beis" A/50
Annexe 11 - Fiche "Portugal" A/54
Annexe 12 - Fiche "Royaume-Uni" A/57
- 1 -
RESUME
Les ressources géothermiques de basse enthalpie sont actuellement
exploitées en Europe de plusieurs manières : la salinité du fluide
et la nature du réservoir conduisent à trois types d 'exploitation.
Les fluides salés ne peuvent être rejetés dans l'environnement et
doivent être réinjectés, le dispositif est alors celui du doublet
(puits de production et puits d 'injection) ; deux cas se présentent,
celui des réservoirs carbonates où des débits importants sont
possibles, et celui des réservoirs gréseux où le débit est en général
limité, à cause de la capacité d ' absorption par le réservoir du
fluide réinjecté. Les eaux douces ou faiblement salées sont
exploitées en puits unique ; leur température basse (moins de 50°CJ
amène l'emploi de pompes à chaleur, qui fournissent globalement la
moitié de l'énergie produite ; l'on passe alors insensiblement à de
simples PAC installées sur nappes phréatiques. La production totale
annuelle d'énergie serait de l'ordre de 275 000 TEP ; si les
doublets en réservoir gréseux n'en sont qu'au stade expérimental
(opérations de démonstration) , les doublets en réservoir carbonaté
fournissent une énergie équivalente à 110 000 TEP environ,
provenant presqu 'exclusivement des doublets de la région
parisienne. Les exploitations à puits uniques fourniraient
55 000 TEP ; environ 95 % de cette énergie provient encore de
réservoirs carbonates. De 7 000 à 10 000 TEP sont récupérés sur des
rejets thermiques (Monte AmiataJ. Enfin, la production d 'énergie à
partir des PAC sur nappes phréatiques serait équivalente à
100 000 TEP.
Les usages possibles de l'énergie géothermique dépendent du poids
de l'investissement. Les doublets, coûteux en investissements de
sous-sol et exigeant une distribution par réseau de chaleur, ne
servent qu'au chauffage de locaux ; les exploitations à puits
unique, dont les coûts en puits et en réseau de distribution sont
moins lourds, servent pour le chauffage dans le cas d'habitations
(35 000 TEP), mais aussi dans le cas de serres (de l'ordre de
20 000 TEP).
- 1 -
RESUME
Les ressources géothermiques de basse enthalpie sont actuellement
exploitées en Europe de plusieurs manières : la salinité du fluide
et la nature du réservoir conduisent à trois types d 'exploitation.
Les fluides salés ne peuvent être rejetés dans l'environnement et
doivent être réinjectés, le dispositif est alors celui du doublet
(puits de production et puits d 'injection) ; deux cas se présentent,
celui des réservoirs carbonates où des débits importants sont
possibles, et celui des réservoirs gréseux où le débit est en général
limité, à cause de la capacité d ' absorption par le réservoir du
fluide réinjecté. Les eaux douces ou faiblement salées sont
exploitées en puits unique ; leur température basse (moins de 50°CJ
amène l'emploi de pompes à chaleur, qui fournissent globalement la
moitié de l'énergie produite ; l'on passe alors insensiblement à de
simples PAC installées sur nappes phréatiques. La production totale
annuelle d'énergie serait de l'ordre de 275 000 TEP ; si les
doublets en réservoir gréseux n'en sont qu'au stade expérimental
(opérations de démonstration) , les doublets en réservoir carbonaté
fournissent une énergie équivalente à 110 000 TEP environ,
provenant presqu 'exclusivement des doublets de la région
parisienne. Les exploitations à puits uniques fourniraient
55 000 TEP ; environ 95 % de cette énergie provient encore de
réservoirs carbonates. De 7 000 à 10 000 TEP sont récupérés sur des
rejets thermiques (Monte AmiataJ. Enfin, la production d 'énergie à
partir des PAC sur nappes phréatiques serait équivalente à
100 000 TEP.
Les usages possibles de l'énergie géothermique dépendent du poids
de l'investissement. Les doublets, coûteux en investissements de
sous-sol et exigeant une distribution par réseau de chaleur, ne
servent qu'au chauffage de locaux ; les exploitations à puits
unique, dont les coûts en puits et en réseau de distribution sont
moins lourds, servent pour le chauffage dans le cas d'habitations
(35 000 TEP), mais aussi dans le cas de serres (de l'ordre de
20 000 TEP).
- 2
Les PAC sur nappes phréatiques (100 000 TEP) qui n 'exigent que
des coûts faibles en forages et en réseau de distribution, sont
employées dans 1 ' habitat, l'agriculture, mais aussi dans
1 ' industrie. Le temps de retour moyen des investissements dans ces
trois secteurs, lui-même lié directement à la durée de vie des
installations utilisatrices de chaleur, a donc une grande influence
sur la profondeur des ressources exploitées et sur 1 ' ampleur des
in ves t is semen ts .
Les facteurs favorables, au développement de la géothermie ou
défavorables, sont passés en revue. En ce gui concerne ie potentiel
du sous-sol, et dans l'état actuel de la technique la présence
d' aquifères carbonates (calcaires, dolomies) semble essentielle. Du
côté des besoins de surface, un urbanisme propice est nécessaire :
immeubles collectifs, chauffage par émetteurs thermiques à basse
température, absence de réseau de chaleur à haute température etc.
L 'utilisation pour le chauffage de serres est économiquement plus
avantageuse dans le cas de cultures florales. En revanche, la
géothermie s. s., hors PAC, n'a pas débouché dans 1 ' industrie.
Par ailleurs, en dehors des critères purement économiques, d'autres
facteurs peuvent intervenir en faveur de la géothermie. Des
considérations d'ordre social ont conduit è lancer des études et des
opération géothermiques, dans le but de maintenir ou de créer des
emplois agricoles (cultures sous serres). Par ailleurs, plusieurs
projets se sont développés dans les villes d'eaux, en relation
probable avec un souci de défense de l'environnement (diminution
des fumées ainsi que des rejets d'oxydes d'azote et de soufre).
D'autres facteurs sont ensuite brièvement évoqués, tant à propos de
l'économie des projets que des auteurs publics ou privés.
Dans le futur immédiat, le développement de la géothermie se fera
probalement selon deux axes principaux ; en Europe du Nord, les
projets de chauffage urbain avec appoint par PAC à gaz, devraient
être les plus nombreux : la réduction des pollutions sera sans nul
- 2
Les PAC sur nappes phréatiques (100 000 TEP) qui n 'exigent que
des coûts faibles en forages et en réseau de distribution, sont
employées dans 1 ' habitat, l'agriculture, mais aussi dans
1 ' industrie. Le temps de retour moyen des investissements dans ces
trois secteurs, lui-même lié directement à la durée de vie des
installations utilisatrices de chaleur, a donc une grande influence
sur la profondeur des ressources exploitées et sur 1 ' ampleur des
in ves t is semen ts .
Les facteurs favorables, au développement de la géothermie ou
défavorables, sont passés en revue. En ce gui concerne ie potentiel
du sous-sol, et dans l'état actuel de la technique la présence
d' aquifères carbonates (calcaires, dolomies) semble essentielle. Du
côté des besoins de surface, un urbanisme propice est nécessaire :
immeubles collectifs, chauffage par émetteurs thermiques à basse
température, absence de réseau de chaleur à haute température etc.
L 'utilisation pour le chauffage de serres est économiquement plus
avantageuse dans le cas de cultures florales. En revanche, la
géothermie s. s., hors PAC, n'a pas débouché dans 1 ' industrie.
Par ailleurs, en dehors des critères purement économiques, d'autres
facteurs peuvent intervenir en faveur de la géothermie. Des
considérations d'ordre social ont conduit è lancer des études et des
opération géothermiques, dans le but de maintenir ou de créer des
emplois agricoles (cultures sous serres). Par ailleurs, plusieurs
projets se sont développés dans les villes d'eaux, en relation
probable avec un souci de défense de l'environnement (diminution
des fumées ainsi que des rejets d'oxydes d'azote et de soufre).
D'autres facteurs sont ensuite brièvement évoqués, tant à propos de
l'économie des projets que des auteurs publics ou privés.
Dans le futur immédiat, le développement de la géothermie se fera
probalement selon deux axes principaux ; en Europe du Nord, les
projets de chauffage urbain avec appoint par PAC à gaz, devraient
être les plus nombreux : la réduction des pollutions sera sans nul
- 3 -
doute un motif majeur. Dans l'Europe du Sud, les projets appliqués
à 1 ' agriculture devraient dominer.
Dans le futur plus lointain, des progrès dans la technique
d 'exploitation des réservoirs gréseux permettraient un développement
en Europe du Nord. Quant au programme de "Roches Chaudes
Sèches", son intérêt est pour 1 ' instant avant tout scientifique.
Enfin, sont présentées quelques réflexions sur les facteurs
susceptibles d'influencer favorablement le développement de la
géothermie, toute spéculation sur le prix de l'énergie étant écartée.
- 3 -
doute un motif majeur. Dans l'Europe du Sud, les projets appliqués
à 1 ' agriculture devraient dominer.
Dans le futur plus lointain, des progrès dans la technique
d 'exploitation des réservoirs gréseux permettraient un développement
en Europe du Nord. Quant au programme de "Roches Chaudes
Sèches", son intérêt est pour 1 ' instant avant tout scientifique.
Enfin, sont présentées quelques réflexions sur les facteurs
susceptibles d'influencer favorablement le développement de la
géothermie, toute spéculation sur le prix de l'énergie étant écartée.
k -
INTRODUCTION
La géothermie de basse enthalpie se trouve actuellement en Europe
dans une passe difficile à cause de la baisse du coût de l'énergie.
Le nombre d'opérations en projet étant faible, il est opportun de
tirer parti de cette pause dans le montage des opérations pour faire
le point, voir de quelle manière l 'avenir peut être envisagé, et en
tirer des conclusions sur l'attitude à adopter.
Cette période de réflexion est en effet nécessaire pour plusieurs
raisons. La question de l'opportunité de nouveaux investissements
se pose en effet : si la conjoncture n 'est pas favorable, il ne faut
pas oublier que les investissements faits à contre-conjoncture sont
souvent, à moyen terme, les clés du succès. C'est particulièrement
vrai pour les opérations longues à élaborer, telles que la
géothermie : la durée entre les études préliminaires et les premières
rentrées financières est fréquemment de l'ordre de cinq ans ou
plus.
Dans quelle situation énergétique seront-nous dans cinq ans ?
L 'opinion est très partagée, sauf en ce qui concerne une probable
dépendance de l'Europe quant à ses sources d'approvisionnement.
Ainsi, dans la presse, "Le Figaro" titre-il récemment : ". . . Selon
les experts américains, dès la fin de la décennie, l 'Occident
dépendra à nouveau, pour son approvisionnement en pétrole, du bon
vouloir des membres dominants de l'OPEP" (F. Lepeltier, 1987) ; "Le
Moniteur" renchérit (Ikl08l87) : "...On souhaiterait que soit saisie
l'occasion de repenser et réactiver notre politique de maîtrise de
l'énergie en nous souvenant, à l'écoute des derniers incidents du
Golfe, que le meilleur comme le pire ne sont pas toujours sûrs".
Dans ces conditions, prendre le temps de jeter un regard neuf sur
la géothermie, n 'est certainement pas une précaution superflue.
k -
INTRODUCTION
La géothermie de basse enthalpie se trouve actuellement en Europe
dans une passe difficile à cause de la baisse du coût de l'énergie.
Le nombre d'opérations en projet étant faible, il est opportun de
tirer parti de cette pause dans le montage des opérations pour faire
le point, voir de quelle manière l 'avenir peut être envisagé, et en
tirer des conclusions sur l'attitude à adopter.
Cette période de réflexion est en effet nécessaire pour plusieurs
raisons. La question de l'opportunité de nouveaux investissements
se pose en effet : si la conjoncture n 'est pas favorable, il ne faut
pas oublier que les investissements faits à contre-conjoncture sont
souvent, à moyen terme, les clés du succès. C'est particulièrement
vrai pour les opérations longues à élaborer, telles que la
géothermie : la durée entre les études préliminaires et les premières
rentrées financières est fréquemment de l'ordre de cinq ans ou
plus.
Dans quelle situation énergétique seront-nous dans cinq ans ?
L 'opinion est très partagée, sauf en ce qui concerne une probable
dépendance de l'Europe quant à ses sources d'approvisionnement.
Ainsi, dans la presse, "Le Figaro" titre-il récemment : ". . . Selon
les experts américains, dès la fin de la décennie, l 'Occident
dépendra à nouveau, pour son approvisionnement en pétrole, du bon
vouloir des membres dominants de l'OPEP" (F. Lepeltier, 1987) ; "Le
Moniteur" renchérit (Ikl08l87) : "...On souhaiterait que soit saisie
l'occasion de repenser et réactiver notre politique de maîtrise de
l'énergie en nous souvenant, à l'écoute des derniers incidents du
Golfe, que le meilleur comme le pire ne sont pas toujours sûrs".
Dans ces conditions, prendre le temps de jeter un regard neuf sur
la géothermie, n 'est certainement pas une précaution superflue.
- 5
1. APERÇU SUR LES OPERATIONS DE GEOTHERMIE EN EXPLOITATION
Actuellement, le nombre de sites utilisant en Europe la géothermie de
basse enthalpie, dépasse la centaine. Pour la commodité de l'exposé, nous
distinguerons plusieurs types d'exploitation :
- tout d'abord, l'exploitation en doublet : ce système est employé lorsque
la salinité du fluide est trop élevée et interdit un rejet dans
l'environnement. La réinjection du fluide géothermal refroidi ayant pour
seul objectif le maintien de la pression dans le réservoir, ne semble pas
avoir été réalisée à l'heure actuelle. Peut-être une telle réinjection
devra- t-elle être envisagée dans le futur, pour certaines opérations à
puits unique. Les doublets ne sont employés présentement que pour le
chauffage d'habitations ; un cas d'application à l'agriculture s'est
trouvé transformé en exploitation à puits unique avec rejet (provisoire ?)
en rivière.
- Ensuite, les exploitations à puits unique : en dehors du cas précédent,
elles sont adoptées lorsque la salinité du fluide est faible (usuellement
moins de 2 à 3 g/1) ; la limite de salinité acceptable pour les rejets est
fixée par les autorités administratives de chaque pays. De telles
exploitations se rencontrent dans l'agriculture (surtout pour le chauffage
de serres), dans les villes d'eaux associées aux zones de thermalisme, ou
bien en dehors des régions thermales en association fréquente avec des
pompes à chaleur (PAC). Dans ce dernier cas, il y a un passage progressif
avec de simples installations de pompes à chaleur sur nappes phréatiques.
Ce dernier type d'exploitation est parfois appelle "géothermie de très
basse température", ou "géothermie indirecte" (Olivet, 1982).
Dans les bilans donnés ci-après, seule l'énergie tirée des nappes
souterraines est prise en compte. Les substitutions correspondantes, qui
font intervenir le rendement des chaudières ne sont pas calculées. Les
chiffres disponibles sont en effet trop approximatifs, malheureusement,
pour entrer dans ce type de détails.
- 5
1. APERÇU SUR LES OPERATIONS DE GEOTHERMIE EN EXPLOITATION
Actuellement, le nombre de sites utilisant en Europe la géothermie de
basse enthalpie, dépasse la centaine. Pour la commodité de l'exposé, nous
distinguerons plusieurs types d'exploitation :
- tout d'abord, l'exploitation en doublet : ce système est employé lorsque
la salinité du fluide est trop élevée et interdit un rejet dans
l'environnement. La réinjection du fluide géothermal refroidi ayant pour
seul objectif le maintien de la pression dans le réservoir, ne semble pas
avoir été réalisée à l'heure actuelle. Peut-être une telle réinjection
devra- t-elle être envisagée dans le futur, pour certaines opérations à
puits unique. Les doublets ne sont employés présentement que pour le
chauffage d'habitations ; un cas d'application à l'agriculture s'est
trouvé transformé en exploitation à puits unique avec rejet (provisoire ?)
en rivière.
- Ensuite, les exploitations à puits unique : en dehors du cas précédent,
elles sont adoptées lorsque la salinité du fluide est faible (usuellement
moins de 2 à 3 g/1) ; la limite de salinité acceptable pour les rejets est
fixée par les autorités administratives de chaque pays. De telles
exploitations se rencontrent dans l'agriculture (surtout pour le chauffage
de serres), dans les villes d'eaux associées aux zones de thermalisme, ou
bien en dehors des régions thermales en association fréquente avec des
pompes à chaleur (PAC). Dans ce dernier cas, il y a un passage progressif
avec de simples installations de pompes à chaleur sur nappes phréatiques.
Ce dernier type d'exploitation est parfois appelle "géothermie de très
basse température", ou "géothermie indirecte" (Olivet, 1982).
Dans les bilans donnés ci-après, seule l'énergie tirée des nappes
souterraines est prise en compte. Les substitutions correspondantes, qui
font intervenir le rendement des chaudières ne sont pas calculées. Les
chiffres disponibles sont en effet trop approximatifs, malheureusement,
pour entrer dans ce type de détails.
- 6 -
1.1 Les exploitations en doublet
Deux types sont à distinguer selon la nature du réservoir géologique
sollicité ; d'une part des doublets en réservoir carbonaté, qui sont
de véritables exploitations industrielles ; d'autre part, des doublets
en réservoirs gréseux, qui sont en fait des pilotes de démonstration
en grandeur réelle. La différence ne tient pas à la production des
aquifères, mais à leur capacité à absorber une réinjection. Celle-ci
peut en effet se faire à plusieurs centaines de mètres cubes par heure
en milieu carbonaté, quelques dizaines au mieux en milieu gréseux. Il
n'y a peut-être pas un facteur 10 de différence entre les deux cas,
mais ce facteur est au moins de 5 comme on le verra ci-dessous.
1.1.1 Les doublets en réservoir carbonaté (calcaires, dolomies)
Ce sont les exploitations du Dogger du Bassin de Paris, ainsi que
celle de Ferrara en Italie. Le réservoir du Dogger du Bassin parisien
a été très souvent décrit (par exemple Rojas, 1984), et il n'y a guère
besoin de revenir sur ce sujet. On peut retenir qu'il s'agit d'un
calcaire épais (100 m et plus), dont la porosité originelle s'est
trouvée par place développée par dissolution ; les divers paramètres,
épaisseur, profondeur, transmissivité, température des fluides,
salinité etc., varient de façon très régulière et très progressive.
Il est donc relativement aisé, compte tenu des forages déjà réalisés,
de prévoir les principales caractéristiques du fluide géothermal en un
point donné.
Le Dogger du Bassin de Paris comprend 54 doublets en activité ; deux
d'entre eux sont en attente ou abandonnés (Epernay et la Villette). La
médiane de leurs caractéristiques se situe respectivement, pour le
débit, la température et la production annuelle d'énergie, à 250 m3/h,
70°C, et 30 000 MWh/an soit 2 600 TEP/an (Tableau 1).
Au total, le nombre de logements (ou équivalents) raccordés serait de
l'ordre de 190 000, l'énergie fournie théoriquement par la géothermie
de 1 700 000 Mwh utiles, soit 150 000 TEP. Avec un rendement moyen de
chaudière de 0,85 cela représenterait une économie réelle de
- 6 -
1.1 Les exploitations en doublet
Deux types sont à distinguer selon la nature du réservoir géologique
sollicité ; d'une part des doublets en réservoir carbonaté, qui sont
de véritables exploitations industrielles ; d'autre part, des doublets
en réservoirs gréseux, qui sont en fait des pilotes de démonstration
en grandeur réelle. La différence ne tient pas à la production des
aquifères, mais à leur capacité à absorber une réinjection. Celle-ci
peut en effet se faire à plusieurs centaines de mètres cubes par heure
en milieu carbonaté, quelques dizaines au mieux en milieu gréseux. Il
n'y a peut-être pas un facteur 10 de différence entre les deux cas,
mais ce facteur est au moins de 5 comme on le verra ci-dessous.
1.1.1 Les doublets en réservoir carbonaté (calcaires, dolomies)
Ce sont les exploitations du Dogger du Bassin de Paris, ainsi que
celle de Ferrara en Italie. Le réservoir du Dogger du Bassin parisien
a été très souvent décrit (par exemple Rojas, 1984), et il n'y a guère
besoin de revenir sur ce sujet. On peut retenir qu'il s'agit d'un
calcaire épais (100 m et plus), dont la porosité originelle s'est
trouvée par place développée par dissolution ; les divers paramètres,
épaisseur, profondeur, transmissivité, température des fluides,
salinité etc., varient de façon très régulière et très progressive.
Il est donc relativement aisé, compte tenu des forages déjà réalisés,
de prévoir les principales caractéristiques du fluide géothermal en un
point donné.
Le Dogger du Bassin de Paris comprend 54 doublets en activité ; deux
d'entre eux sont en attente ou abandonnés (Epernay et la Villette). La
médiane de leurs caractéristiques se situe respectivement, pour le
débit, la température et la production annuelle d'énergie, à 250 m3/h,
70°C, et 30 000 MWh/an soit 2 600 TEP/an (Tableau 1).
Au total, le nombre de logements (ou équivalents) raccordés serait de
l'ordre de 190 000, l'énergie fournie théoriquement par la géothermie
de 1 700 000 Mwh utiles, soit 150 000 TEP. Avec un rendement moyen de
chaudière de 0,85 cela représenterait une économie réelle de
OPERATIONS
CREILI
lt«UXB£AUVAI.
MELUNL'ALMONT
! Doublet
2* Doublet
VlUiNEUVE-U-GARENNE
LE MEE-SUR-SEM
CI3UL0MM1ERS
AUIJ<AY-flOSE-DES-VEr(TS
MIDNTGEflON
lACOUHNEUIESUD
CEnSY-PONTOISE
MEAUXP.COLUNET
BEAUVAIS
CUCHY-SOUS-60IS
LACOUBNEI^ENORD
EPEflNAY
LAÎEU£.SAim<10UD
EVRY
MEAUXHOPITAl.
SEVHAN
l'DotJblet
2< Doublet
BIS-ORANGIS
CREILII
BIANC-MESNILKOTD
FONTAINEBLEAU
IVBY-SUR-SEINE
VAUX-LE-PENIL
OBLYI
PABIS PORTE-DE-ST-CLOUD
CHATENAY-MALABRY
GAflGES-LES-GOUESSE
TREI/BLAY-LES-GONESSE
AULNAY-GROS-SAULE
fDouWel
¡Doublet
EPINAY-SOUS-SENAHT
BONDY
SUCY-EN-BRIE
I.1AIS0NS-ALF0RTI
VIGIIEUX
CRFTEIL
«UJERS-LE-BEL-GONESSE
CACHAN
liigSë
CH£VILiY-LA-nuE
L-HAY-LfS-ROSES
CHAMPIGNY
THIAIS
CHELLES
ORLY»
BONNEUILSUn-MARNE
UAIStJllS-ALFORtIl
fRíSlíS
ALFORTVILLE
PARIS LA-VlLLmE
Ferrara
1* Doublet
2< Doublet
2.500
4.500
1.870
4.500
2.200
4.760
3.082
3.000
2.780
3.150
1.120
3.300
3.728
1.800
2.100
3.100
3.320
3.400
8.360
2.000
3.130
3.800
3.110
2.800
2.600
3.500
6.562
3.500
4.240
3.900
4.080
4.880
4.050
2.910
2.300
4.381
3.430
7.360
4.670
9.690
7.660
3.246
3.480
4.315
3.130
4.833
6.500
4.750
REPARTITION PARENERGIE SUBSTITUEE (%)
FOL FOD GAZ CHARB
100
X
100
23
100
100
47
53
92
100
50
59
17
24
30
79
23
25
20
44
53
70
97
46
11
34
10
86
80
33
100
100
53
100
17 30
37 63
100
100
100
32 57
8
65
70 30
50
100
23
100
3
54
10
19
40
68
14
67
71
34
65
60
73
12
86
33
29
30
35
40
27
20
?2û. I-
I- Ki
O Ía ^
^ UJ
Q U UJ
FOL
11
100
100
35
50
50
69 31
33 8
25 75
73 10
FOL
FOL
FOD
FDD
FOL
FOD
GN
eu.
FOL
FOD
GN
Charb.
FOL
eu.
FOL
FOL
FOD
Charb,
FOL
C.U.i'i
FOL
FOL
24
25
8
30
lO.OOOl
Chart).!'
Charb.
xis
8
GN
l = ¿
45 17.300
78
40
76
97
48
82
45
55
90
51
70
60
40
45
85
81,5
68
82
92
41
70
53
91
70
65
70
72
82
84
62,5
89
67
74
54
56
70
65
75
67
78
61,4
71
36.470
13.400
26.000
37.200
36.000
46.200
19.000
24.000
35.300
11.950
35.000
25.000
11.000
16.000
30.000
39.000
38.700
114.800
29.500
16.000
30.000
19.000
43.000
28.000
26.000
21.640
24.200
37.000
51.700
36.700
60.800
40.000
25.800
27.000
41.800
52.000
60.000
29.500
93.800
50.000
30.000
40.000
33.500
35.500
48.800
30.000
50.000
m y)UJ Q.D <
m 5
°o(mVh) 2
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/B
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/B
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/8
7"
200
200
90
120
240
150
170
150
200
250
110
150
200
150
150
200
200
300
300
170
200
180
180
14C
200
180
175
200
250
200
200
250
250
200
200
250
250
200
300
300
300
220
300
200
280
250
250
250
175
TEMPERATURE
AU TOIT DURESERVOIR
APS NOMIN'
90
150
120
55
150
250
250
220
180
200
300
80
200
200
110
175
175
250
275
300
300
225
200
250
130
120
140
155
200
175
250
275
275
185
165
250
250
200
300
300
300
250
300
300
280
250
280
250
300
250
200
250
175
65
65
63
71
78
60
70
60
53
74
42
61
57
57
67
72
69
79
79
64
56
66
72
62,5
73
65
56
57
59
69
68
65
65
72
65
70
70
71
70
68
69
69
68
70
67
74
69
73
74
78
56
70,5
59
59
55
73
85,4
72
72,5
59
56
79,3
47,3
70
58,4
60
62,7
71,8
77
69
78
78
72
59
67,5
74,2
63,8
72
76
62
68
67,7
74
70,5
70
70
75,2
64
78
72,4
71,9
78,9
67
75
75
78.2
75,4
66,1
76,8
79,3
72
71,7
75,2
57
95
POMPE
13,3
30
30
23,5
21,8
30,5
25,7
12,2
21,9
14
32,6
25
19,5
22,8
10,5
11,4
10,4
35
25
38,8
38,8
11,5
30
27
6
16
12,5
12,2
14,4
10
29,1
26,1
24,9
16,5
24,9
14
16,4
15
12,5
23,35
26,70
14,7
14,7
27,71
18,6
21,8
14,8
22
OBSERVATIONS
artésien
arbre long
artésien
artésien
artésien
immergée
immergée
arbre long
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
turlîo- pompe
immergée
immergée
immergée
immergée
artésien
atlésien
artésien
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
arbre long
arbre long
immergée
lutbo-pompe
luibo-pompe
immergée
turt>o-ponipe
tuftx)-pompe
turtio-pompe
turt)o-pompe
artésien
turbo-pompe
lurbo-pompe
immergée
immergée
immergée
. Ciploiliî en iiiin QG a 1 5û rnVIi,suilc üillicullcs de icinie'.hcm
i tubage en tiU'e de ver'e
double tubage isolé par llijide
exploité en Jum 19B6a 175 ncolmatage echangeuf
. exploité en Juin 1986 à 1 80 m^/tisuite d'ificutles de féinteclion
1 exploite en Juin 1 986 à 1 40suite difficultés de reirijection
I operation arrêtée acluellemenl
Vh,
17,7
64
exploité en Juin 1 986 à 1 00 m''/h
> eyF>lC)iI^ en Juin 19B6à 2?0in'/h,5u"le difticuliRS do rciior.tioii
. exploité en Juin 1 98G a 1 Gû iri''/h,suite ditlicultes de temiection.
( exploité en Juin 1 996 à 200 mi/h,suite baisse de labaiiement
> exploité en Juin 1 986 à 1 60 m''/h.suile diHiCultés à la rémjection.
t Juin 1 966. légère baisse d'artésianismeutilisé pour l« t^échautlage.
exploité en Juin 19B6â 140 m'Aisuite ¿ unt dégradation des perlonn.exploité en Juin 1 9B5 à 1 70 m'/h,siflie à des diHiculiés de réinjectton,exploiléen Juin1986à 160m-^/h.suite à une déçradaiion des pcriorm.opération arrêtée.
exploité en Juin 1986 à 200 m^/h,suite à des difficultés de réinjection.
I difficultés A ta rèmiection,
problèmes d'interaction
exploité en Juin 1986à120mî/h,suite ditTicuHés exhaure et reinfection
baisse de rabattement.
exploité en Juin 1996 à 285 m'fti
, baisse de rabattement
Interconrwclé avec Orly I
i*»lfarKhe 3.500
«n attente
' Valeurs aux conditions nominales de fonctionnement théorique.(1) ChauHage urbain (C.U.). CPU - (2) Avec appoint de crête. FOL - (3) Semi-cenlraNsé.
La présence d'un " " signide que l'opéraiion n'est pas concernée par cette donnée.La presence dun "x" signifie absence de valeur exacle de la donnéeLa presence d'un " ' sigmlie donnée non répertoriée.
TABLEAU 1Liste des doublets en réservoir carbonaté. D'après Lemale et Pivin 1986, Ferrara et al. 1985
OPERATIONS
CREILI
lt«UXB£AUVAI.
MELUNL'ALMONT
! Doublet
2* Doublet
VlUiNEUVE-U-GARENNE
LE MEE-SUR-SEM
CI3UL0MM1ERS
AUIJ<AY-flOSE-DES-VEr(TS
MIDNTGEflON
lACOUHNEUIESUD
CEnSY-PONTOISE
MEAUXP.COLUNET
BEAUVAIS
CUCHY-SOUS-60IS
LACOUBNEI^ENORD
EPEflNAY
LAÎEU£.SAim<10UD
EVRY
MEAUXHOPITAl.
SEVHAN
l'DotJblet
2< Doublet
BIS-ORANGIS
CREILII
BIANC-MESNILKOTD
FONTAINEBLEAU
IVBY-SUR-SEINE
VAUX-LE-PENIL
OBLYI
PABIS PORTE-DE-ST-CLOUD
CHATENAY-MALABRY
GAflGES-LES-GOUESSE
TREI/BLAY-LES-GONESSE
AULNAY-GROS-SAULE
fDouWel
¡Doublet
EPINAY-SOUS-SENAHT
BONDY
SUCY-EN-BRIE
I.1AIS0NS-ALF0RTI
VIGIIEUX
CRFTEIL
«UJERS-LE-BEL-GONESSE
CACHAN
liigSë
CH£VILiY-LA-nuE
L-HAY-LfS-ROSES
CHAMPIGNY
THIAIS
CHELLES
ORLY»
BONNEUILSUn-MARNE
UAIStJllS-ALFORtIl
fRíSlíS
ALFORTVILLE
PARIS LA-VlLLmE
Ferrara
1* Doublet
2< Doublet
2.500
4.500
1.870
4.500
2.200
4.760
3.082
3.000
2.780
3.150
1.120
3.300
3.728
1.800
2.100
3.100
3.320
3.400
8.360
2.000
3.130
3.800
3.110
2.800
2.600
3.500
6.562
3.500
4.240
3.900
4.080
4.880
4.050
2.910
2.300
4.381
3.430
7.360
4.670
9.690
7.660
3.246
3.480
4.315
3.130
4.833
6.500
4.750
REPARTITION PARENERGIE SUBSTITUEE (%)
FOL FOD GAZ CHARB
100
X
100
23
100
100
47
53
92
100
50
59
17
24
30
79
23
25
20
44
53
70
97
46
11
34
10
86
80
33
100
100
53
100
17 30
37 63
100
100
100
32 57
8
65
70 30
50
100
23
100
3
54
10
19
40
68
14
67
71
34
65
60
73
12
86
33
29
30
35
40
27
20
?2û. I-
I- Ki
O Ía ^
^ UJ
Q U UJ
FOL
11
100
100
35
50
50
69 31
33 8
25 75
73 10
FOL
FOL
FOD
FDD
FOL
FOD
GN
eu.
FOL
FOD
GN
Charb.
FOL
eu.
FOL
FOL
FOD
Charb,
FOL
C.U.i'i
FOL
FOL
24
25
8
30
lO.OOOl
Chart).!'
Charb.
xis
8
GN
l = ¿
45 17.300
78
40
76
97
48
82
45
55
90
51
70
60
40
45
85
81,5
68
82
92
41
70
53
91
70
65
70
72
82
84
62,5
89
67
74
54
56
70
65
75
67
78
61,4
71
36.470
13.400
26.000
37.200
36.000
46.200
19.000
24.000
35.300
11.950
35.000
25.000
11.000
16.000
30.000
39.000
38.700
114.800
29.500
16.000
30.000
19.000
43.000
28.000
26.000
21.640
24.200
37.000
51.700
36.700
60.800
40.000
25.800
27.000
41.800
52.000
60.000
29.500
93.800
50.000
30.000
40.000
33.500
35.500
48.800
30.000
50.000
m y)UJ Q.D <
m 5
°o(mVh) 2
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
7"
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/B
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/B
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/8
9"5/8
7"
200
200
90
120
240
150
170
150
200
250
110
150
200
150
150
200
200
300
300
170
200
180
180
14C
200
180
175
200
250
200
200
250
250
200
200
250
250
200
300
300
300
220
300
200
280
250
250
250
175
TEMPERATURE
AU TOIT DURESERVOIR
APS NOMIN'
90
150
120
55
150
250
250
220
180
200
300
80
200
200
110
175
175
250
275
300
300
225
200
250
130
120
140
155
200
175
250
275
275
185
165
250
250
200
300
300
300
250
300
300
280
250
280
250
300
250
200
250
175
65
65
63
71
78
60
70
60
53
74
42
61
57
57
67
72
69
79
79
64
56
66
72
62,5
73
65
56
57
59
69
68
65
65
72
65
70
70
71
70
68
69
69
68
70
67
74
69
73
74
78
56
70,5
59
59
55
73
85,4
72
72,5
59
56
79,3
47,3
70
58,4
60
62,7
71,8
77
69
78
78
72
59
67,5
74,2
63,8
72
76
62
68
67,7
74
70,5
70
70
75,2
64
78
72,4
71,9
78,9
67
75
75
78.2
75,4
66,1
76,8
79,3
72
71,7
75,2
57
95
POMPE
13,3
30
30
23,5
21,8
30,5
25,7
12,2
21,9
14
32,6
25
19,5
22,8
10,5
11,4
10,4
35
25
38,8
38,8
11,5
30
27
6
16
12,5
12,2
14,4
10
29,1
26,1
24,9
16,5
24,9
14
16,4
15
12,5
23,35
26,70
14,7
14,7
27,71
18,6
21,8
14,8
22
OBSERVATIONS
artésien
arbre long
artésien
artésien
artésien
immergée
immergée
arbre long
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
turlîo- pompe
immergée
immergée
immergée
immergée
artésien
atlésien
artésien
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
immergée
arbre long
arbre long
immergée
lutbo-pompe
luibo-pompe
immergée
turt>o-ponipe
tuftx)-pompe
turtio-pompe
turt)o-pompe
artésien
turbo-pompe
lurbo-pompe
immergée
immergée
immergée
. Ciploiliî en iiiin QG a 1 5û rnVIi,suilc üillicullcs de icinie'.hcm
i tubage en tiU'e de ver'e
double tubage isolé par llijide
exploité en Jum 19B6a 175 ncolmatage echangeuf
. exploité en Juin 1986 à 1 80 m^/tisuite d'ificutles de féinteclion
1 exploite en Juin 1 986 à 1 40suite difficultés de reirijection
I operation arrêtée acluellemenl
Vh,
17,7
64
exploité en Juin 1 986 à 1 00 m''/h
> eyF>lC)iI^ en Juin 19B6à 2?0in'/h,5u"le difticuliRS do rciior.tioii
. exploité en Juin 1 98G a 1 Gû iri''/h,suite ditlicultes de temiection.
( exploité en Juin 1 996 à 200 mi/h,suite baisse de labaiiement
> exploité en Juin 1 986 à 1 60 m''/h.suile diHiCultés à la rémjection.
t Juin 1 966. légère baisse d'artésianismeutilisé pour l« t^échautlage.
exploité en Juin 19B6â 140 m'Aisuite ¿ unt dégradation des perlonn.exploité en Juin 1 9B5 à 1 70 m'/h,siflie à des diHiculiés de réinjectton,exploiléen Juin1986à 160m-^/h.suite à une déçradaiion des pcriorm.opération arrêtée.
exploité en Juin 1986 à 200 m^/h,suite à des difficultés de réinjection.
I difficultés A ta rèmiection,
problèmes d'interaction
exploité en Juin 1986à120mî/h,suite ditTicuHés exhaure et reinfection
baisse de rabattement.
exploité en Juin 1996 à 285 m'fti
, baisse de rabattement
Interconrwclé avec Orly I
i*»lfarKhe 3.500
«n attente
' Valeurs aux conditions nominales de fonctionnement théorique.(1) ChauHage urbain (C.U.). CPU - (2) Avec appoint de crête. FOL - (3) Semi-cenlraNsé.
La présence d'un " " signide que l'opéraiion n'est pas concernée par cette donnée.La presence dun "x" signifie absence de valeur exacle de la donnéeLa presence d'un " ' sigmlie donnée non répertoriée.
TABLEAU 1Liste des doublets en réservoir carbonaté. D'après Lemale et Pivin 1986, Ferrara et al. 1985
- 7 -
combustible de 175 000 TEP.
Ces chiffres correspondent toutefois à des avant-projets sommaires, et
non à des mesures effectivement faites ; en réalité ce chiffre doit
probablement être minoré pour plusieurs raisons. La première est le
non raccordement au réseau de certains logements ; ce cas semble être
relativement rare, et être au contraire contre-balancé par des
extensions de réseau non prévues à l'origine : le chiffre des
logements raccordés constitue sans doute un bon ordre de grandeur. Une
deuxième raison tient au fonctionnement des installations de
chauffage : les températures de retour vers la centrale géothermique
sont souvent plus forte que dans les prévisions, ce qui conduit à un
mauvais épuisement de la chaleur géothermique. Une troisième raison
réside dans les ennuis de fonctionnement de la boucle elle-même ; ces
ennuis, qui affectent surtout les installations fonctionnant avec
pompage, sont dus à la formation de particules de sulfures de fer
(Ouzounian et al., 1987, Fouillac, 1987). Il en résulte des blocages
de pompes (Ungemach et Fouasse, 1985), un entartrage des échangeurs et
des tubages, un colmatage des puits de production et d'injection. Si
une partie de ces incidents ont pu être surmontés, il n'en résulte pas
moins une baisse de performance des installations. Avec Lemale et
Pivin (1986), la prudence conseille de pondérer un ratio de 0,7 les
prévisions globales initiales, ce qui conduirait à un chiffre de
100 000 TEP environ, pour l'énergie géothermique annuelle
effectivement produite.
Il est intéressant de considérer un instant les coûts d'investissement
et de fonctionnement de ces doublets, ramenés à l'énergie fournie.
Pour les installations les plus récentes un doublet et ses équipements
de surface revient à 3-3,5 M. Ecus environ, (10 M. Ecus avec le réseau)
les dépenses de fonctionnement du doublet pouvant être estimées à
0,2-0,3 M.Ecus/an. Pour une énergie produite de l'ordre de
3 000 TEP/an, le coût de production serait donc de 100 Ecus/TEP, et le
coût d'investissement de 400 000 Ecus/TEP/jour. En comparant ces
chiffres à ceux publiés par Hocquart et Dauphin, (1987 p, 29) pour le
pétrole, il apparaît que les coûts de production sont semblables à
ceux des "nouveaux pétroles" : offshore profond, Arctique,
- 7 -
combustible de 175 000 TEP.
Ces chiffres correspondent toutefois à des avant-projets sommaires, et
non à des mesures effectivement faites ; en réalité ce chiffre doit
probablement être minoré pour plusieurs raisons. La première est le
non raccordement au réseau de certains logements ; ce cas semble être
relativement rare, et être au contraire contre-balancé par des
extensions de réseau non prévues à l'origine : le chiffre des
logements raccordés constitue sans doute un bon ordre de grandeur. Une
deuxième raison tient au fonctionnement des installations de
chauffage : les températures de retour vers la centrale géothermique
sont souvent plus forte que dans les prévisions, ce qui conduit à un
mauvais épuisement de la chaleur géothermique. Une troisième raison
réside dans les ennuis de fonctionnement de la boucle elle-même ; ces
ennuis, qui affectent surtout les installations fonctionnant avec
pompage, sont dus à la formation de particules de sulfures de fer
(Ouzounian et al., 1987, Fouillac, 1987). Il en résulte des blocages
de pompes (Ungemach et Fouasse, 1985), un entartrage des échangeurs et
des tubages, un colmatage des puits de production et d'injection. Si
une partie de ces incidents ont pu être surmontés, il n'en résulte pas
moins une baisse de performance des installations. Avec Lemale et
Pivin (1986), la prudence conseille de pondérer un ratio de 0,7 les
prévisions globales initiales, ce qui conduirait à un chiffre de
100 000 TEP environ, pour l'énergie géothermique annuelle
effectivement produite.
Il est intéressant de considérer un instant les coûts d'investissement
et de fonctionnement de ces doublets, ramenés à l'énergie fournie.
Pour les installations les plus récentes un doublet et ses équipements
de surface revient à 3-3,5 M. Ecus environ, (10 M. Ecus avec le réseau)
les dépenses de fonctionnement du doublet pouvant être estimées à
0,2-0,3 M.Ecus/an. Pour une énergie produite de l'ordre de
3 000 TEP/an, le coût de production serait donc de 100 Ecus/TEP, et le
coût d'investissement de 400 000 Ecus/TEP/jour. En comparant ces
chiffres à ceux publiés par Hocquart et Dauphin, (1987 p, 29) pour le
pétrole, il apparaît que les coûts de production sont semblables à
ceux des "nouveaux pétroles" : offshore profond, Arctique,
SITES
Melleray
Thisted
Metanopoli
PAYS
France
Danemark
Italie
Débi t d ' exploitation(ms'/h)
40 ? (*)
34
50
Température(°C)
75
45
60
1
TEP substituées 1
(échange direct) |
300 ? 1
100 ? 1
300 ? 1
* 40 m3/h en réinjection ; en fait Melleray n'a été exploité qu'en puits unique, laréinjection consommant beaucoup trop d'électricité.
TABLEAU 2
Doublets sur réservoirs gréseux
SITES
Melleray
Thisted
Metanopoli
PAYS
France
Danemark
Italie
Débi t d ' exploitation(ms'/h)
40 ? (*)
34
50
Température(°C)
75
45
60
1
TEP substituées 1
(échange direct) |
300 ? 1
100 ? 1
300 ? 1
* 40 m3/h en réinjection ; en fait Melleray n'a été exploité qu'en puits unique, laréinjection consommant beaucoup trop d'électricité.
TABLEAU 2
Doublets sur réservoirs gréseux
- 8 -
récupération assistée. Le coût d'investissement est au contraire
beaucoup plus élevé, il se situe en effet au même niveau que celui
relatif à l'exploitation des schistes bitumineux ou aux carburants de
synthèse (400 000 à 600 000 Ecus/TEP/jour).
Quant au projet d'exploitation de Ferrara, ses caractéristiques
prévisionnelles sont de 400 m3/h, 95°C, et 9 000 TEP/an (Ferrara et
al., 1985).
1.1.2 Les doublets en réservoirs gréseux
Trois doublets ont été réalisés dans la Communauté, le plus souvent à
titre expérimental ; l'un d'eux (Melleray) a été abandonné en tant que
doublet et a fonctionné en puits unique à cause de difficultés de
réinjection. Ces mêmes difficultés limitent le débit exploitable sur
deux autres sites, Thisted (Danemark) et Metanopoli (San Donato
Milanese, Italie), à 34 et 50 m3/h respectivement (SESAME*). Compte
tenu des faibles températures du fluide (45''C et 60°C) , le
fonctionnement de ces installations ne pourra être qu'expérimental, le
seul coût de l'électricité de pompage étant probablement du même ordre
de grandeur que la valeur de l'énergie produite.
L'économie possible en combustibles de ces installations, ne peut être
au mieux que de quelques centaines de TEP/an (tableau 2), tout au
moins dans l'état actuel des techniques de réinjection.
* SESAME : Banque de données CEE - ECHO Service - 177, route d'Esch
1471 LUXEMBOURG - LUXEMBOURG
tel : 352/488041
telex : 2181 EUROL LU.
Datacentralen - Landlystvej 40
2650 Hvidovre - Copenhagen
DANMARK - tel : 45 (1) 75 81 22
telex : 27122 DC DK
- 8 -
récupération assistée. Le coût d'investissement est au contraire
beaucoup plus élevé, il se situe en effet au même niveau que celui
relatif à l'exploitation des schistes bitumineux ou aux carburants de
synthèse (400 000 à 600 000 Ecus/TEP/jour).
Quant au projet d'exploitation de Ferrara, ses caractéristiques
prévisionnelles sont de 400 m3/h, 95°C, et 9 000 TEP/an (Ferrara et
al., 1985).
1.1.2 Les doublets en réservoirs gréseux
Trois doublets ont été réalisés dans la Communauté, le plus souvent à
titre expérimental ; l'un d'eux (Melleray) a été abandonné en tant que
doublet et a fonctionné en puits unique à cause de difficultés de
réinjection. Ces mêmes difficultés limitent le débit exploitable sur
deux autres sites, Thisted (Danemark) et Metanopoli (San Donato
Milanese, Italie), à 34 et 50 m3/h respectivement (SESAME*). Compte
tenu des faibles températures du fluide (45''C et 60°C) , le
fonctionnement de ces installations ne pourra être qu'expérimental, le
seul coût de l'électricité de pompage étant probablement du même ordre
de grandeur que la valeur de l'énergie produite.
L'économie possible en combustibles de ces installations, ne peut être
au mieux que de quelques centaines de TEP/an (tableau 2), tout au
moins dans l'état actuel des techniques de réinjection.
* SESAME : Banque de données CEE - ECHO Service - 177, route d'Esch
1471 LUXEMBOURG - LUXEMBOURG
tel : 352/488041
telex : 2181 EUROL LU.
Datacentralen - Landlystvej 40
2650 Hvidovre - Copenhagen
DANMARK - tel : 45 (1) 75 81 22
telex : 27122 DC DK
- 9 -
1.1.3 Les usages de l'énergie géothermique produite par doublets
De la description qui précède et du tableau 1, il découle que
pratiquement tous les usages de l'énergie géothermique exploitée par
doublet sont destinés à l'habitat. En effet, les investissements sont
très lourds, et les temps de retour prévisionnels très longs : même
avec un prix de l'énergie analogue à celui des années 1982 - 1985,
ils seraient de 7-8 ans au miniumum. Un tel délai est incompatible
avec les exigences du secteur industriel, pour lequel les temps de
retours sont de 2 à 3 ans au plus. Le cas de Melleray est là pour
souligner les difficultés d'une utilisation dans le secteur agricole.
Seul l'habitat, où utilisateurs et réseau de distribution sont
assurés de rester en place pour plusieurs dizaines d'années, est un
secteur susceptible de consentir des investissements dans de telles
conditions.
1.2 Les exploitations à puits unique
1.2.1 L'aspect géologique
Ces exploitations concernent essentiellement des ressources
géothermiques dont le fluide, peu salé, peut être rejeté sans
problèmes dans l'environnement, ou bien même peut être utilisé à des
fins agricoles ou domestiques. La salinité des nappes croissant
fréquement avec la profondeur, ces exploitation ont en général des
prises d'eau relativement peu profondes (500 à 1 200 m)
Les réservoirs sont ici encore, essentiellement carbonates avec
parfois des nappes plus superficielles en milieu sableux ou gréseux
(tableau 2) ; de plus, dans des zones à thermalisme reconnu, des
forages peu profonds ont mis en valeur des circulations d'eau le long
des fissures.
1.2.2 Les usages des exploitations à puits unique
1.2.2.1 Le chauffage de serres
La chaleur fournie, et donc utilisée, dépend très largement du type de
culture. Ainsi Y. Cormary et C. Nicolas (1985) estiment que pour la
France la consommation annuelle de fuel varie de 0,5 l/m2 à 80 l/m2,
selon le type de production. Convertis en TEP, ces chiffres
- 9 -
1.1.3 Les usages de l'énergie géothermique produite par doublets
De la description qui précède et du tableau 1, il découle que
pratiquement tous les usages de l'énergie géothermique exploitée par
doublet sont destinés à l'habitat. En effet, les investissements sont
très lourds, et les temps de retour prévisionnels très longs : même
avec un prix de l'énergie analogue à celui des années 1982 - 1985,
ils seraient de 7-8 ans au miniumum. Un tel délai est incompatible
avec les exigences du secteur industriel, pour lequel les temps de
retours sont de 2 à 3 ans au plus. Le cas de Melleray est là pour
souligner les difficultés d'une utilisation dans le secteur agricole.
Seul l'habitat, où utilisateurs et réseau de distribution sont
assurés de rester en place pour plusieurs dizaines d'années, est un
secteur susceptible de consentir des investissements dans de telles
conditions.
1.2 Les exploitations à puits unique
1.2.1 L'aspect géologique
Ces exploitations concernent essentiellement des ressources
géothermiques dont le fluide, peu salé, peut être rejeté sans
problèmes dans l'environnement, ou bien même peut être utilisé à des
fins agricoles ou domestiques. La salinité des nappes croissant
fréquement avec la profondeur, ces exploitation ont en général des
prises d'eau relativement peu profondes (500 à 1 200 m)
Les réservoirs sont ici encore, essentiellement carbonates avec
parfois des nappes plus superficielles en milieu sableux ou gréseux
(tableau 2) ; de plus, dans des zones à thermalisme reconnu, des
forages peu profonds ont mis en valeur des circulations d'eau le long
des fissures.
1.2.2 Les usages des exploitations à puits unique
1.2.2.1 Le chauffage de serres
La chaleur fournie, et donc utilisée, dépend très largement du type de
culture. Ainsi Y. Cormary et C. Nicolas (1985) estiment que pour la
France la consommation annuelle de fuel varie de 0,5 l/m2 à 80 l/m2,
selon le type de production. Convertis en TEP, ces chiffres
CHAUFFAGE DE SERRES
SITE
Lodève
Melleray
Cartagena
Lamazère
Galzignano
Larderello
Canino
Pantani
PAYS
France
France
Espagne
France
Italie
Italie
Italie
Italie
NATURE rés.
Dolo. cale.
Grès
Calcaire
Cale. dolo.
Cale, karst.
ITEP substi.
1 600(1)
I 1.500(2)
1 2.700(1)
I 1.100
1 600(1)
1 450(1)
1 50(3)
¡de 5.000|à 20.000
SURFACE SERRES
deà
(m2)20.000
50.000(2)
90.000
30.000
20.000
15.000
1.600
120.000520.000
TOTALde
â12.000 de27.000 à
296.600696.600
(Ami ata)
(Rodigo)(Xanthi)
[Italie1
1 Italie1 Grèce1
Cale. dolo.
Calcaire?
de 6.900(3) | de 230.000à 10.500(3) jà 350.000
230(4)1 8.000220(4)1 4.000
(1) désigne une estimation sur la base de 300 TEP environ pour 1 ha (10 000 m2).
(2) Exploitation arrêtée, non comptée dans le total.
(3) L'exploitation de Monte Amiata, qui est en fait un rejet thermique, a été prise encompte. Cette position se justifie par analogie avec le cas de chaleur récupéréesur puits d'eau potable ou dans les établissements thermaux, où elle constitueaussi un sous-produit.
(4) Projets
TABLEAU 3
Liste des exploitations consacrées à l'agriculture
CHAUFFAGE DE SERRES
SITE
Lodève
Melleray
Cartagena
Lamazère
Galzignano
Larderello
Canino
Pantani
PAYS
France
France
Espagne
France
Italie
Italie
Italie
Italie
NATURE rés.
Dolo. cale.
Grès
Calcaire
Cale. dolo.
Cale, karst.
ITEP substi.
1 600(1)
I 1.500(2)
1 2.700(1)
I 1.100
1 600(1)
1 450(1)
1 50(3)
¡de 5.000|à 20.000
SURFACE SERRES
deà
(m2)20.000
50.000(2)
90.000
30.000
20.000
15.000
1.600
120.000520.000
TOTALde
â12.000 de27.000 à
296.600696.600
(Ami ata)
(Rodigo)(Xanthi)
[Italie1
1 Italie1 Grèce1
Cale. dolo.
Calcaire?
de 6.900(3) | de 230.000à 10.500(3) jà 350.000
230(4)1 8.000220(4)1 4.000
(1) désigne une estimation sur la base de 300 TEP environ pour 1 ha (10 000 m2).
(2) Exploitation arrêtée, non comptée dans le total.
(3) L'exploitation de Monte Amiata, qui est en fait un rejet thermique, a été prise encompte. Cette position se justifie par analogie avec le cas de chaleur récupéréesur puits d'eau potable ou dans les établissements thermaux, où elle constitueaussi un sous-produit.
(4) Projets
TABLEAU 3
Liste des exploitations consacrées à l'agriculture
- 10 -
-4 -4correspondent approximativement à 5.10 et 800.10 TEP/m2 : l'écart
est donc énorme, les mêmes auteurs avancent les chiffres de
800 000 TEP pour une surface de 7 000 hectares (70.10 m2). La-4
consommation moyenne serait donc de 110.10 TEP/m2 en France, pays
qui par son climat se situe à mi-chemin entre les pays méditerranéens
et les pays d'Europe du Nord. La production horticole (plantes en pot,
fleurs coupées), qui nécessite la plus grande consommation d'énergie,-4
exigerait environ 40 l/m2, soit 400.10 TEP/m2.
A la différence donc du chauffage urbain, pour lequel les besoins
thermiques de chaque type de logement sont pratiquement invariables
selon les années, l'économie d'énergie dans les serres pourra varier
en fonction du type de production, et ne sera pas nécessairement la
même d'une année sur l'autre.
Les chiffres donnés tableau 3, qui résument les principales
installations connues, sont donc très imprécis et doivent être
regardés comme des ordres de grandeur. La surface des serres
construites est plus facile à évaluer, encore qu'une incertitude régne
sur le développement exact des deux plus grosses installations
(Pantani et Monte Amiata) en Italie.
La surface totale de serres ayant recours à la géothermie devrait se
situer à court terme dans une fourchette de 600 000 à 1 100 000 m2 ;
ces chiffres devraient être modulés selon le maintien ou l'abandon de
la production géothermique de Melleray, et surtout selon le
développement des deux énormes projets de Monte Amiata et Pantani.
Les consommations et les économies réelles d'énergie sont difficiles à
évaluer, et seuls quelques recoupements peuvent être faits. A
Melleray, une quantité de chaleur d'environ 15 000 à 18 000 MWh, soit
1 300 à 1 500 TEP, a été distribuée sur 150 000 m2 lorsque
l'exploitation géothermique a fonctionné convenablement. La
consommation d'énergie géothermique aurait donc été de l'ordre de-4
100.10 TEP/m2. A Lamazère, les chiffres disponibles (cf. tableau 3 ;
J.P. Dane, in Lemale et Pivin - 1986, p. 44) sont de 1 100 TEP
annuelles, pour une surface de 34 000 m2 ; la consommation d'énergie
par unité de surface, serait donc beaucoup plus importante qu'à
Melleray.
En ce qui concerne l'Italie, les chiffres disponibles dans la banque
- 10 -
-4 -4correspondent approximativement à 5.10 et 800.10 TEP/m2 : l'écart
est donc énorme, les mêmes auteurs avancent les chiffres de
800 000 TEP pour une surface de 7 000 hectares (70.10 m2). La-4
consommation moyenne serait donc de 110.10 TEP/m2 en France, pays
qui par son climat se situe à mi-chemin entre les pays méditerranéens
et les pays d'Europe du Nord. La production horticole (plantes en pot,
fleurs coupées), qui nécessite la plus grande consommation d'énergie,-4
exigerait environ 40 l/m2, soit 400.10 TEP/m2.
A la différence donc du chauffage urbain, pour lequel les besoins
thermiques de chaque type de logement sont pratiquement invariables
selon les années, l'économie d'énergie dans les serres pourra varier
en fonction du type de production, et ne sera pas nécessairement la
même d'une année sur l'autre.
Les chiffres donnés tableau 3, qui résument les principales
installations connues, sont donc très imprécis et doivent être
regardés comme des ordres de grandeur. La surface des serres
construites est plus facile à évaluer, encore qu'une incertitude régne
sur le développement exact des deux plus grosses installations
(Pantani et Monte Amiata) en Italie.
La surface totale de serres ayant recours à la géothermie devrait se
situer à court terme dans une fourchette de 600 000 à 1 100 000 m2 ;
ces chiffres devraient être modulés selon le maintien ou l'abandon de
la production géothermique de Melleray, et surtout selon le
développement des deux énormes projets de Monte Amiata et Pantani.
Les consommations et les économies réelles d'énergie sont difficiles à
évaluer, et seuls quelques recoupements peuvent être faits. A
Melleray, une quantité de chaleur d'environ 15 000 à 18 000 MWh, soit
1 300 à 1 500 TEP, a été distribuée sur 150 000 m2 lorsque
l'exploitation géothermique a fonctionné convenablement. La
consommation d'énergie géothermique aurait donc été de l'ordre de-4
100.10 TEP/m2. A Lamazère, les chiffres disponibles (cf. tableau 3 ;
J.P. Dane, in Lemale et Pivin - 1986, p. 44) sont de 1 100 TEP
annuelles, pour une surface de 34 000 m2 ; la consommation d'énergie
par unité de surface, serait donc beaucoup plus importante qu'à
Melleray.
En ce qui concerne l'Italie, les chiffres disponibles dans la banque
- 11 -
de données CEE "SESAME" ainsi que dans la littérature (Cataldi 1984 ;
Ferrara et al. , 1985) conduisent à des estimations nettement-4
supérieures. On aurait ainsi une consommation de 600.10 TEP/m2 an à
Hulera (Cataldi 1984, p. 16), 400. lO""* TEP/m2 an à Pantani (SESAME).
Enfin, l'économie de 50 000 TEP à Monte Amiata n'est pas seulement à
imputer aux futurs 350 000 m2 de serres, mais aussi à un programme
prévisionnel de séchage pour produits agricoles (Ferrara et al.,
1985).
Le tableau 3 a donc été complété, en prenant comme hypothèse une-4consommation annuelle de 300 TEP par hectare, soit 300.10 TEP/m2 an.
Dans ces conditions, l'énergie géothermique fournie se situerait un
peu au-dessous d'une fourchette de 20 000 à 40 000 TEP/an.
1.2.2.2 Le séchage de produits agricoles
Cette utilisation de l'énergie géothermique, prévue d'ailleurs dans le
fameux diagramme de Lindal (1973), reste à l'état de projets. On a
mentionné ci-dessus celui de Monte Amiata ; le projet de Rodigo
(Italie) prévoit une utilisation annuelle d'environ 3 000 fiîWh, soit
2 600 TEP environ.
1.2.2.3 Le chauffage dans les villes d'eaux et les exploitations
associées au thermalisme
Dans cette rubrique ont été regroupées (tableau 4) les installations
géothermiques destinées au chauffage d'habitations, et liées à des
sources chaudes ou à des réservoirs situés à faible profondeur
(souvent moins de 500 m). Dans de nombreux cas, la chaleur
géothermique n'est qu'un sous-produit de l'exploitation des eaux
thermales (Haenel, 1985). Il s'agit donc d'un exemple de chaleur
fatale, comme par ailleurs celui de Monte Amiata pour les
exploitations agricoles.
Dans l'ensemble, les exploitations sont de petite taille, avec une
puissance installée de l'ordre de 1 MW et une économie en combustible
de quelques centaines de TEP. Une exception majeure toutefois est
constituée par le district d' Abano Monteortone - Montegrotto
Battaglia, où plus de 250 puits desservent une centaine de postes de
livraison de chaleur (Ferrara et al., 1985, p. 101). Selon
P. Ungemach (1983), la puissance de l'ensemble atteindrait 250 MW ;
- 11 -
de données CEE "SESAME" ainsi que dans la littérature (Cataldi 1984 ;
Ferrara et al. , 1985) conduisent à des estimations nettement-4
supérieures. On aurait ainsi une consommation de 600.10 TEP/m2 an à
Hulera (Cataldi 1984, p. 16), 400. lO""* TEP/m2 an à Pantani (SESAME).
Enfin, l'économie de 50 000 TEP à Monte Amiata n'est pas seulement à
imputer aux futurs 350 000 m2 de serres, mais aussi à un programme
prévisionnel de séchage pour produits agricoles (Ferrara et al.,
1985).
Le tableau 3 a donc été complété, en prenant comme hypothèse une-4consommation annuelle de 300 TEP par hectare, soit 300.10 TEP/m2 an.
Dans ces conditions, l'énergie géothermique fournie se situerait un
peu au-dessous d'une fourchette de 20 000 à 40 000 TEP/an.
1.2.2.2 Le séchage de produits agricoles
Cette utilisation de l'énergie géothermique, prévue d'ailleurs dans le
fameux diagramme de Lindal (1973), reste à l'état de projets. On a
mentionné ci-dessus celui de Monte Amiata ; le projet de Rodigo
(Italie) prévoit une utilisation annuelle d'environ 3 000 fiîWh, soit
2 600 TEP environ.
1.2.2.3 Le chauffage dans les villes d'eaux et les exploitations
associées au thermalisme
Dans cette rubrique ont été regroupées (tableau 4) les installations
géothermiques destinées au chauffage d'habitations, et liées à des
sources chaudes ou à des réservoirs situés à faible profondeur
(souvent moins de 500 m). Dans de nombreux cas, la chaleur
géothermique n'est qu'un sous-produit de l'exploitation des eaux
thermales (Haenel, 1985). Il s'agit donc d'un exemple de chaleur
fatale, comme par ailleurs celui de Monte Amiata pour les
exploitations agricoles.
Dans l'ensemble, les exploitations sont de petite taille, avec une
puissance installée de l'ordre de 1 MW et une économie en combustible
de quelques centaines de TEP. Une exception majeure toutefois est
constituée par le district d' Abano Monteortone - Montegrotto
Battaglia, où plus de 250 puits desservent une centaine de postes de
livraison de chaleur (Ferrara et al., 1985, p. 101). Selon
P. Ungemach (1983), la puissance de l'ensemble atteindrait 250 MW ;
1 SITE
iMorsbronn
JNeris
1 Orense
1 Abano
JDivers "Spas"
¡Dax
[Aachen
1 Baden-Baden
1 Bad-Ems
JBiberach
iKonstanz
1 Urach
1 Wiesbaden
|Bagno di Romagna
JAcqui terme
PAYS
France
France
Espagne
Italie
Italie
France
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Italie
TOTAL
CHAUFFAGE DE
Thermalisme -
NATURE rés.
?
?
?
Calcaire
?
Calcaire
?
?
?
Cale, karst.
Cale, karst.
Calcaire
Fract. mtm
Fract. mtm
VILLES D
Sources'EAUXchaudes
TEP substi.
500
100
?
10.000
500
800
290
120
60
70
170
130
390
530
14.110
(?)
PUISS. (kW)
980
de 140.000 (?)à 250.000 (?)
820
290
160
250
1.570
1.000
1.650
2.100
de 148.860à 248.860
SOURCE
Babot et Al. , 1986
Cf Ferrara et al. 1985Ungemach 1983Sommaruga 1985
7
Haenel 1985
Symposium Pise 1987
TABLEAU 4
Liste des exploitations géothermiques à puits unique dans les villesd'eaux ou zones thermales
1 SITE
iMorsbronn
JNeris
1 Orense
1 Abano
JDivers "Spas"
¡Dax
[Aachen
1 Baden-Baden
1 Bad-Ems
JBiberach
iKonstanz
1 Urach
1 Wiesbaden
|Bagno di Romagna
JAcqui terme
PAYS
France
France
Espagne
Italie
Italie
France
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Allemagne
Italie
TOTAL
CHAUFFAGE DE
Thermalisme -
NATURE rés.
?
?
?
Calcaire
?
Calcaire
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?
?
Cale, karst.
Cale, karst.
Calcaire
Fract. mtm
Fract. mtm
VILLES D
Sources'EAUXchaudes
TEP substi.
500
100
?
10.000
500
800
290
120
60
70
170
130
390
530
14.110
(?)
PUISS. (kW)
980
de 140.000 (?)à 250.000 (?)
820
290
160
250
1.570
1.000
1.650
2.100
de 148.860à 248.860
SOURCE
Babot et Al. , 1986
Cf Ferrara et al. 1985Ungemach 1983Sommaruga 1985
7
Haenel 1985
Symposium Pise 1987
TABLEAU 4
Liste des exploitations géothermiques à puits unique dans les villesd'eaux ou zones thermales
- 12 -
d'après les chiffres de Ferrara et al. (op. cit.), le débit puisé
serait de 1 150 kg/s soit plus de 4 000 m3/h : ceci correspond à une
puissance de 120 à 140 MW, pour un écart de température de 35 à
40°C, entre production et rejet. Malgré l'imprécision des chiffres,
il est évident que dans le domaine du chauffage des villes d'eaux en
Europe, l'essentiel est assuré par le district d' Abano, qui
représente probablement à lui seul 70 % de l'énergie géothermique
produite et utilisée de cette façon. Ceci est à mettre en liaison
avec deux faits majeurs , d'une part l'existence d'une importante
industrie (touristique et balnéaire), pour qui l'exploitation
thermique ne constitue qu'un sous produit marginal ; d'autre part une
ressource géologique exceptionnelle (plus de 4 000 m3/h à 60-78°C)
située à faible profondeur.
Le développement actuel de plusieurs projets va accentuer le lien
entre thermalisme et géothermie, plusieurs villes d'eaux (Acqui Terme
et Bagno di Romagna en Italie, Saulgau en RFA) sont en train en effet
de développer leur recours à la géothermie. Les exploitants du
thermalisme et ceux du chauffage urbain étant en général différents,
et un conflit d'usage pouvant donc naître à propos de l'utilisation
de la ressource souterraine, le développement de tels projets suppose
résolus de nombreux conflits entre usagers potentiels, au niveau
d'une municipalité.
Dans beaucoup de pays, le potentiel de développement est néanmoins
limité, à moins de multiplier les nouveaux captages. Ainsi le
répertoire de quelques 900 sources thermales en France (Anonyme,
1975) permet de chiffrer à 3 000 m3/h environ, le débit total
autorisé des sources à plus de 15°C et 10 m3/h de production
unitaire. Les températures étant plus faibles en moyenne qu'à Abano,
le potentiel thermique l'est aussi, et ne doit donc pas dépasser
quelques milliers de TEP.
1.2.2.4 Les exploitations pour le chauffage d'habitations hors des
zones thermales
Les puits sont plus profonds (jusqu'à 1 800 m, Vicenza) ; lorqu'ils
sont courts, l'usage de PAC est général pour des températures de
moins de 50°C. Pour des températures plus élevées, l'usage de PAC est
souvent peu justifié d'un point de vue économique, à cause d'une
période d'emploi trop courte dans l'année. Il est bon de remarquer
que des opérations classiquement décrites comme opérations de
géothermie (Bruyères, Châteauroux, Bordeaux Bénauge, Pessac...) sont
avant tout de grosses exploitations de PAC. La raison d'une prise
- 12 -
d'après les chiffres de Ferrara et al. (op. cit.), le débit puisé
serait de 1 150 kg/s soit plus de 4 000 m3/h : ceci correspond à une
puissance de 120 à 140 MW, pour un écart de température de 35 à
40°C, entre production et rejet. Malgré l'imprécision des chiffres,
il est évident que dans le domaine du chauffage des villes d'eaux en
Europe, l'essentiel est assuré par le district d' Abano, qui
représente probablement à lui seul 70 % de l'énergie géothermique
produite et utilisée de cette façon. Ceci est à mettre en liaison
avec deux faits majeurs , d'une part l'existence d'une importante
industrie (touristique et balnéaire), pour qui l'exploitation
thermique ne constitue qu'un sous produit marginal ; d'autre part une
ressource géologique exceptionnelle (plus de 4 000 m3/h à 60-78°C)
située à faible profondeur.
Le développement actuel de plusieurs projets va accentuer le lien
entre thermalisme et géothermie, plusieurs villes d'eaux (Acqui Terme
et Bagno di Romagna en Italie, Saulgau en RFA) sont en train en effet
de développer leur recours à la géothermie. Les exploitants du
thermalisme et ceux du chauffage urbain étant en général différents,
et un conflit d'usage pouvant donc naître à propos de l'utilisation
de la ressource souterraine, le développement de tels projets suppose
résolus de nombreux conflits entre usagers potentiels, au niveau
d'une municipalité.
Dans beaucoup de pays, le potentiel de développement est néanmoins
limité, à moins de multiplier les nouveaux captages. Ainsi le
répertoire de quelques 900 sources thermales en France (Anonyme,
1975) permet de chiffrer à 3 000 m3/h environ, le débit total
autorisé des sources à plus de 15°C et 10 m3/h de production
unitaire. Les températures étant plus faibles en moyenne qu'à Abano,
le potentiel thermique l'est aussi, et ne doit donc pas dépasser
quelques milliers de TEP.
1.2.2.4 Les exploitations pour le chauffage d'habitations hors des
zones thermales
Les puits sont plus profonds (jusqu'à 1 800 m, Vicenza) ; lorqu'ils
sont courts, l'usage de PAC est général pour des températures de
moins de 50°C. Pour des températures plus élevées, l'usage de PAC est
souvent peu justifié d'un point de vue économique, à cause d'une
période d'emploi trop courte dans l'année. Il est bon de remarquer
que des opérations classiquement décrites comme opérations de
géothermie (Bruyères, Châteauroux, Bordeaux Bénauge, Pessac...) sont
avant tout de grosses exploitations de PAC. La raison d'une prise
SITE
Maison de la Radio
Libourne
Bruyère
Châteauroux
Hagetmau
Bordeaux-Stadium
Saulgau
Bordeaux-Bénauge
Bordeaux-Gd Parc
Pessac
Bordeaux-Mériadeck
Merignac-106
Mont de Marsan 2
Blagnac
Mont de Marsan 1
Vicenza
Larderello
Turnhout (piscine)
PAYS
France
R.F.A.
France
Italie
n
Pays-Bas
TOTAL
Réserv.
Sables
Sables
Sables
Grès
Sables
Calcaire, karst.
Cale.
Cale.
Cale.
Cale.
Cale.
sables
sables
sables
sables
sables
Calcaire
Calcaire
Cale.
Cale.
Cale.
Craie
sables
dolo.
dolo.
TEP
Total 1
300 1
1 . 400 1
600 1
1.100 1
500 1
2.100 1
1.900 I
1.990 1
1 . 500 i
1 . 500 1
1 . 500 1
600 1
900 i
1 . 700 1
2.000 1
1.300 (?)|
pm 1
20.800
SUBSTITUEESPAC |Ech. dir.
1
1
1
300
.400
600
.100
?
?
?
900*
.290»
600*
?
0
?
0
0
0
?
?
?
1.000
700
900
?
1.200
?
TEMPERATURE |
°c 1
27 1
23 1
30 1
31 I
32 1
34 1
42 1
44 1
46 I
48 1
53 1
55 1
56 I
58 1
60 1
65 1
68 1
TABLEAU 5Liste des exploitations géothermiques à puits uniques, hors des villes thermales
SITE
Maison de la Radio
Libourne
Bruyère
Châteauroux
Hagetmau
Bordeaux-Stadium
Saulgau
Bordeaux-Bénauge
Bordeaux-Gd Parc
Pessac
Bordeaux-Mériadeck
Merignac-106
Mont de Marsan 2
Blagnac
Mont de Marsan 1
Vicenza
Larderello
Turnhout (piscine)
PAYS
France
R.F.A.
France
Italie
n
Pays-Bas
TOTAL
Réserv.
Sables
Sables
Sables
Grès
Sables
Calcaire, karst.
Cale.
Cale.
Cale.
Cale.
Cale.
sables
sables
sables
sables
sables
Calcaire
Calcaire
Cale.
Cale.
Cale.
Craie
sables
dolo.
dolo.
TEP
Total 1
300 1
1 . 400 1
600 1
1.100 1
500 1
2.100 1
1.900 I
1.990 1
1 . 500 i
1 . 500 1
1 . 500 1
600 1
900 i
1 . 700 1
2.000 1
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20.800
SUBSTITUEESPAC |Ech. dir.
1
1
1
300
.400
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1.000
700
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1.200
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TEMPERATURE |
°c 1
27 1
23 1
30 1
31 I
32 1
34 1
42 1
44 1
46 I
48 1
53 1
55 1
56 I
58 1
60 1
65 1
68 1
TABLEAU 5Liste des exploitations géothermiques à puits uniques, hors des villes thermales
- 13 -
d'eau dans des nappes profondes plutôt que superficielles, tient
parfois au fait que ces dernières sont souvent déjà très sollicitées
pour l'eau à usage domestique ou industriel : c'est ce qui a été très
explicitement écrit à propos de Libourne par R. Piet (1986).
L'harmonisation entre utilisation thermique et utilisation de l'eau
potable, est le problème dominant concernant ce type d'installation.
Ou bien la récupération d'énergie thermique est un sous-produit de
l'utilisation de l'eau (Hagetmau, Libourne) ; ou bien la protection
des nappes d'eau superficielles d'eau douce oblige, pour une
utilisation combinée chaleur-eau, à viser des réservoirs plus
profonds (cf. plus haut) ; parfois l'exploitation thermique se fait
par dérogation aux règles de protection des nappes d'eau potable
(Maison de la Radio à Paris), etc.. Par ailleurs pour des eaux
potables à environ 30-35°C, il semble bien actuellement que la valeur
marchande de l'eau elle-même, soit nettement supérieure à celle de
l'énergie thermique que l'on en tire...
Globalement, l'énergie produite est d'environ 20 000 TEP, dont la
moitié probablement en provenance du fonctionnement des PAC
(tableau 5) .
1.3 Les exploitations par pompes à chaleur
1.3.1 L'exploitation par PAC est-elle de la géothermie ?
Deux opinions s'affrontent sur ce problème délicat. L'une considère
que les PAC, consommant de l'énergie, ne peuvent être considérées
comme une source d'énergie et ne sont qu'un équipement auxiliaire (par
exemple, cf. Mot, 1982). L'autre opinion au contraire affirme que
l'extraction de chaleur des eaux souterraines au moyen de PAC, est de
la géothermie au sens propre du terme (Haenel, 1985).
Sans vouloir prendre position dans ce débat, l'on peut néanmoins faire
quelques remarques :
- les moteurs des PAC sont en général électriques, et l'utilisation
d'une énergie "noble" à des fins thermiques est souvent critiquée.
Mais la géothermie aussi consomme de l'électricité, en pompage et en
réinjection. Si la production énergétique d'une installation
géothermique est faible, le rapport énergie thermique produite/énergie
électrique consommée peut être du même ordre de grandeur que pour une
pompe à chaleur sur nappe phréatique, alors que l'investissement est
infiniment plus lourd.
- 13 -
d'eau dans des nappes profondes plutôt que superficielles, tient
parfois au fait que ces dernières sont souvent déjà très sollicitées
pour l'eau à usage domestique ou industriel : c'est ce qui a été très
explicitement écrit à propos de Libourne par R. Piet (1986).
L'harmonisation entre utilisation thermique et utilisation de l'eau
potable, est le problème dominant concernant ce type d'installation.
Ou bien la récupération d'énergie thermique est un sous-produit de
l'utilisation de l'eau (Hagetmau, Libourne) ; ou bien la protection
des nappes d'eau superficielles d'eau douce oblige, pour une
utilisation combinée chaleur-eau, à viser des réservoirs plus
profonds (cf. plus haut) ; parfois l'exploitation thermique se fait
par dérogation aux règles de protection des nappes d'eau potable
(Maison de la Radio à Paris), etc.. Par ailleurs pour des eaux
potables à environ 30-35°C, il semble bien actuellement que la valeur
marchande de l'eau elle-même, soit nettement supérieure à celle de
l'énergie thermique que l'on en tire...
Globalement, l'énergie produite est d'environ 20 000 TEP, dont la
moitié probablement en provenance du fonctionnement des PAC
(tableau 5) .
1.3 Les exploitations par pompes à chaleur
1.3.1 L'exploitation par PAC est-elle de la géothermie ?
Deux opinions s'affrontent sur ce problème délicat. L'une considère
que les PAC, consommant de l'énergie, ne peuvent être considérées
comme une source d'énergie et ne sont qu'un équipement auxiliaire (par
exemple, cf. Mot, 1982). L'autre opinion au contraire affirme que
l'extraction de chaleur des eaux souterraines au moyen de PAC, est de
la géothermie au sens propre du terme (Haenel, 1985).
Sans vouloir prendre position dans ce débat, l'on peut néanmoins faire
quelques remarques :
- les moteurs des PAC sont en général électriques, et l'utilisation
d'une énergie "noble" à des fins thermiques est souvent critiquée.
Mais la géothermie aussi consomme de l'électricité, en pompage et en
réinjection. Si la production énergétique d'une installation
géothermique est faible, le rapport énergie thermique produite/énergie
électrique consommée peut être du même ordre de grandeur que pour une
pompe à chaleur sur nappe phréatique, alors que l'investissement est
infiniment plus lourd.
- 14 -
La remarque précédente vise les doublets-pilotes sur réservoirs
gréseux, comme il en existe dans plusieurs pays de la Communauté. Rien
n'indique en effet que l'on parvienne, dans un avenir proche, à
diminuer sensiblement l'énergie électrique nécessaire à la production
d'énergie thermique. Or, le fonctionnement d'une telle installation
peut nécessiter par exemple une puissance de 300 kW, pour réinjecter
50 m3/h (soit 15 1/s) ; si 15°C sont récupérés en moyenne dans l'année
par seul échange direct, (production à 60°C, rejet à 45''C) la
puissance thermique moyenne est de 750 Kth/h soit environ 900 kW. Or,
une PAC de 300 kW avec un coefficient de performance de 3, valeur
modeste, fournirait la même puissance thermique. Il est donc évident
que du seul point de vue énergétique (sans parler du risque géologique
initial ni du coût de l'investissement) un tel doublet géothermique
n'est pas dans ce cas plus avantageux qu'une PAC, même si l'on ne
considère que la consommation d'électricité.
En ce qui concerne l'énergie thermique des nappes souterraines, celle
des nappes profondes est non renouvelable au même titre que le sont
les combustibles fossiles.
Au contraire, celle des nappes phréatiques est renouvelable (Margat,
1984, p. 455) ; en effet, leur température moyenne étant pratiquement
celle de la moyenne des pluies annuelles, ces nappes constituent un
stockage naturel d'énergie solaire, renouvelable bien évidemment. A ce
titre et dans l'optique de ménager les ressources énergétiques du
globe terrestre, il n'y a pas lieu de donner la préférence à la
géothermie du sous-sol profond plutôt qu'à l'exploitation des nappes
phréatiques par PAC. Rappelions que J. Olivet (1981) appellait
l'exploitation par PAC "géothermie indirecte". Enfin, il y a
manifestement une interaction entre exploitation des nappes
superficielles, et le développement de la géothermie. Ce n'est
certainement pas un hasard, en effet, si la géothermie s'est
développée autour de villes comme Paris et Bordeaux, qui sont deux des
principales agglomérations où l'utilisation des nappes superficielles
est la plus sévèrement réglementée.
Pour ces différents motifs, il a paru opportun de ne pas négliger la
contribution des PAC dans le bilan géothermique (au sens large) de la
CEE.
- 14 -
La remarque précédente vise les doublets-pilotes sur réservoirs
gréseux, comme il en existe dans plusieurs pays de la Communauté. Rien
n'indique en effet que l'on parvienne, dans un avenir proche, à
diminuer sensiblement l'énergie électrique nécessaire à la production
d'énergie thermique. Or, le fonctionnement d'une telle installation
peut nécessiter par exemple une puissance de 300 kW, pour réinjecter
50 m3/h (soit 15 1/s) ; si 15°C sont récupérés en moyenne dans l'année
par seul échange direct, (production à 60°C, rejet à 45''C) la
puissance thermique moyenne est de 750 Kth/h soit environ 900 kW. Or,
une PAC de 300 kW avec un coefficient de performance de 3, valeur
modeste, fournirait la même puissance thermique. Il est donc évident
que du seul point de vue énergétique (sans parler du risque géologique
initial ni du coût de l'investissement) un tel doublet géothermique
n'est pas dans ce cas plus avantageux qu'une PAC, même si l'on ne
considère que la consommation d'électricité.
En ce qui concerne l'énergie thermique des nappes souterraines, celle
des nappes profondes est non renouvelable au même titre que le sont
les combustibles fossiles.
Au contraire, celle des nappes phréatiques est renouvelable (Margat,
1984, p. 455) ; en effet, leur température moyenne étant pratiquement
celle de la moyenne des pluies annuelles, ces nappes constituent un
stockage naturel d'énergie solaire, renouvelable bien évidemment. A ce
titre et dans l'optique de ménager les ressources énergétiques du
globe terrestre, il n'y a pas lieu de donner la préférence à la
géothermie du sous-sol profond plutôt qu'à l'exploitation des nappes
phréatiques par PAC. Rappelions que J. Olivet (1981) appellait
l'exploitation par PAC "géothermie indirecte". Enfin, il y a
manifestement une interaction entre exploitation des nappes
superficielles, et le développement de la géothermie. Ce n'est
certainement pas un hasard, en effet, si la géothermie s'est
développée autour de villes comme Paris et Bordeaux, qui sont deux des
principales agglomérations où l'utilisation des nappes superficielles
est la plus sévèrement réglementée.
Pour ces différents motifs, il a paru opportun de ne pas négliger la
contribution des PAC dans le bilan géothermique (au sens large) de la
CEE.
1 TEP 1
TYPE D'EXPLOITATION | substituées | Remarques
Doublets sur réservoirs carbonates | 110 000 | dont 100 000 Dogger françaisI I 10 000 Ferrara (Italie)
PAC sur nappes phréatiques | 100 000 | dont RFA 60 0001 1 France 30 000I 1 Italie 7 000 (?)
Chauffage de serres 1 20 000 j dont 30 à 50 % pour les seuls1 à 40 000 ¡rejets de Monte Amiata
Puits uniques hors de régions thermales] 21 000 | dont 50% environ fournis par PAC
Puits uniques, liés au thermalisme | 14 000 | dont 10 000 pour le district1 |d' Abano
Doublets sur réservoirs gréseux | 1 000 ?|
TOTAL (environ) | 276 000 |
TABLEAU 6
Récapitulation (cf. tableaux 1 à 5) des substitutions par énergie géothermique, selonles modes d'exploitation. Seules les installations existantes ont été prises en compte.
1 TEP 1
TYPE D'EXPLOITATION | substituées | Remarques
Doublets sur réservoirs carbonates | 110 000 | dont 100 000 Dogger françaisI I 10 000 Ferrara (Italie)
PAC sur nappes phréatiques | 100 000 | dont RFA 60 0001 1 France 30 000I 1 Italie 7 000 (?)
Chauffage de serres 1 20 000 j dont 30 à 50 % pour les seuls1 à 40 000 ¡rejets de Monte Amiata
Puits uniques hors de régions thermales] 21 000 | dont 50% environ fournis par PAC
Puits uniques, liés au thermalisme | 14 000 | dont 10 000 pour le district1 |d' Abano
Doublets sur réservoirs gréseux | 1 000 ?|
TOTAL (environ) | 276 000 |
TABLEAU 6
Récapitulation (cf. tableaux 1 à 5) des substitutions par énergie géothermique, selonles modes d'exploitation. Seules les installations existantes ont été prises en compte.
- 15 -
1.3.2 Bilan thermique de l'exploitation par PAC des nappes
souterraines
Les chiffres sont rares et disparates ; comme on l'a vu plus haut,
certaines opérations dites de géothermie sont en fait des
installations fonctionnant sur pompes à chaleur (tableau 5). A part ce
cas particulier, le bilan réel de l'exploitation des nappes
superficielles est difficile à faire.
Les chiffres les plus précis concernent la République Fédérale
d'Allemagne. Haenel (1985) évalue à 60 000 TEP/an l'énergie tirée des
nappes souterraines, au moyen de PAC, qui seraient au nombre de
100 000 environ. En outre, il y avait en 1983 environ 400 PAC à gaz en
RFA, totalisant plus de 600 MW en puissance installée. Sur ce total,
20 % environ étaient sur nappe phréatique (Anonyme, 1984).
En Italie, les PAC seraient deux fois moins nombreuses qu'en RFA, et
10 % seulement seraient sur 'nappe phréatique contre 40 % en RFA
(Mitchell, 1985) ; l'énergie tirée des nappes devrait donc se trouver
dans une fourchette de 5 à 10 000 TEP/an.
Aux Pays-Bas , où 95 % des habitations sont desservies par le gaz
naturel, les PAC à gaz trouvent un terrain de développement favorable
à cause du prix relativement bas de ce combustible. Environ 40 PAC à
gaz étaient recenséesen 1984 (de 85 à 1 000 kW) , dont un peu moins de
la moitié sur nappes phréatiques (Van den Horst, 1984).
En France, les PAC eau/eau et eau/air seraient au nombre d'environ
30 000 selon les chiffres fournis par les constructeurs. Bien
évidemment, seule une fraction est installée sur nappe souterraine.
Sailly (1984) estime à 25 000 - 30 000 TEP/an l'énergie fournie par de
telles PAC. Cette estimation est peut-être modeste, puisqu'un chiffre
de 8 000 TEP/an est avancé pour 1 ' énergie tirée en Alsace de la seule
partie française de la nappe du Rhin.
Ainsi, c'est globalement un minimum de 100 000 TEP/an qui serait
produit par l'exploitation des PAC dans la CEE. Du point de vue
production énergétique, les PAC se situeraient juste après les
exploitations géothermiques par doublets, et très largement avant les
autres exploitations (tableau 6).
- 15 -
1.3.2 Bilan thermique de l'exploitation par PAC des nappes
souterraines
Les chiffres sont rares et disparates ; comme on l'a vu plus haut,
certaines opérations dites de géothermie sont en fait des
installations fonctionnant sur pompes à chaleur (tableau 5). A part ce
cas particulier, le bilan réel de l'exploitation des nappes
superficielles est difficile à faire.
Les chiffres les plus précis concernent la République Fédérale
d'Allemagne. Haenel (1985) évalue à 60 000 TEP/an l'énergie tirée des
nappes souterraines, au moyen de PAC, qui seraient au nombre de
100 000 environ. En outre, il y avait en 1983 environ 400 PAC à gaz en
RFA, totalisant plus de 600 MW en puissance installée. Sur ce total,
20 % environ étaient sur nappe phréatique (Anonyme, 1984).
En Italie, les PAC seraient deux fois moins nombreuses qu'en RFA, et
10 % seulement seraient sur 'nappe phréatique contre 40 % en RFA
(Mitchell, 1985) ; l'énergie tirée des nappes devrait donc se trouver
dans une fourchette de 5 à 10 000 TEP/an.
Aux Pays-Bas , où 95 % des habitations sont desservies par le gaz
naturel, les PAC à gaz trouvent un terrain de développement favorable
à cause du prix relativement bas de ce combustible. Environ 40 PAC à
gaz étaient recenséesen 1984 (de 85 à 1 000 kW) , dont un peu moins de
la moitié sur nappes phréatiques (Van den Horst, 1984).
En France, les PAC eau/eau et eau/air seraient au nombre d'environ
30 000 selon les chiffres fournis par les constructeurs. Bien
évidemment, seule une fraction est installée sur nappe souterraine.
Sailly (1984) estime à 25 000 - 30 000 TEP/an l'énergie fournie par de
telles PAC. Cette estimation est peut-être modeste, puisqu'un chiffre
de 8 000 TEP/an est avancé pour 1 ' énergie tirée en Alsace de la seule
partie française de la nappe du Rhin.
Ainsi, c'est globalement un minimum de 100 000 TEP/an qui serait
produit par l'exploitation des PAC dans la CEE. Du point de vue
production énergétique, les PAC se situeraient juste après les
exploitations géothermiques par doublets, et très largement avant les
autres exploitations (tableau 6).
- 16 -
1.3.3 Les usagers des PAC
Ils sont beaucoup plus variés que dans le cas des exploitations
géothermique à puits unique, et surtout que dans celui des doublets.
Aucun recensement précis ne semble avoir été fait, mais de très
nombreux exemples d'application à l'agriculture et à l'industrie sont
connu, à côté du chauffage de locaux. Les derniers exemples connus
concernent de petites installations, environ 100 kW thermiques, qui se
substituent à un chauffage par fuel oil domestique. Ce créneau paraît
constituer un optimum entre, d'une part des installations plus petites
et donc moins économiques, et d'autre part des ensembles plus
importants, susceptibles d'être équipés de générateurs à combustible
peu coûteux (charbon, fuel lourd).
2. DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE : LES FACTEURS FAVORABLES ET
DEFAVORABLES
2.1 La natvire du sous-sol
De la lecture des tableaux 1 à 5, il apparaît clairement que les
aquifères les plus favorables sont constitués par les roches
carbonatées. Quel que soit le cas considéré, les calcaires (karstiques
ou dolomitiques le plus souvent) fournissent plus de 90 % des
ressources exploitées. Il existe une seule exception, celle des
aquifères sableux, peu profonds, exploités avec PAC. En conséquence,
la présence en profondeur de séries calcaréo-dolomitiques apparaît
donc comme un des principaux facteurs sinon suffisant, tout au moins
nécessaire au développement de la géothermie pour usage direct.
En ce qui concerne les investissements liés au sous-sol, ils doivent
être aussi faibles que possible. Deux cas favorables se présentent :
- le premier est celui où les forages sont payés par une autre
industrie, qu'elle soit pétrolière, thermale, productrice
d'électricité ou d'eau potable : il s'agit alors de récupération de
forages pétroliers, de la chaleur émise par des eaux thermales ou
récupérable sur les captages d'eaux à usage domestique et industriel,
de rejets thermiques après turbinage de vapeur. L'on se trouve donc
souvent dans le cas de chaleur dite "fatale", c'est-à-dire générée
- 16 -
1.3.3 Les usagers des PAC
Ils sont beaucoup plus variés que dans le cas des exploitations
géothermique à puits unique, et surtout que dans celui des doublets.
Aucun recensement précis ne semble avoir été fait, mais de très
nombreux exemples d'application à l'agriculture et à l'industrie sont
connu, à côté du chauffage de locaux. Les derniers exemples connus
concernent de petites installations, environ 100 kW thermiques, qui se
substituent à un chauffage par fuel oil domestique. Ce créneau paraît
constituer un optimum entre, d'une part des installations plus petites
et donc moins économiques, et d'autre part des ensembles plus
importants, susceptibles d'être équipés de générateurs à combustible
peu coûteux (charbon, fuel lourd).
2. DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE : LES FACTEURS FAVORABLES ET
DEFAVORABLES
2.1 La natvire du sous-sol
De la lecture des tableaux 1 à 5, il apparaît clairement que les
aquifères les plus favorables sont constitués par les roches
carbonatées. Quel que soit le cas considéré, les calcaires (karstiques
ou dolomitiques le plus souvent) fournissent plus de 90 % des
ressources exploitées. Il existe une seule exception, celle des
aquifères sableux, peu profonds, exploités avec PAC. En conséquence,
la présence en profondeur de séries calcaréo-dolomitiques apparaît
donc comme un des principaux facteurs sinon suffisant, tout au moins
nécessaire au développement de la géothermie pour usage direct.
En ce qui concerne les investissements liés au sous-sol, ils doivent
être aussi faibles que possible. Deux cas favorables se présentent :
- le premier est celui où les forages sont payés par une autre
industrie, qu'elle soit pétrolière, thermale, productrice
d'électricité ou d'eau potable : il s'agit alors de récupération de
forages pétroliers, de la chaleur émise par des eaux thermales ou
récupérable sur les captages d'eaux à usage domestique et industriel,
de rejets thermiques après turbinage de vapeur. L'on se trouve donc
souvent dans le cas de chaleur dite "fatale", c'est-à-dire générée
- 17 -
obligatoirement par un certain type d'activité humaine. Cette
récupération d'énergie thermique "fatale" représenterait environ
20 000 TEP/an. On trouve en effet dans cette catégorie les
exploitations thermales du tableau 4, les serres de Monte Amiata
(tableau 3), ainsi que les PAC sur puits d'eau potable (Libourne,
Hagetmau, tableau 5).
Le second cas est celui où la ressource géothermale mais n'est pas
exploitée dans un autre but que celui du chauffage est à température
élevée et se trouve à très faible profondeur (ce qui correspond à de
faibles coûts d'investissement en forages), . Le cas est peu fréquent
(Lodève en France, province de Murcia-Cartagena en Espagne, Xanthi en
Grèce, tableau 3). Toutefois, le potentiel n'est certainement pas
négligeable, notamment dans certains pays méditerranéens comme la
Grèce et l'Espagne.
2.2 Les besoins thermiques en surface
Le cas le plus favorable est celui où les utilisateurs sont
pré-existants ; cependant c ' est beaucoup plus vrai pour le chauffage
de locaux que pour le chauffage de serres. Le coût de construction de
logements est en effet bien supérieur à celui des serres, et s'il est
possible de choisir l'implantation de ces dernières sur des zones
géothermales, il serait aberrant d'en faire autant pour des logements.
Tout au plus peut-on anticiper sur une construction prévue par
ailleurs, avec de grands risques de déboires.
2.2.1 Les caractères d'urbanisme favorables à la géothermie
Les opérations de géothermie ne se sont développées que dans quelques
agglomérations : Paris, Bordeaux, Meaux, Creil, Ferrara (tableaux 1 et
5). En effet, l'économie des projets impose une très grande densité de
logements ; ces logements doivent être existants et non à construire ;
leur système de chauffage doit être compatible avec la géothermie. Ces
conditions ne sont réalisées, en général, qu'à la périphérie des
grandes villes : ainsi Promocal (1982) estime à 17 000 - 25 000
habitants par kilomètre carré le seuil de compétitivité pour le
développement d'un réseau de chaleur, donc de distribution de chaleur
- 17 -
obligatoirement par un certain type d'activité humaine. Cette
récupération d'énergie thermique "fatale" représenterait environ
20 000 TEP/an. On trouve en effet dans cette catégorie les
exploitations thermales du tableau 4, les serres de Monte Amiata
(tableau 3), ainsi que les PAC sur puits d'eau potable (Libourne,
Hagetmau, tableau 5).
Le second cas est celui où la ressource géothermale mais n'est pas
exploitée dans un autre but que celui du chauffage est à température
élevée et se trouve à très faible profondeur (ce qui correspond à de
faibles coûts d'investissement en forages), . Le cas est peu fréquent
(Lodève en France, province de Murcia-Cartagena en Espagne, Xanthi en
Grèce, tableau 3). Toutefois, le potentiel n'est certainement pas
négligeable, notamment dans certains pays méditerranéens comme la
Grèce et l'Espagne.
2.2 Les besoins thermiques en surface
Le cas le plus favorable est celui où les utilisateurs sont
pré-existants ; cependant c ' est beaucoup plus vrai pour le chauffage
de locaux que pour le chauffage de serres. Le coût de construction de
logements est en effet bien supérieur à celui des serres, et s'il est
possible de choisir l'implantation de ces dernières sur des zones
géothermales, il serait aberrant d'en faire autant pour des logements.
Tout au plus peut-on anticiper sur une construction prévue par
ailleurs, avec de grands risques de déboires.
2.2.1 Les caractères d'urbanisme favorables à la géothermie
Les opérations de géothermie ne se sont développées que dans quelques
agglomérations : Paris, Bordeaux, Meaux, Creil, Ferrara (tableaux 1 et
5). En effet, l'économie des projets impose une très grande densité de
logements ; ces logements doivent être existants et non à construire ;
leur système de chauffage doit être compatible avec la géothermie. Ces
conditions ne sont réalisées, en général, qu'à la périphérie des
grandes villes : ainsi Promocal (1982) estime à 17 000 - 25 000
habitants par kilomètre carré le seuil de compétitivité pour le
développement d'un réseau de chaleur, donc de distribution de chaleur
- 18 -
géothermique.
Un grand nombre de logements collectifs ont dû être construits en
Europe dans les années 50, pour deux raisons principales : réparation
des logements détruits pendant la guerre et forte croissance
démographique. Dix ans plus tard, un autre programme de logements a dû
être lancé en France à la suite de changements politiques en Afrique
du Nord qui ont entraîné l'immigration de 1 à 2 millions de personnes.
Techniquement, ces logements sont très souvent équipés d'émetteurs
thermiques à basse température, avec un système de chauffage collectif
fonctionnant initialement au fuel. Juridiquement, ce sont des
logements locatifs appartenant à des sociétés souvent publiques.
Ces deux points sont importants à souligner en ce qui concerne la
géothermie car ils facilitent énormément les projets. Au plan
technique, le principe est simple puisqu'il consiste à relier par un
réseau des immeubles déjà équipés d'un chauffage collectif. Au plan
commercial, il est évidemment plus facile de négocier avec cinq
propriétaires d'immeubles par exemple, plutôt qu'avec 5 000 occupants
individuels.
Ainsi, il apparaît clairement que le développement du chauffage urbain
par géothermie ne se fait que dans certains sites où l'urbanisme est
favorable : loin du centre des villes, où la densité des logements ne
permet pas l'implantation d'une plate-forme de forage, et où l'ancien
chauffage par radiateurs exige une température trop élevée ; dans la
proche couronne des agglomérations, où des logements récents chauffés
à basse température sont suffisamment denses , et groupés entre les
mains d'un très petit nombre de décideurs.
Quelques opérations de rénovation d'immeubles anciens peuvent
toutefois, exceptionnellement, déroger à cette régie.
On notera en outre, que d'autres équipements urbains comme les usines
d'incinération d'ordures ménagères, avec leur distribution de chaleur
à haute température (110°C et plus), constituent au contraire une
concurrence sévère pour la géothermie dans un tel milieu urbain. Une
exception intéressante est constitué par certains réseaux de chaleur
anciens, distribuant de la vapeur. A Paris, les pertes de vapeur sont
suffisamment abondantes, pour justifier économiquement un doublet
géothermique. Celui d'Ivry sert en effet à préchauffer l'eau injectée
- 18 -
géothermique.
Un grand nombre de logements collectifs ont dû être construits en
Europe dans les années 50, pour deux raisons principales : réparation
des logements détruits pendant la guerre et forte croissance
démographique. Dix ans plus tard, un autre programme de logements a dû
être lancé en France à la suite de changements politiques en Afrique
du Nord qui ont entraîné l'immigration de 1 à 2 millions de personnes.
Techniquement, ces logements sont très souvent équipés d'émetteurs
thermiques à basse température, avec un système de chauffage collectif
fonctionnant initialement au fuel. Juridiquement, ce sont des
logements locatifs appartenant à des sociétés souvent publiques.
Ces deux points sont importants à souligner en ce qui concerne la
géothermie car ils facilitent énormément les projets. Au plan
technique, le principe est simple puisqu'il consiste à relier par un
réseau des immeubles déjà équipés d'un chauffage collectif. Au plan
commercial, il est évidemment plus facile de négocier avec cinq
propriétaires d'immeubles par exemple, plutôt qu'avec 5 000 occupants
individuels.
Ainsi, il apparaît clairement que le développement du chauffage urbain
par géothermie ne se fait que dans certains sites où l'urbanisme est
favorable : loin du centre des villes, où la densité des logements ne
permet pas l'implantation d'une plate-forme de forage, et où l'ancien
chauffage par radiateurs exige une température trop élevée ; dans la
proche couronne des agglomérations, où des logements récents chauffés
à basse température sont suffisamment denses , et groupés entre les
mains d'un très petit nombre de décideurs.
Quelques opérations de rénovation d'immeubles anciens peuvent
toutefois, exceptionnellement, déroger à cette régie.
On notera en outre, que d'autres équipements urbains comme les usines
d'incinération d'ordures ménagères, avec leur distribution de chaleur
à haute température (110°C et plus), constituent au contraire une
concurrence sévère pour la géothermie dans un tel milieu urbain. Une
exception intéressante est constitué par certains réseaux de chaleur
anciens, distribuant de la vapeur. A Paris, les pertes de vapeur sont
suffisamment abondantes, pour justifier économiquement un doublet
géothermique. Celui d'Ivry sert en effet à préchauffer l'eau injectée
- 19 -
dans le réseau pour compenser les pertes. Le doublet travaille alors
dans de très bonnes conditions thermiques, puisqu'il opère non pas sur
les circuits de retour des chauffages d'immeubles (30° à 70''C selon
les saison et les émetteurs), mais sur l'eau de la Seine (2° à 17''C).
L'écart avec le fluide géothermique, dont la température est de 62°C,
est important ; il en est donc de même de l'énergie récupérée.
2.2.2 Le cas de l'agriculture
A la différence de l'habitat, la géothermie n'a pas toujours eu pour
seul but le chauffage d'installations existantes. Ce point sera
examiné plus loin, à propos des facteurs dits sociaux.
En ce qui concerne les serres existantes, le facteur le plus favorable
est l'existence d'exploitation de large surface, plusieurs dizaines de
milliers de mètres carrés : il est évident que plus la profondeur de
la ressource est grande, plus une demande d'énergie importante est
nécessaire pour amortir les dépenses de forage. Un autre facteur
favorable est l'existence d'une production agricole fortement
consommatrice d'énergie, telles que fleurs coupées ou plantes en pot
(horticulture) .
A l'inverse, morcellement des propriétés et production à faible valeur
ajoutée, sont autant de facteurs défavorables, sauf si les dépenses de
forage sont très faibles et conduisent à un faible besoin
d' investissement.
2.2.3 Le cas de l'industrie (en tant qu'utilisation de chaleur
géothermale)
La géothermie à échange direct y est quasiment inexistante dans la CEE
pour deux raisons essentielles. La première est qu'un industriel ne
peut pas, en régie générale, être un investisseur en géothermie pour
satisfaire ses propres besoins énergétiques. En effet, l'industrie
exige des temps de retour de l'investissement très courts, de l'ordre
de deux ans, incompatibles avec l'amortissement des installations
géothermales. La seconde raison est qu'un industriel peut
difficilement être un client majeur d'un réseau de chaleur alimenté
par géothermie, car il y a un risque de disparition de ce client
(faillites, fermeture d'usines). Par ailleurs, les industriels
bénéficient souvent de tarifs énergétiques préférentiels, qui rendent
- 19 -
dans le réseau pour compenser les pertes. Le doublet travaille alors
dans de très bonnes conditions thermiques, puisqu'il opère non pas sur
les circuits de retour des chauffages d'immeubles (30° à 70''C selon
les saison et les émetteurs), mais sur l'eau de la Seine (2° à 17''C).
L'écart avec le fluide géothermique, dont la température est de 62°C,
est important ; il en est donc de même de l'énergie récupérée.
2.2.2 Le cas de l'agriculture
A la différence de l'habitat, la géothermie n'a pas toujours eu pour
seul but le chauffage d'installations existantes. Ce point sera
examiné plus loin, à propos des facteurs dits sociaux.
En ce qui concerne les serres existantes, le facteur le plus favorable
est l'existence d'exploitation de large surface, plusieurs dizaines de
milliers de mètres carrés : il est évident que plus la profondeur de
la ressource est grande, plus une demande d'énergie importante est
nécessaire pour amortir les dépenses de forage. Un autre facteur
favorable est l'existence d'une production agricole fortement
consommatrice d'énergie, telles que fleurs coupées ou plantes en pot
(horticulture) .
A l'inverse, morcellement des propriétés et production à faible valeur
ajoutée, sont autant de facteurs défavorables, sauf si les dépenses de
forage sont très faibles et conduisent à un faible besoin
d' investissement.
2.2.3 Le cas de l'industrie (en tant qu'utilisation de chaleur
géothermale)
La géothermie à échange direct y est quasiment inexistante dans la CEE
pour deux raisons essentielles. La première est qu'un industriel ne
peut pas, en régie générale, être un investisseur en géothermie pour
satisfaire ses propres besoins énergétiques. En effet, l'industrie
exige des temps de retour de l'investissement très courts, de l'ordre
de deux ans, incompatibles avec l'amortissement des installations
géothermales. La seconde raison est qu'un industriel peut
difficilement être un client majeur d'un réseau de chaleur alimenté
par géothermie, car il y a un risque de disparition de ce client
(faillites, fermeture d'usines). Par ailleurs, les industriels
bénéficient souvent de tarifs énergétiques préférentiels, qui rendent
- 20 -
l'offre d'énergie géothermique d'autant moins compétitive.
L'acceptation récente par certaines compagnies d'assurance de couvrir
le risque de disparition d'un client, amènera peut-être davantage
d'utilisations géothermiques dans l'industrie.
En revanche, il convient de ne pas oublier que les industriels sont
souvent utilisateurs de PAC sur nappes phréatiques.
2.2.4 Les aspects sociaux du développement de la géothermie
Ils sont non négligeables, comme on l'a vu plus haut à propos de
l'urbanisme, et jouent même un rôle majeur dans certains projets.
On doit tout d'abord souligner la bonne image de la géothermie dans
l'opinion publique : elle est considérée (parfois à tort) comme une
énergie gratuite, et non polluante. Toujours est-il que des réseaux de
chaleur à sources énergétiques multiples (charbon, gaz, fuel, PAC
géothermie à échange direct) sont présentés comme des opérations de
géothermie, même lorsque celle-ci n'assure qu'une part minoritaire des
besoins énergétiques. Il est notoire que cette bonne image a été
utilisée par les promoteurs de réseaux de chaleur, qu'ils soient
privés ou, le plus souvent, publics. En effet dans ce dernier cas, la
gestion d'un patrimoine urbain collectif public étant généralement
confiée à des élus, ceux-ci n'ont pu qu'être très sensibles à des
projets d'investissements ayant une image positive dans le public.
Cette même image a permis de faire accepter ou oublier les nuisances
(faibles ou demeurant, et temporaires) des travaux de forage. Dans le
même ordre d'idée en ce qui concerne les chantiers, il ne faut pas
oublier que la géothermie s'est développée dans de l'habitat à
chauffage collectif déjà ancien (souvent 20-25 ans), où de grosses
réparations s'avéraient parfois nécessaires. La distinction entre
travaux de réfection, dus à un vieillissement normal, et travaux de
raccordement au réseau de distribution de chaleur géothermique, n'a
peut-être pas toujours été très claire ; ceci risque d'être vrai et
pour l'opinion publique et pour l'imputation globale des dépenses à
tel ou tel chapitre.
Par ailleurs, certains projets de géothermie ont été lancés dans le
but reconnu et officiel, de résoudre des problèmes sociaux. Au premier
chef vient la question des créations d'emplois, dans des régions à
taux de chômage accru. Il existe au moins deux cas de projets de
- 20 -
l'offre d'énergie géothermique d'autant moins compétitive.
L'acceptation récente par certaines compagnies d'assurance de couvrir
le risque de disparition d'un client, amènera peut-être davantage
d'utilisations géothermiques dans l'industrie.
En revanche, il convient de ne pas oublier que les industriels sont
souvent utilisateurs de PAC sur nappes phréatiques.
2.2.4 Les aspects sociaux du développement de la géothermie
Ils sont non négligeables, comme on l'a vu plus haut à propos de
l'urbanisme, et jouent même un rôle majeur dans certains projets.
On doit tout d'abord souligner la bonne image de la géothermie dans
l'opinion publique : elle est considérée (parfois à tort) comme une
énergie gratuite, et non polluante. Toujours est-il que des réseaux de
chaleur à sources énergétiques multiples (charbon, gaz, fuel, PAC
géothermie à échange direct) sont présentés comme des opérations de
géothermie, même lorsque celle-ci n'assure qu'une part minoritaire des
besoins énergétiques. Il est notoire que cette bonne image a été
utilisée par les promoteurs de réseaux de chaleur, qu'ils soient
privés ou, le plus souvent, publics. En effet dans ce dernier cas, la
gestion d'un patrimoine urbain collectif public étant généralement
confiée à des élus, ceux-ci n'ont pu qu'être très sensibles à des
projets d'investissements ayant une image positive dans le public.
Cette même image a permis de faire accepter ou oublier les nuisances
(faibles ou demeurant, et temporaires) des travaux de forage. Dans le
même ordre d'idée en ce qui concerne les chantiers, il ne faut pas
oublier que la géothermie s'est développée dans de l'habitat à
chauffage collectif déjà ancien (souvent 20-25 ans), où de grosses
réparations s'avéraient parfois nécessaires. La distinction entre
travaux de réfection, dus à un vieillissement normal, et travaux de
raccordement au réseau de distribution de chaleur géothermique, n'a
peut-être pas toujours été très claire ; ceci risque d'être vrai et
pour l'opinion publique et pour l'imputation globale des dépenses à
tel ou tel chapitre.
Par ailleurs, certains projets de géothermie ont été lancés dans le
but reconnu et officiel, de résoudre des problèmes sociaux. Au premier
chef vient la question des créations d'emplois, dans des régions à
taux de chômage accru. Il existe au moins deux cas de projets de
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serres géothermiques, présentement à des degrés de réalisation très
différents, destinés à faciliter la reconversion de zones minières
lors de la fermeture des exploitations. D'autres projets ont été
envisagés pour la mise en valeur de régions rurales. On conçoit
aisément que de tels dossiers, élaborés pour des motifs avant tout
sociaux, aient été largement parrainés par les élus ; ils se heurtent
souvent à de gros problèmes techniques puis financiers, lors de leur
mise en chantier comme lors de leur exploitation ultérieure.
2.3 L'impact sur l'environnement
Il est très largement positif, et ce point n'est pas souvent souligné.
Comme on l'a mentionné plus haut, les nuisances dues aux travaux de
forage sont relativement faibles (bruit nocturne) et limitées dans le
temps (1 à 3 mois au grand maximum). En revanche, l'élimination d'une
partie de la consommation en fuel domestique et surtout en fuel lourd,
amène indéniablement une diminution des rejets de soufre et d'azote
dans l'atmosphère. Ce n'est sans doute pas un hasard si récemment, un
pays européen (mais non membre de la CEE), réputé aussi bien par son
aisance financière que par son goût de la propreté, s'est intéressé à
la géothermie. Peut-être cette démarche prélude-t-elle, au moins
partiellement, à l'utilisation de la géothermie en l'an 2 000. Cette
évolution est déjà amorcée par les projets qui se développent dans les
villes d'eau (Acqui Terme, Bagno di Romagna, Saulgau).
Il convient toutefois de retenir deux nécessités impérieuses ; la
première est la réinjection des fluides lorsqu'ils sont à salinité
trop élevée (au dessus de 2 à 3 g/1 le plus souvent), dans toute la
mesure du possible dans l'aquifère d'origine. La seconde est l'absolue
nécessité de protéger les nappes d'eau douce superficielles.
L'expérience montre en effet une corrosion fréquente des tubages
(agressivité des fluides), surtout en milieu urbain (corrosion
galvanique par courants électriques vagabonds), ainsi que parfois un
manque d'étanchéité des cimentations.
- 21 -
serres géothermiques, présentement à des degrés de réalisation très
différents, destinés à faciliter la reconversion de zones minières
lors de la fermeture des exploitations. D'autres projets ont été
envisagés pour la mise en valeur de régions rurales. On conçoit
aisément que de tels dossiers, élaborés pour des motifs avant tout
sociaux, aient été largement parrainés par les élus ; ils se heurtent
souvent à de gros problèmes techniques puis financiers, lors de leur
mise en chantier comme lors de leur exploitation ultérieure.
2.3 L'impact sur l'environnement
Il est très largement positif, et ce point n'est pas souvent souligné.
Comme on l'a mentionné plus haut, les nuisances dues aux travaux de
forage sont relativement faibles (bruit nocturne) et limitées dans le
temps (1 à 3 mois au grand maximum). En revanche, l'élimination d'une
partie de la consommation en fuel domestique et surtout en fuel lourd,
amène indéniablement une diminution des rejets de soufre et d'azote
dans l'atmosphère. Ce n'est sans doute pas un hasard si récemment, un
pays européen (mais non membre de la CEE), réputé aussi bien par son
aisance financière que par son goût de la propreté, s'est intéressé à
la géothermie. Peut-être cette démarche prélude-t-elle, au moins
partiellement, à l'utilisation de la géothermie en l'an 2 000. Cette
évolution est déjà amorcée par les projets qui se développent dans les
villes d'eau (Acqui Terme, Bagno di Romagna, Saulgau).
Il convient toutefois de retenir deux nécessités impérieuses ; la
première est la réinjection des fluides lorsqu'ils sont à salinité
trop élevée (au dessus de 2 à 3 g/1 le plus souvent), dans toute la
mesure du possible dans l'aquifère d'origine. La seconde est l'absolue
nécessité de protéger les nappes d'eau douce superficielles.
L'expérience montre en effet une corrosion fréquente des tubages
(agressivité des fluides), surtout en milieu urbain (corrosion
galvanique par courants électriques vagabonds), ainsi que parfois un
manque d'étanchéité des cimentations.
- 22 -
2.4 Les contextes énergétiques nationaux favorables et défavorables
La CEE est énergétiquement divisée, en ce qui concerne les richesses
en combustibles fossiles. Au nord se trouvent des pays autosuffisants,
exportateurs, ou seulement gros producteurs (Royaume-Uni, Pays-Bas,
Allemagne Fédérale, dans une moindre mesure Danemark). Dans l'Europe
méditerranéenne au contraire, l'on rencontre des pays où ces
ressources sont faibles sinon nulles, et dont l'approvisionnement
dépend de contrats extérieurs (Italie, France, Espagne, Grèce,
Portugal). Ce n'est donc pas étonnant si les pays où la géothermie est
la plus développée (Italie, France) ou bien fait l'objet de projets
nombreux (Espagne), sont méditerranéens.
Il est frappant de constater que cette coupure énergétique correspond
à une coupure géologique en ce qui concerne la nature des aquifères.
Au nord se trouvent des aquifères surtout gréseux, contenant des
fluides très salés de 100 à 300 g/1 (Downing et Gray 1984). Compte
tenu des problèmes de réinjection, un tel contexte n'est pas du tout
favorable pour la géothermie. Dans les pays du Sud au contraire, les
aquifères carbonates, (parfois à eau douce), sont fréquents : c'est le
cas du Dogger du Bassin parisien, des calcaires d' Abano et de Toscane
en Italie. Le besoin de réinjection, lorsqu'il existe, ne se heurte
donc pas à des difficultés aussi considérables que dans les pays du
Nord, et ne gêne que modérément le développement des opérations de
géothermie.
Les contextes énergétiques (et géologiques) dont donc plus favorables
au développement de la géothermie dans le Sud de l'Europe, qu'au Nord.
2.5 Les facteurs financiers
Deux facteurs sont à retenir, l'un favorable, l'autre défavorable a
priori ; un troisième point est le type de financement le plus
approprié. On n'oubliera pas par ailleurs que la tarification de la
vente de chaleur constitue en elle-même un monde, qui ne sera pas
abordé ici.
- 22 -
2.4 Les contextes énergétiques nationaux favorables et défavorables
La CEE est énergétiquement divisée, en ce qui concerne les richesses
en combustibles fossiles. Au nord se trouvent des pays autosuffisants,
exportateurs, ou seulement gros producteurs (Royaume-Uni, Pays-Bas,
Allemagne Fédérale, dans une moindre mesure Danemark). Dans l'Europe
méditerranéenne au contraire, l'on rencontre des pays où ces
ressources sont faibles sinon nulles, et dont l'approvisionnement
dépend de contrats extérieurs (Italie, France, Espagne, Grèce,
Portugal). Ce n'est donc pas étonnant si les pays où la géothermie est
la plus développée (Italie, France) ou bien fait l'objet de projets
nombreux (Espagne), sont méditerranéens.
Il est frappant de constater que cette coupure énergétique correspond
à une coupure géologique en ce qui concerne la nature des aquifères.
Au nord se trouvent des aquifères surtout gréseux, contenant des
fluides très salés de 100 à 300 g/1 (Downing et Gray 1984). Compte
tenu des problèmes de réinjection, un tel contexte n'est pas du tout
favorable pour la géothermie. Dans les pays du Sud au contraire, les
aquifères carbonates, (parfois à eau douce), sont fréquents : c'est le
cas du Dogger du Bassin parisien, des calcaires d' Abano et de Toscane
en Italie. Le besoin de réinjection, lorsqu'il existe, ne se heurte
donc pas à des difficultés aussi considérables que dans les pays du
Nord, et ne gêne que modérément le développement des opérations de
géothermie.
Les contextes énergétiques (et géologiques) dont donc plus favorables
au développement de la géothermie dans le Sud de l'Europe, qu'au Nord.
2.5 Les facteurs financiers
Deux facteurs sont à retenir, l'un favorable, l'autre défavorable a
priori ; un troisième point est le type de financement le plus
approprié. On n'oubliera pas par ailleurs que la tarification de la
vente de chaleur constitue en elle-même un monde, qui ne sera pas
abordé ici.
- 23 -
2.5.1 Le rôle de l'inflation
Le premier facteur favorable, est l'existence d'un taux élevé
d' inflation. Une telle inflation allège le poids des remboursements
d'emprunts lorsque ceux-ci sont à annuités fixes. Ainsi par exemple,
le rythme annuel de lancement des opérations de géothermie dans
certains pays y-a-t-il très grossièrement suivi l'évolution du taux
d'inflation, avec un maximum en 1982. On notera les conséquences
dramatiques des prévisions fondées sur une persistance de l'inflation,
lorsqu'elles se révèlent fausses et que les modalités de remboursement
ne peuvent être renégociées.
2.5.2 Le poids des investissements et la faible rentabilité
Le second facteur (défavorable), est l'importance de l'investissement,
celui-ci est au minimum de l'ordre de 2 000 ECUS par TEP substituée.
C'est pourquoi, par exemple, l'objectif français d'un million de TEP
produites par la géothermie en 1990, a toujours semblé irréaliste aux
financiers. Il aurait fallu en effet pour arriver à ce but, investir
deux milliards d'ECUS. Un chiffre aussi considérable concernant un
délai relativement court (dix ans), dépasse les possiblités nationales
d'épargne attribuables à ce type d'investissement ; il aurait fallu un
recours massif à des emprunts en monnaies étrangères, obérant par la
même les possiblités d'investissement dans d'autres secteurs
(industrie par exemple).
Au prix actuel de l'énergie, dont rien n'indique qu'il s'oriente à
court terme vers une forte hausse, beaucoup d'installations de
géothermie sont déficitaires ou peu rentables. L'exploitation et en
particulier la maintenance, se révèlent plus onéreuses que prévue. En
régime d'économie libérale, le développement est difficile pour des
promoteurs privés. C'est pourquoi les seuls projets actuels, sont
presque tous soutenus par des collectivités.
2.5.3 Le type de financement
Le temps de retour de l'investissement en géothermie (y compris le
réseau de distribution) est long ; par ailleurs, 60 à 80 % de
l'investissement concerne un équipement à très longue durée de vie,
qui est le réseau de distribution de chaleur en surface .
Le type de financement le mieux adapté est donc celui qui s'intéresse
- 23 -
2.5.1 Le rôle de l'inflation
Le premier facteur favorable, est l'existence d'un taux élevé
d' inflation. Une telle inflation allège le poids des remboursements
d'emprunts lorsque ceux-ci sont à annuités fixes. Ainsi par exemple,
le rythme annuel de lancement des opérations de géothermie dans
certains pays y-a-t-il très grossièrement suivi l'évolution du taux
d'inflation, avec un maximum en 1982. On notera les conséquences
dramatiques des prévisions fondées sur une persistance de l'inflation,
lorsqu'elles se révèlent fausses et que les modalités de remboursement
ne peuvent être renégociées.
2.5.2 Le poids des investissements et la faible rentabilité
Le second facteur (défavorable), est l'importance de l'investissement,
celui-ci est au minimum de l'ordre de 2 000 ECUS par TEP substituée.
C'est pourquoi, par exemple, l'objectif français d'un million de TEP
produites par la géothermie en 1990, a toujours semblé irréaliste aux
financiers. Il aurait fallu en effet pour arriver à ce but, investir
deux milliards d'ECUS. Un chiffre aussi considérable concernant un
délai relativement court (dix ans), dépasse les possiblités nationales
d'épargne attribuables à ce type d'investissement ; il aurait fallu un
recours massif à des emprunts en monnaies étrangères, obérant par la
même les possiblités d'investissement dans d'autres secteurs
(industrie par exemple).
Au prix actuel de l'énergie, dont rien n'indique qu'il s'oriente à
court terme vers une forte hausse, beaucoup d'installations de
géothermie sont déficitaires ou peu rentables. L'exploitation et en
particulier la maintenance, se révèlent plus onéreuses que prévue. En
régime d'économie libérale, le développement est difficile pour des
promoteurs privés. C'est pourquoi les seuls projets actuels, sont
presque tous soutenus par des collectivités.
2.5.3 Le type de financement
Le temps de retour de l'investissement en géothermie (y compris le
réseau de distribution) est long ; par ailleurs, 60 à 80 % de
l'investissement concerne un équipement à très longue durée de vie,
qui est le réseau de distribution de chaleur en surface .
Le type de financement le mieux adapté est donc celui qui s'intéresse
- 24 -
à la préservation du capital sur une longue période (30 ans), comme
les placements des caisses de retraite ou d'assurance-vie. Un tel
besoin de placement existe indéniablement, mais n'a pas été souvent
mobilisé pour des projets de géothermie. Il ne faut pas oublier par
ailleurs qu'il existe d'autres investissements du même type
(distribution de chaleur à partir d'usines d'incinération par
exemple) , qui constituent une alternative tentante et donc une
concurrence redoutable pour la géothermie.
2.6 Le rôle des pouvoirs publics et des divers opérateurs
2.6.1 Le rôle des pouvoirs publics
Il est déterminant dans bien des domaines, tels que législation du
sous-sol en matière d'exploitation géothermique, aide à
l'investissement etc.. Toutefois, un aspect est prépondérant, celui de
la garantie d'échec des forages.
En effet, la rentabilité d'une installation de géothermie n'apparaît
qu'à très long terme. Or, un forage représente une part importante de
l'investissement global, de 20 à 50 % parfois. En cas d'échec
géologique (production géothermique nulle ou insuffisante) un
investisseur perd immédiatement 20 % d'un capital, qu'il met au mieux
dix à vingt ans à récupérer en cas de succès. Il est clair qu'avec de
telles conditions, le jeu n'en vaudrait pas la chandelle. C'est
pourquoi la prise en charge par les pouvoirs publics du risque d'échec
des forages, est une aide de toute première importance pour la
géothermie.
2.6.2 L'action des opérateurs
Pour qu'il y ait réelle efficacité, une concentration des moyens de
décision aussi poussée que possible est indispensable. Les projets
sont souvent décidés au niveau des municipalités ; mais l'existence
d'une société d'ingénierie unique, ayant pris en charge la plupart des
projets, en a sans nul doute facilité l'élaboration. Il n'est pas sans
intérêt de souligner que cette société d'ingénierie était une filiale
d'un des principaux établissements bailleurs de fonds d'une part, et
des organismes en charge de logements collectifs d'autre part.
- 24 -
à la préservation du capital sur une longue période (30 ans), comme
les placements des caisses de retraite ou d'assurance-vie. Un tel
besoin de placement existe indéniablement, mais n'a pas été souvent
mobilisé pour des projets de géothermie. Il ne faut pas oublier par
ailleurs qu'il existe d'autres investissements du même type
(distribution de chaleur à partir d'usines d'incinération par
exemple) , qui constituent une alternative tentante et donc une
concurrence redoutable pour la géothermie.
2.6 Le rôle des pouvoirs publics et des divers opérateurs
2.6.1 Le rôle des pouvoirs publics
Il est déterminant dans bien des domaines, tels que législation du
sous-sol en matière d'exploitation géothermique, aide à
l'investissement etc.. Toutefois, un aspect est prépondérant, celui de
la garantie d'échec des forages.
En effet, la rentabilité d'une installation de géothermie n'apparaît
qu'à très long terme. Or, un forage représente une part importante de
l'investissement global, de 20 à 50 % parfois. En cas d'échec
géologique (production géothermique nulle ou insuffisante) un
investisseur perd immédiatement 20 % d'un capital, qu'il met au mieux
dix à vingt ans à récupérer en cas de succès. Il est clair qu'avec de
telles conditions, le jeu n'en vaudrait pas la chandelle. C'est
pourquoi la prise en charge par les pouvoirs publics du risque d'échec
des forages, est une aide de toute première importance pour la
géothermie.
2.6.2 L'action des opérateurs
Pour qu'il y ait réelle efficacité, une concentration des moyens de
décision aussi poussée que possible est indispensable. Les projets
sont souvent décidés au niveau des municipalités ; mais l'existence
d'une société d'ingénierie unique, ayant pris en charge la plupart des
projets, en a sans nul doute facilité l'élaboration. Il n'est pas sans
intérêt de souligner que cette société d'ingénierie était une filiale
d'un des principaux établissements bailleurs de fonds d'une part, et
des organismes en charge de logements collectifs d'autre part.
- 25 -
Cette intégration, même dans ce cas, n'a pas encore été assez poussée.
Le rôle de conseil joué par telle ou telle société d'ingénierie n'est
pas suffisant, comme l'ont fait remarquer des experts ; ce rôle
devrait être celui d'ensembliers responsables de la totalité d'un
projet, avec coordination des divers intervenants. Faute d'une telle
responsabilité, il s'est trouvé des exploitations arrêtées lors
d'incidents (pannes), qui n'ont pu reprendre qu'après de longues
semaines, une action judiciaire en cours ayant précisément eu pour but
de définir les responsables de ces incidents. En d'autres termes,
l'existence d'un responsable unique pour chaque opération est
nécessaire, non seulement dans la conception des projets, mais aussi
et surtout lors de leur réalisation ultérieure.
L'expérience acquise par ailleurs en matière de fonctionnement des
installations de géothermie, montre qu'il n'est pas toujours facile de
faire travailler de concert deux professions, l'une qui s'apparente à
l'exploitation pétrolière du sous-sol (puits géothermaux), l'autre à
la distribution et à la vente de chaleur. La difficulté est d'autant
plus grande que ces deux professions s'ignorent quelquefois, en dehors
de l'achat et de la vente de produits pétroliers raffinés... que la
géothermie a précisément comme conséquence d'éliminer en partie.
3. LE FUTUR IMMEDIAT DU DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE
La récapitulation faite ci-dessus montre qu'à coté d'atouts certains mais
peu nombreux, la géothermie se heurte à des obstacles de poids, financiers
notamment, et à des concurrents performants. C'est dire que proposer des
mesures volontaristes serait pure illusion : comment proposer une hausse
du prix de l'énergie, l'accord de subventions massives à la géothermie,
une modification des législations, l'élimination de la concurrence du
gaz ? Aucun Etat n'aurait actuellement les moyens, ni surtout le désir,
d ' imposer un tel programme .
La seule politique possible consiste à mettre l'accent sur les avantages
de la géothermie, et à maîtriser quand cela est possible, les
inconvénients. Cela revient à promouvoir la géothermie dans le cadre d'une
politique de défense de l'environnement, à en diminuer les dépenses
d'investissement, enfin à s'allier si possible avec la distribution de
- 25 -
Cette intégration, même dans ce cas, n'a pas encore été assez poussée.
Le rôle de conseil joué par telle ou telle société d'ingénierie n'est
pas suffisant, comme l'ont fait remarquer des experts ; ce rôle
devrait être celui d'ensembliers responsables de la totalité d'un
projet, avec coordination des divers intervenants. Faute d'une telle
responsabilité, il s'est trouvé des exploitations arrêtées lors
d'incidents (pannes), qui n'ont pu reprendre qu'après de longues
semaines, une action judiciaire en cours ayant précisément eu pour but
de définir les responsables de ces incidents. En d'autres termes,
l'existence d'un responsable unique pour chaque opération est
nécessaire, non seulement dans la conception des projets, mais aussi
et surtout lors de leur réalisation ultérieure.
L'expérience acquise par ailleurs en matière de fonctionnement des
installations de géothermie, montre qu'il n'est pas toujours facile de
faire travailler de concert deux professions, l'une qui s'apparente à
l'exploitation pétrolière du sous-sol (puits géothermaux), l'autre à
la distribution et à la vente de chaleur. La difficulté est d'autant
plus grande que ces deux professions s'ignorent quelquefois, en dehors
de l'achat et de la vente de produits pétroliers raffinés... que la
géothermie a précisément comme conséquence d'éliminer en partie.
3. LE FUTUR IMMEDIAT DU DEVELOPPEMENT DE LA GEOTHERMIE
La récapitulation faite ci-dessus montre qu'à coté d'atouts certains mais
peu nombreux, la géothermie se heurte à des obstacles de poids, financiers
notamment, et à des concurrents performants. C'est dire que proposer des
mesures volontaristes serait pure illusion : comment proposer une hausse
du prix de l'énergie, l'accord de subventions massives à la géothermie,
une modification des législations, l'élimination de la concurrence du
gaz ? Aucun Etat n'aurait actuellement les moyens, ni surtout le désir,
d ' imposer un tel programme .
La seule politique possible consiste à mettre l'accent sur les avantages
de la géothermie, et à maîtriser quand cela est possible, les
inconvénients. Cela revient à promouvoir la géothermie dans le cadre d'une
politique de défense de l'environnement, à en diminuer les dépenses
d'investissement, enfin à s'allier si possible avec la distribution de
- 26 -
gaz ; ceci bien évidemment, dans les conditions économiques en vigueur
présentement.
3.1 Le Nord de l'Europe : la géothermie assistée par PAC à gaz
Ces pays sont caractérisés par une abondance (au moins relative) des
énergies fossiles, un goût certain pour l'écologie et l'environnement,
et la rareté des réservoirs géologiques exploitables par doublets
(Angleterre, RFA, Pays-Bas, Danemark). En revanche, de très bons
réservoirs existent dans les nappes peu profondes de ces pays
(Smith 1986, Haenel 1985, Van Dalfsen 1981) ; c'est pourquoi investir
dans la distribution de chaleur à partir de puits géothermiques sur
nappes peu profondes, avec appui de PAC à gaz, dans un but de
protection de l'environnement, contribuerait aussi à diminuer le
rythme d'épuisement des gisements : ce serait aussi (très
partiellement) une solution alternative aux énormes besoin
d'investissements nécessaires pour reconstituer les réserves en
hydrocarbures .
Il conviendrait pour ce faire que la limite de 30° C consacrée par
l'usage soit quelque peu assouplie, afin que les projets fondés sur
l'utilisation de PAC soient reconnus comme étant de la géothermie (au
sens large). En effet d'un point de vue technique, qu'une eau soit à
40°C ou à 25°C, les intervenants concernés (forages, pompes, réseau de
surface etc.) sont les mêmes. Le caractère innovant du projet, ainsi
que son potentiel de diffusion, devraient être les seuls critères pris
en compte, à l'exclusion du critère beaucoup plus arbitraire du
caractère géothermique ou non d'une nappe aquifère. On insistera
notamment sur le fait que des forages courts, tout en fournissant
généralement un fluide peu agressif, sont bien moins coûteux que des
forages profonds, et que dans les circonstances actuelles la
diminution des dépenses d'investissement est imperative pour qu'il y
ait d'autres réalisations en géothermie. Le risque géologique lui-même
serait fortement diminué, ce qui constituerait un avantage
supplémentaire. On remarquera enfin que ce type de projet pourrait
fort bien être proposé dans des pays d'Europe du Sud disposant de gaz
- 26 -
gaz ; ceci bien évidemment, dans les conditions économiques en vigueur
présentement.
3.1 Le Nord de l'Europe : la géothermie assistée par PAC à gaz
Ces pays sont caractérisés par une abondance (au moins relative) des
énergies fossiles, un goût certain pour l'écologie et l'environnement,
et la rareté des réservoirs géologiques exploitables par doublets
(Angleterre, RFA, Pays-Bas, Danemark). En revanche, de très bons
réservoirs existent dans les nappes peu profondes de ces pays
(Smith 1986, Haenel 1985, Van Dalfsen 1981) ; c'est pourquoi investir
dans la distribution de chaleur à partir de puits géothermiques sur
nappes peu profondes, avec appui de PAC à gaz, dans un but de
protection de l'environnement, contribuerait aussi à diminuer le
rythme d'épuisement des gisements : ce serait aussi (très
partiellement) une solution alternative aux énormes besoin
d'investissements nécessaires pour reconstituer les réserves en
hydrocarbures .
Il conviendrait pour ce faire que la limite de 30° C consacrée par
l'usage soit quelque peu assouplie, afin que les projets fondés sur
l'utilisation de PAC soient reconnus comme étant de la géothermie (au
sens large). En effet d'un point de vue technique, qu'une eau soit à
40°C ou à 25°C, les intervenants concernés (forages, pompes, réseau de
surface etc.) sont les mêmes. Le caractère innovant du projet, ainsi
que son potentiel de diffusion, devraient être les seuls critères pris
en compte, à l'exclusion du critère beaucoup plus arbitraire du
caractère géothermique ou non d'une nappe aquifère. On insistera
notamment sur le fait que des forages courts, tout en fournissant
généralement un fluide peu agressif, sont bien moins coûteux que des
forages profonds, et que dans les circonstances actuelles la
diminution des dépenses d'investissement est imperative pour qu'il y
ait d'autres réalisations en géothermie. Le risque géologique lui-même
serait fortement diminué, ce qui constituerait un avantage
supplémentaire. On remarquera enfin que ce type de projet pourrait
fort bien être proposé dans des pays d'Europe du Sud disposant de gaz
- 27 -
en abondance, par suite de contrats à long terme. Il doit être soutenu
de façon volontariste, car les opérateurs gaziers préfèrent "placer"
un chauffage intégral au gaz, plutôt que par PAC utilisant ee
combustible. Les projets récents de Saulgau et Munich en RFA, Grado,
Bagno di Romagna et Acqui Terme en- Italie, aidés par la CEE,
comprennent des PAC à gaz : cela montre bien le caractère prometteur
de ce type d'équipement.
3.2 Le Sud de l'Europe : géothermie et agriculture
Les ressources géothermales d'eau douce ou peu salée sont beaucoup
plus abondantes qu'au Nord de l'Europe ; d'autre part la vocation
agricole de ces risques est réelle, mais menacée par la production
d'Afrique du Nord. La géothermie a le double avantage de combiner la
recherche comme l'extraction d'eau pour l'irrigation, et de fournir un
appoint thermique pendant la saison froide. Par ailleurs, le bon
ensoleillement permet l'utilisation de matières plastiques comme
couverture, équipement moins coûteux que le verre. Il est tout à fait
probable que même dans une conjoncture énergétique défavorable, la
géothermie va continuer à progresser dans ces régions (Espagne et
Grèce notamment, peut être Nord du Portugal).
Il ne faut pas oublier par ailleurs qu'à la différence de l'Italie et
de la France, trois de ces pays ne sont adhérents à la CEE que depuis
peu de temps, et que les aides communautaires pour le développement de
la géothermie n'ont pas eu le temps d'y jouer leur rôle de levier.
D'autre part, à cause de problèmes d'emploi (ou plutôt de
sous-emploi), les pouvoirs publics nationaux, régionaux ou locaux
essaieront probablement de promouvoir des projets agricoles (serres)
dont le fonctionnement exige beaucoup de main d'oeuvre : ce domaine de
l'agriculture est d'ailleurs un des meilleurs atouts de ces pays sur
le marché européen.
- 27 -
en abondance, par suite de contrats à long terme. Il doit être soutenu
de façon volontariste, car les opérateurs gaziers préfèrent "placer"
un chauffage intégral au gaz, plutôt que par PAC utilisant ee
combustible. Les projets récents de Saulgau et Munich en RFA, Grado,
Bagno di Romagna et Acqui Terme en- Italie, aidés par la CEE,
comprennent des PAC à gaz : cela montre bien le caractère prometteur
de ce type d'équipement.
3.2 Le Sud de l'Europe : géothermie et agriculture
Les ressources géothermales d'eau douce ou peu salée sont beaucoup
plus abondantes qu'au Nord de l'Europe ; d'autre part la vocation
agricole de ces risques est réelle, mais menacée par la production
d'Afrique du Nord. La géothermie a le double avantage de combiner la
recherche comme l'extraction d'eau pour l'irrigation, et de fournir un
appoint thermique pendant la saison froide. Par ailleurs, le bon
ensoleillement permet l'utilisation de matières plastiques comme
couverture, équipement moins coûteux que le verre. Il est tout à fait
probable que même dans une conjoncture énergétique défavorable, la
géothermie va continuer à progresser dans ces régions (Espagne et
Grèce notamment, peut être Nord du Portugal).
Il ne faut pas oublier par ailleurs qu'à la différence de l'Italie et
de la France, trois de ces pays ne sont adhérents à la CEE que depuis
peu de temps, et que les aides communautaires pour le développement de
la géothermie n'ont pas eu le temps d'y jouer leur rôle de levier.
D'autre part, à cause de problèmes d'emploi (ou plutôt de
sous-emploi), les pouvoirs publics nationaux, régionaux ou locaux
essaieront probablement de promouvoir des projets agricoles (serres)
dont le fonctionnement exige beaucoup de main d'oeuvre : ce domaine de
l'agriculture est d'ailleurs un des meilleurs atouts de ces pays sur
le marché européen.
- 28 -
3.3 La géothermie et l'environnement
Il faut faire largement savoir que, dans la limitation des rejets de
soufre et d'azote dans l'atmosphère, la géothermie est un outil
efficace. Elle diminue très sensiblement en effet la consommation de
combustible fossile dans les chaufferies collectives. En ce qui
concerne les rejets atmosphériques, l'Europe vient de faire un effort
financier important en matière de transports, avec l'adoption de
nouveaux systèmes d'échappement sur les véhicules. Ne pas faire le
même effort pour l'habitat collectif, relèverait de l'illogisme. Il
est raisonnable d'accréditer l'idée selon laquelle le chauffage par
géothermie pourrait dans l'avenir faire partie d'un standard de "ville
propre". Ce mouvement est déjà amorcé dans plusieurs villes thermales
italiennes.
3.4 L'augmentation de performances et la fiabilisation des exploitations
gêothermales
Comme le soulignent J. Lemale et M. Pivin (1986), les installations de
géothermie ne fonctionnent souvent pas de façon optimale. Ainsi par
rapport à l'énergie théoriquement substituée, des chiffres de 70 %
pour l'hiver 84-85, et 90 % pour l'hiver 86-87, ont-ils pu être
avancés pour les exploitations du Dogger. Or, à l'échelle de la CEE,
5 % de gagné en efficacité représentent 18 000 TEP (tableau 6), soit
plus que l'énergie tirée du thermalisme (tableau 4). Cette
amélioration des performances est très peu consommatrice
d ' investissements , à la différence de la mise en chantier de nouvelles
installations.
Un gain énergétique est donc possible, par rapport aux performances
actuelles. Dans certains cas même, ce gain devra absolument être
réalisé, pour que les installations soient économiquement viables. Il
devra être doublé d'une diminution du coût de la maintenance.
Deux techniques pourront être mises en oeuvre : l'emploi d'inhibiteurs
de dépôt et de corrosion, de manière à réduire les interventions sur
les puits ainsi que les pannes ; et éventuellement, l'installation de
PAC sur les circuits de retour de chauffage, de manière à permettre un
meilleur épuisement de la chaleur géothermale.
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3.3 La géothermie et l'environnement
Il faut faire largement savoir que, dans la limitation des rejets de
soufre et d'azote dans l'atmosphère, la géothermie est un outil
efficace. Elle diminue très sensiblement en effet la consommation de
combustible fossile dans les chaufferies collectives. En ce qui
concerne les rejets atmosphériques, l'Europe vient de faire un effort
financier important en matière de transports, avec l'adoption de
nouveaux systèmes d'échappement sur les véhicules. Ne pas faire le
même effort pour l'habitat collectif, relèverait de l'illogisme. Il
est raisonnable d'accréditer l'idée selon laquelle le chauffage par
géothermie pourrait dans l'avenir faire partie d'un standard de "ville
propre". Ce mouvement est déjà amorcé dans plusieurs villes thermales
italiennes.
3.4 L'augmentation de performances et la fiabilisation des exploitations
gêothermales
Comme le soulignent J. Lemale et M. Pivin (1986), les installations de
géothermie ne fonctionnent souvent pas de façon optimale. Ainsi par
rapport à l'énergie théoriquement substituée, des chiffres de 70 %
pour l'hiver 84-85, et 90 % pour l'hiver 86-87, ont-ils pu être
avancés pour les exploitations du Dogger. Or, à l'échelle de la CEE,
5 % de gagné en efficacité représentent 18 000 TEP (tableau 6), soit
plus que l'énergie tirée du thermalisme (tableau 4). Cette
amélioration des performances est très peu consommatrice
d ' investissements , à la différence de la mise en chantier de nouvelles
installations.
Un gain énergétique est donc possible, par rapport aux performances
actuelles. Dans certains cas même, ce gain devra absolument être
réalisé, pour que les installations soient économiquement viables. Il
devra être doublé d'une diminution du coût de la maintenance.
Deux techniques pourront être mises en oeuvre : l'emploi d'inhibiteurs
de dépôt et de corrosion, de manière à réduire les interventions sur
les puits ainsi que les pannes ; et éventuellement, l'installation de
PAC sur les circuits de retour de chauffage, de manière à permettre un
meilleur épuisement de la chaleur géothermale.
- 29 -
4. L'AVENIR A MOYEN TERME - LES OPERATIONS DE RECHERCHE-DEVELOPPEMENT
Plusieurs programmes de recherche-développement ont été menés à bien cu
sont en cours, avec l'aide de la Communauté Européenne ; dans quelle
mesure sont-ils à même de modifier l'horizon de la géothermie, à moyen
terme ?
4.1 Les inventaires de ressources
L'Atlas des ressources et réserves géothermales d'Europe, est terminé.
Cette mise à disposition du public des données sur le sous-sol est
sans doute une mesure qui s'avérera utile. Il convient néanmoins de
garder à l'esprit qu'elle est bien loin d'être suffisante ; en effet,
il existe plusieurs cas actuels de ressources disponibles, sous forme
de forages productifs, et inexploitées. Les investissements
nécessaires pour exploiter ces ressources géothermales sont en effet
bien supérieurs à ceux qui sont nécessaires pour les démonstrations.
D'une manière générale les investisseurs tendent en conséquence à être
plus rares que ne le sont les ressources.
4.2 Le programme de "Roches Chaudes Sèches"
La remarque précédente s'applique au programme de RCS, qui n'a au reste
pas atteint un stade de développement suffisant pour que l'on puisse
parler de ressources. Il reste en effet à évaluer plusieurs paramètres,
tels que pertes de l'eau injectée, phénomènes de chenalisation diminuant
l'efficacité de l'échange thermique, consommation d'életricité à
l'injection etc..
Malgré ces difficultés, le développement des travaux sur les RCS sera à
suivre avec attention ; en effet, l'intérêt des données scientifiques
obtenues dépasse largement le seul champ de la géothermie, et intéresse
d'autres domaines touchant de près ou de loin à l'énergie.
- 29 -
4. L'AVENIR A MOYEN TERME - LES OPERATIONS DE RECHERCHE-DEVELOPPEMENT
Plusieurs programmes de recherche-développement ont été menés à bien cu
sont en cours, avec l'aide de la Communauté Européenne ; dans quelle
mesure sont-ils à même de modifier l'horizon de la géothermie, à moyen
terme ?
4.1 Les inventaires de ressources
L'Atlas des ressources et réserves géothermales d'Europe, est terminé.
Cette mise à disposition du public des données sur le sous-sol est
sans doute une mesure qui s'avérera utile. Il convient néanmoins de
garder à l'esprit qu'elle est bien loin d'être suffisante ; en effet,
il existe plusieurs cas actuels de ressources disponibles, sous forme
de forages productifs, et inexploitées. Les investissements
nécessaires pour exploiter ces ressources géothermales sont en effet
bien supérieurs à ceux qui sont nécessaires pour les démonstrations.
D'une manière générale les investisseurs tendent en conséquence à être
plus rares que ne le sont les ressources.
4.2 Le programme de "Roches Chaudes Sèches"
La remarque précédente s'applique au programme de RCS, qui n'a au reste
pas atteint un stade de développement suffisant pour que l'on puisse
parler de ressources. Il reste en effet à évaluer plusieurs paramètres,
tels que pertes de l'eau injectée, phénomènes de chenalisation diminuant
l'efficacité de l'échange thermique, consommation d'életricité à
l'injection etc..
Malgré ces difficultés, le développement des travaux sur les RCS sera à
suivre avec attention ; en effet, l'intérêt des données scientifiques
obtenues dépasse largement le seul champ de la géothermie, et intéresse
d'autres domaines touchant de près ou de loin à l'énergie.
30 -
4.3 L'exploitation des réservoirs gréseux
C'est certainement l'éventualité qui modifierait le plus sensiblement
l'aspect actuel de la géothermie. Pour ce faire, il faudrait que
soient résolues les difficultés d'injection dans des aquifères gréseux
ou sableux ; c'est-à-dire que l'on puisse faire réabsorber par ces
aquifères, sous une pression modérée, au moins 200 m3/h. Dans cette
hypothèse, toute l'Europe du Nord, du Royaume-Uni à la R.F.A. , verrait
ses réservoirs d'eau chaude salée valorisables.il est donc hautement
souhaitable que la poursuite des recherches amène des solutions à ee
problème de la réinjection.
5. LES MESURES A PRECONISER
Elles doivent s'inspirer des idées directrices définies au début du
chapitre 3. Il est attendu des orientations proposées ci-dessous, une
survie de la géothermie et de ses intervenants. Une telle veille
technologique est nécessaire dans l'immédiat, ne serait-ce que par mesure
de prudence dans une Communauté dont l'approvisionnement énergétique est
loin d'être assuré à long terme.
5.1 Défense de l'environnement
Aucun bilan n'a été fait, sur la diminution des rejets de chaufferies
dans l'atmosphère grâce à l'usage de la géothermie. Une étude sérieuse
devrait être financée, concernant les résultats obtenus dans divers
pays (Italie, France), et une comparaison des résultats obtenus par
les PAC (cf. Newsletter de l'IEA, Heat Pump Center). La publicité de
ces résultats est évidemment indispensable, et sera certainement un
argument en faveur de la géothermie. Sur les zones où un réservoir
géothermique a été mis en évidence, un inventaire des consommations
collectives de fuel devrait être fait. Cet inventaire permettrait à
terme de fixer les cibles pour de futures installations de géothermie.
Lorsqu'ils ont été faits systématiquement, de tels travaux ont porté
30 -
4.3 L'exploitation des réservoirs gréseux
C'est certainement l'éventualité qui modifierait le plus sensiblement
l'aspect actuel de la géothermie. Pour ce faire, il faudrait que
soient résolues les difficultés d'injection dans des aquifères gréseux
ou sableux ; c'est-à-dire que l'on puisse faire réabsorber par ces
aquifères, sous une pression modérée, au moins 200 m3/h. Dans cette
hypothèse, toute l'Europe du Nord, du Royaume-Uni à la R.F.A. , verrait
ses réservoirs d'eau chaude salée valorisables.il est donc hautement
souhaitable que la poursuite des recherches amène des solutions à ee
problème de la réinjection.
5. LES MESURES A PRECONISER
Elles doivent s'inspirer des idées directrices définies au début du
chapitre 3. Il est attendu des orientations proposées ci-dessous, une
survie de la géothermie et de ses intervenants. Une telle veille
technologique est nécessaire dans l'immédiat, ne serait-ce que par mesure
de prudence dans une Communauté dont l'approvisionnement énergétique est
loin d'être assuré à long terme.
5.1 Défense de l'environnement
Aucun bilan n'a été fait, sur la diminution des rejets de chaufferies
dans l'atmosphère grâce à l'usage de la géothermie. Une étude sérieuse
devrait être financée, concernant les résultats obtenus dans divers
pays (Italie, France), et une comparaison des résultats obtenus par
les PAC (cf. Newsletter de l'IEA, Heat Pump Center). La publicité de
ces résultats est évidemment indispensable, et sera certainement un
argument en faveur de la géothermie. Sur les zones où un réservoir
géothermique a été mis en évidence, un inventaire des consommations
collectives de fuel devrait être fait. Cet inventaire permettrait à
terme de fixer les cibles pour de futures installations de géothermie.
Lorsqu'ils ont été faits systématiquement, de tels travaux ont porté
- 31 -
leurs fruits. Italie, Espagne et Grèce devraient être les pays les
plus concernés.
5.2 Compression des dépenses d'investissement
Il faut mettre l'accent sur des projets à puits unique et forages très
courts. Il ne faut pas que la limite traditionnelle, qui fixe à 30°C
le minimum pour la géothermie soit maintenue ; en orientant
artificiellement des reconnaisances vers la profondeur, elles
constituent un encouragement à l'exploration géologique plutôt qu'au
montage d'opérations économiquement intéressantes, tout au moins dans
le contexte énergétique actuel.
5.3 Faire avec le gaz
Dans cette optique qui est imposée par le coût, l'efficacité, le
caractère peu polluant du combustible, ainsi que par sa production ou
son importation en larges quantités, la production d'énergie par PAC à
gaz sera recherchée ; cette mesure est cohérente avec la protection de
l'environnement, la diminution des dépenses de forages (donc une
faible température du fluide produit), l'inventaire des utilisateurs
d'énergie mentionné ci-dessus, et la présence de réseaux de
distribution de gaz.
5.4 Conserver la garantie d'échec des forages
La garantie d ' échec des forages par des fonds communautaires et
nationaux, doit être gardée à tout prix. Aucun développement de la
géothermie n'est possible, si le promoteur d'une opération risque de
perdre une part importante du financement par suite de 1 ' échec
géologique : 1 ' espoir de gain financier est en effet trop faible pour
compenser ce risque. Une couverture de 90 à 100 % du coût (toutes
taxes comprises), hors frais financiers, est nécessaire. La Communauté
prenant à sa charge 40 %, une aide nationale ou un système d'assurance
- 31 -
leurs fruits. Italie, Espagne et Grèce devraient être les pays les
plus concernés.
5.2 Compression des dépenses d'investissement
Il faut mettre l'accent sur des projets à puits unique et forages très
courts. Il ne faut pas que la limite traditionnelle, qui fixe à 30°C
le minimum pour la géothermie soit maintenue ; en orientant
artificiellement des reconnaisances vers la profondeur, elles
constituent un encouragement à l'exploration géologique plutôt qu'au
montage d'opérations économiquement intéressantes, tout au moins dans
le contexte énergétique actuel.
5.3 Faire avec le gaz
Dans cette optique qui est imposée par le coût, l'efficacité, le
caractère peu polluant du combustible, ainsi que par sa production ou
son importation en larges quantités, la production d'énergie par PAC à
gaz sera recherchée ; cette mesure est cohérente avec la protection de
l'environnement, la diminution des dépenses de forages (donc une
faible température du fluide produit), l'inventaire des utilisateurs
d'énergie mentionné ci-dessus, et la présence de réseaux de
distribution de gaz.
5.4 Conserver la garantie d'échec des forages
La garantie d ' échec des forages par des fonds communautaires et
nationaux, doit être gardée à tout prix. Aucun développement de la
géothermie n'est possible, si le promoteur d'une opération risque de
perdre une part importante du financement par suite de 1 ' échec
géologique : 1 ' espoir de gain financier est en effet trop faible pour
compenser ce risque. Une couverture de 90 à 100 % du coût (toutes
taxes comprises), hors frais financiers, est nécessaire. La Communauté
prenant à sa charge 40 %, une aide nationale ou un système d'assurance
- 32 -
doivent être envisagés. Au reste, dans l'optique de recherche de
réservoirs peu profonds, le risque géologique et financier serait
réduit, ce qui faciliterait le cas échéant la mise en place de
garanties. Seuls toutefois de grands établissements publics ont osé
pour l'instant se lancer dans cette voie, en dehors des forages pour
PAC.
5.5 Soutenir les réseaux de chaleur â basse tempéra tiire
Dans l'optique du développement de la géothermie, on doit souligner
que réseaux et émetteurs thermiques à haute température sont des
concurrents pour la géothermie de basse enthalpie. Au contraire,
réseaux de chaleur et émetteurs à basse température, lorsqu'ils
peuvent être installés, pourraient ultérieurement être desservis par
des puits géothermiques. Il convient de garder à l'esprit en vue de
substitutions futures de combustibles fossiles, le fait qu'un réseau
de chaleur est en place pour plusieurs dizaines d'années : la
conjoncture énergétique actuelle peut largement changer dans ce laps
de temps.
5.6 Employer de nouveaxix matériaux
La durée de vie des puits géothermiques est menacée par la corrosion
des tubages, entraînant un risque de pollution des nappes aquifères
superficielles par le fluide géothermique. Il est opportun d'envisager
un emploi de matériaux non corrodables, tels que les matériaux
composites, de façon à prolonger la durée de vie des puits.
5.7 Développer les ussiges combinés de la géothermie de basse énergie
Ce sont essentiellement les projets liés au thermalisme et à la
fourniture d'eau pour usage industriel ou agricole ; les forages sont
généralement courts , donc peu risqués et peu coûteux et une
utilisation autre qu'énergétique du fluide ealoporteur (l'eau)
- 32 -
doivent être envisagés. Au reste, dans l'optique de recherche de
réservoirs peu profonds, le risque géologique et financier serait
réduit, ce qui faciliterait le cas échéant la mise en place de
garanties. Seuls toutefois de grands établissements publics ont osé
pour l'instant se lancer dans cette voie, en dehors des forages pour
PAC.
5.5 Soutenir les réseaux de chaleur â basse tempéra tiire
Dans l'optique du développement de la géothermie, on doit souligner
que réseaux et émetteurs thermiques à haute température sont des
concurrents pour la géothermie de basse enthalpie. Au contraire,
réseaux de chaleur et émetteurs à basse température, lorsqu'ils
peuvent être installés, pourraient ultérieurement être desservis par
des puits géothermiques. Il convient de garder à l'esprit en vue de
substitutions futures de combustibles fossiles, le fait qu'un réseau
de chaleur est en place pour plusieurs dizaines d'années : la
conjoncture énergétique actuelle peut largement changer dans ce laps
de temps.
5.6 Employer de nouveaxix matériaux
La durée de vie des puits géothermiques est menacée par la corrosion
des tubages, entraînant un risque de pollution des nappes aquifères
superficielles par le fluide géothermique. Il est opportun d'envisager
un emploi de matériaux non corrodables, tels que les matériaux
composites, de façon à prolonger la durée de vie des puits.
5.7 Développer les ussiges combinés de la géothermie de basse énergie
Ce sont essentiellement les projets liés au thermalisme et à la
fourniture d'eau pour usage industriel ou agricole ; les forages sont
généralement courts , donc peu risqués et peu coûteux et une
utilisation autre qu'énergétique du fluide ealoporteur (l'eau)
- 33 -
améliore la rentabilité économique des installations.
Ces usages combinés supposent toutefois résolus des conflits
potentiels, entre utilisations énergétiques et non-énergétiques.
6. CONCLUSION
La géothermie en Europe fournit actuellement 275 000 TEP environ, dont un
peu plus de 100 000 TEP produites par doublets et 100 000 TEP également
par pompes à chaleur. Les réservoirs sont constitués, dans 90 % des cas,
par des roches carbonatées : l'exploitation des séries gréseuses se heurte
encore à de sérieux problèmes, surtout pour la réinjection des fluides
refroidis. L'énergie est destinée principalement à l'habitat, plus
rarement aux cultures sous serres, exceptionnellement à l'industrie (hors
PAC).
Le développement de la géothermie est en effet lié aux besoins thermiques
déjà existantes en surface : les projets destinés à des emplois futurs
sont en général voués à l'échec. Le contexte énergétique actuel impose des
projets peu coûteux, à faible risque géologique, où la chaleur
géothermique se réduit souvent à une simple récupération sur des fluides
ayant d'autres finalités que le chauffage. Les différences géologiques et
économiques entre le Nord et le Sud de l'Europe entraîneront probablement
un développement plus rapide dans les pays méditerranéens. Les recherches
de R et D, largement soutenues par la Communauté Européenne, sont
susceptibles de modifier le paysage actuel mais seulement, au mieux, à
moyen terme.
Si la contribution énergétique de la géothermie est faible, elle n'est
néanmoins pas négligeable, et le stade de simple pilote de démonstration a
été dépassé en beaucoup d'endroits. Plusieurs défauts de jeunesse ont été
surmontés, ou sont sur le point de l'être. Dans une Europe où les
exigences sur la qualité de l'environnement sont croissant avec le niveau
de vie, la géothermie, énergie propre, ne peut manquer de s'intégrer peu à
peu dans le tissu industriel, agricole, et urbain.
- 33 -
améliore la rentabilité économique des installations.
Ces usages combinés supposent toutefois résolus des conflits
potentiels, entre utilisations énergétiques et non-énergétiques.
6. CONCLUSION
La géothermie en Europe fournit actuellement 275 000 TEP environ, dont un
peu plus de 100 000 TEP produites par doublets et 100 000 TEP également
par pompes à chaleur. Les réservoirs sont constitués, dans 90 % des cas,
par des roches carbonatées : l'exploitation des séries gréseuses se heurte
encore à de sérieux problèmes, surtout pour la réinjection des fluides
refroidis. L'énergie est destinée principalement à l'habitat, plus
rarement aux cultures sous serres, exceptionnellement à l'industrie (hors
PAC).
Le développement de la géothermie est en effet lié aux besoins thermiques
déjà existantes en surface : les projets destinés à des emplois futurs
sont en général voués à l'échec. Le contexte énergétique actuel impose des
projets peu coûteux, à faible risque géologique, où la chaleur
géothermique se réduit souvent à une simple récupération sur des fluides
ayant d'autres finalités que le chauffage. Les différences géologiques et
économiques entre le Nord et le Sud de l'Europe entraîneront probablement
un développement plus rapide dans les pays méditerranéens. Les recherches
de R et D, largement soutenues par la Communauté Européenne, sont
susceptibles de modifier le paysage actuel mais seulement, au mieux, à
moyen terme.
Si la contribution énergétique de la géothermie est faible, elle n'est
néanmoins pas négligeable, et le stade de simple pilote de démonstration a
été dépassé en beaucoup d'endroits. Plusieurs défauts de jeunesse ont été
surmontés, ou sont sur le point de l'être. Dans une Europe où les
exigences sur la qualité de l'environnement sont croissant avec le niveau
de vie, la géothermie, énergie propre, ne peut manquer de s'intégrer peu à
peu dans le tissu industriel, agricole, et urbain.
- 34
7. REMERCIEMENTS
Que ceux qui ont contribué à fournir la documentation nécessaire à ce
travail soient remerciés ici, notamment :
- pour la CEE : G. GERINI
- l'Italie : C. SOMMARUGA et C. PANICHI
- l'Espagne : M. BARRIER
- le Portugal : A. DESPLAN
- la Grèce : P. DEMETRIADES
A.M. ROUGET ayant réalisé le recherche documentaire générale.
- 34
7. REMERCIEMENTS
Que ceux qui ont contribué à fournir la documentation nécessaire à ce
travail soient remerciés ici, notamment :
- pour la CEE : G. GERINI
- l'Italie : C. SOMMARUGA et C. PANICHI
- l'Espagne : M. BARRIER
- le Portugal : A. DESPLAN
- la Grèce : P. DEMETRIADES
A.M. ROUGET ayant réalisé le recherche documentaire générale.
All -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 8G-B-7031-11-002-17)
ALLEMAGNE FEDERALE
F Ii:cr HAENEt 1985
All -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 8G-B-7031-11-002-17)
ALLEMAGNE FEDERALE
F Ii:cr HAENEt 1985
- A/2 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Selon les recommandations de la Commission des Communautés Européennes,
une évaluation des ressources et des réserves a été faite pour les
aquifères les plus favorables. Ceux-ci se situent dans le Bassin
germanique du Nord, le Bassin molassique, et le nord du Graben rhénan. Les
ressources sont définies comme de la chaleur en place dans l'aquifère,
affectés d'un coefficient de récupération ; les réserve constituent la
part des ressources, exploitables économiquement. Selon R. Haenel (1985),
cette part "...is difficult to quantify...", et le même auteur souligne
que "...the estimated reserves in Germany have to be considered very
carefully and critically".
Dans cinq régions, douze aquifères ont été évalués (tableau 1). Ce sont
des grès et des carbonates du Trias ou du Jurassique supérieur, ainsi que
des sables du Tertiaire supérieur (Néogène). Les chiffres fournis par
R. Haenel (1985) pour ressources et réserves, se montent respectivement à1 ñ 1 ñ IR
124.10 J et 7.10 J. Ces valeurs sont à comparer à celle de 2,5 10 J,
qui est celle de l'énergie thermique actuellement tirée des eaux du
sous-sol en RFA, aussi bien par échange direct que par pompes à chaleur.
- A/2 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Selon les recommandations de la Commission des Communautés Européennes,
une évaluation des ressources et des réserves a été faite pour les
aquifères les plus favorables. Ceux-ci se situent dans le Bassin
germanique du Nord, le Bassin molassique, et le nord du Graben rhénan. Les
ressources sont définies comme de la chaleur en place dans l'aquifère,
affectés d'un coefficient de récupération ; les réserve constituent la
part des ressources, exploitables économiquement. Selon R. Haenel (1985),
cette part "...is difficult to quantify...", et le même auteur souligne
que "...the estimated reserves in Germany have to be considered very
carefully and critically".
Dans cinq régions, douze aquifères ont été évalués (tableau 1). Ce sont
des grès et des carbonates du Trias ou du Jurassique supérieur, ainsi que
des sables du Tertiaire supérieur (Néogène). Les chiffres fournis par
R. Haenel (1985) pour ressources et réserves, se montent respectivement à1 ñ 1 ñ IR
124.10 J et 7.10 J. Ces valeurs sont à comparer à celle de 2,5 10 J,
qui est celle de l'énergie thermique actuellement tirée des eaux du
sous-sol en RFA, aussi bien par échange direct que par pompes à chaleur.
- A/3 -
REALISATIONS ET PROJETS
les réalisations :
R. Haenel (1985) dénombre sept opérations en fonctionnement. Il s'agit de
stations balnéaires, où l'utilisation thermique est, en quelque sorte, un
sous-produit de la balnéothérapie : "...the primary obsective in each case
is the utilisation of geothermal water for therapeutic purposes, and the
secondary interest is the use of the surplus geothermal energy for heating
purposes". Ces opérations sont les suivantes :
Aachen
L'énergie sert au chauffage de deux établissements balnéaires, 12 % de la
puissance est destinée à l'eau chaude sanitaire.
Baden-Baden
La puissance installée est de 280 kW pour le chauffage, et 180 kW pour
l'eau chaude sanitaire.
Bad Ems
L'énergie géothermale sert au chauffage du principal établissement
balnéaire.
Biberach
L'utilisation de la chaleur semble "symbolique", avec une serre et une
maison chauffée ; une extension pour le chauffage de locaux serait
envisagée.
Constance
Une piscine pour hydrothérapie est chauffée par géothermie.
Urach
L'eau géothermale chauffe des piscines, sert au chauffage central de la
station, et à celui de l'eau chaude sanitaire.
- A/3 -
REALISATIONS ET PROJETS
les réalisations :
R. Haenel (1985) dénombre sept opérations en fonctionnement. Il s'agit de
stations balnéaires, où l'utilisation thermique est, en quelque sorte, un
sous-produit de la balnéothérapie : "...the primary obsective in each case
is the utilisation of geothermal water for therapeutic purposes, and the
secondary interest is the use of the surplus geothermal energy for heating
purposes". Ces opérations sont les suivantes :
Aachen
L'énergie sert au chauffage de deux établissements balnéaires, 12 % de la
puissance est destinée à l'eau chaude sanitaire.
Baden-Baden
La puissance installée est de 280 kW pour le chauffage, et 180 kW pour
l'eau chaude sanitaire.
Bad Ems
L'énergie géothermale sert au chauffage du principal établissement
balnéaire.
Biberach
L'utilisation de la chaleur semble "symbolique", avec une serre et une
maison chauffée ; une extension pour le chauffage de locaux serait
envisagée.
Constance
Une piscine pour hydrothérapie est chauffée par géothermie.
Urach
L'eau géothermale chauffe des piscines, sert au chauffage central de la
station, et à celui de l'eau chaude sanitaire.
- A/4 -
Wiesbaden
Il existe un système de distribution de chaleur avec au moins trois postes
de livraison, pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire.
Ces réalisations demeurent modestes, puisque l'énergie fournie par
l'ensemble est de l'ordre de 15 000 MWh (Haenel, op. cit.) soit 1 500 TEP
environ.
Les pompes à chaleur
Par comparaison, le développement des PAC est remarquable, puisque 100 000
PAC sur nappes seraient installées. Selon R. Haenel (op. cit.), elles
doivent êtres considérées comme faisant partie des opérations de
géothermie : "Because the field of geothermics starts by definition at the
earth's surface (at Z = Om depth), heat extraction from the grounduvater
and from the soil has to be considered as geothermal energy...". Ces PAC15 15
fourniraient à l'heure actuelle 2,45 - 10 J, contre 0,052 - 10 J
fournies par la géothermie traditionnelle à échange direct, soit 50 fois
plus.
Les projets :
Il y a huit projets identifiés, dont cinq sont au stade du premier
sondage. Le projet le plus avancé est celui de Saulgau ; l'horizon
producteur est le Jurassique supérieur, qui fournit un fluide à 42°C. Les
PAC à gaz founissent le surcroît d'énergie thermique nécessaire.
L'utilisation correspond au principe de la cascade, avec chauffage de
locaux, approvisionnement des piscines, réinjection et fourniture d'eau
potable. Le temps de retour serait de plusieurs dizaines d'années. Le
projet de Bruchsal mérite d'être mentionné ; mais l'usage du fluide
(120°C) n'est pas encore défini, et la salinité risque de poser de
redoutables problèmes de dépôt et de corrosion.
Plus récent, le projet de Munich prévoit de capter un aquifère de
calcaires Karstiques, vers 1000 m de profondeur. L'eau serait refroidie de
70°C à 10°C par des PAC à gaz, et l'énergie serait fournie à un réseau de
chaleur existant.
- A/4 -
Wiesbaden
Il existe un système de distribution de chaleur avec au moins trois postes
de livraison, pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire.
Ces réalisations demeurent modestes, puisque l'énergie fournie par
l'ensemble est de l'ordre de 15 000 MWh (Haenel, op. cit.) soit 1 500 TEP
environ.
Les pompes à chaleur
Par comparaison, le développement des PAC est remarquable, puisque 100 000
PAC sur nappes seraient installées. Selon R. Haenel (op. cit.), elles
doivent êtres considérées comme faisant partie des opérations de
géothermie : "Because the field of geothermics starts by definition at the
earth's surface (at Z = Om depth), heat extraction from the grounduvater
and from the soil has to be considered as geothermal energy...". Ces PAC15 15
fourniraient à l'heure actuelle 2,45 - 10 J, contre 0,052 - 10 J
fournies par la géothermie traditionnelle à échange direct, soit 50 fois
plus.
Les projets :
Il y a huit projets identifiés, dont cinq sont au stade du premier
sondage. Le projet le plus avancé est celui de Saulgau ; l'horizon
producteur est le Jurassique supérieur, qui fournit un fluide à 42°C. Les
PAC à gaz founissent le surcroît d'énergie thermique nécessaire.
L'utilisation correspond au principe de la cascade, avec chauffage de
locaux, approvisionnement des piscines, réinjection et fourniture d'eau
potable. Le temps de retour serait de plusieurs dizaines d'années. Le
projet de Bruchsal mérite d'être mentionné ; mais l'usage du fluide
(120°C) n'est pas encore défini, et la salinité risque de poser de
redoutables problèmes de dépôt et de corrosion.
Plus récent, le projet de Munich prévoit de capter un aquifère de
calcaires Karstiques, vers 1000 m de profondeur. L'eau serait refroidie de
70°C à 10°C par des PAC à gaz, et l'énergie serait fournie à un réseau de
chaleur existant.
- A/5 -
LES PERSPECTIVES
Comme il vient d'être dit ci-dessus, le nombre de projets est limité ;
leur caractère économique est par ailleurs médiocre. Néanmoins, on peut
considérer comme possible, sinon comme probable, qu'un ou deux d'entre eux
voient le jour dans les années qui viennent. En prenant comme référence le
projet de Saulgau, quelques traits peuvent être dégagés. Tout d'abord, le
rôle important des PAC, qui fournissent la majorité sinon l'essentiel de
l'énergie thermique produite. Ensuite, l'ordre de grandeur de l'énergie
annuelle obtenue, tant par échange direct que par les PAC : 25 000 kWh
soit 2 000 TEP environ.
On voit donc que dans l'immédiat, rien ne viendra changer en RFA l'énorme
prépondérance de l'énergie thermique produite par des pompes à chaleur,
par rapport à la géothermie "classique" par échange direct.
- A/5 -
LES PERSPECTIVES
Comme il vient d'être dit ci-dessus, le nombre de projets est limité ;
leur caractère économique est par ailleurs médiocre. Néanmoins, on peut
considérer comme possible, sinon comme probable, qu'un ou deux d'entre eux
voient le jour dans les années qui viennent. En prenant comme référence le
projet de Saulgau, quelques traits peuvent être dégagés. Tout d'abord, le
rôle important des PAC, qui fournissent la majorité sinon l'essentiel de
l'énergie thermique produite. Ensuite, l'ordre de grandeur de l'énergie
annuelle obtenue, tant par échange direct que par les PAC : 25 000 kWh
soit 2 000 TEP environ.
On voit donc que dans l'immédiat, rien ne viendra changer en RFA l'énorme
prépondérance de l'énergie thermique produite par des pompes à chaleur,
par rapport à la géothermie "classique" par échange direct.
- AI6 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n° 86-B-7031-11-002-17J
BELGIQUE
/"'Ç^A^^ \
/1
V Oouvraln\ y \ ... ..
'^iVfGiin--;St Ghislairy:-<->s '"
"7
Reservoir
( calcaire)
nS^j^¿i^
TvT».
\
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iK
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r^'1
/
S
V.s
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Réalisations
Projets
- AI6 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n° 86-B-7031-11-002-17J
BELGIQUE
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Reservoir
( calcaire)
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S
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Réalisations
Projets
- A/7 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
(Van den Berghe, 1984)
Deux ensembles géologiques représentent des réservoirs géothermiques
connus en potentiels :
, les sables cénozoîque ainsi que la craie du jurassique inférieur, qui
dans le Nord du pays s'enfoncent jusqu'à 1 000 m de profondeur.
. essentiellement, les calcaires karstifiés du carbonifère inférieur, qui
constituent une ressource prouvée.
Le réservoir du carbonifère inférieur
Il se trouve de part et d'autre du massif du Brabant, c'est-à-dire
respectivement vers les frontières de la Hollande (Campine), au nord et de
la France (Hainaut) au sud. Dans ce dernier cas, il se prolonge en
territoire français et a fait l'objet d'un forage de reconnaissance (Condé
sur Escaut) .
Les calcaires du Hainaut
A Saint-Ghislain, on a reconnu dans le Viseen près de 700 m de calcaires à
anhydrite (entre 1 900 et 2 742 m). Des pertes considérables de boue en
forage, puis la remontée des eaux en débit artésien démontrent l'existence
de "vides" importants à la base des anhydrites.
L'épaisseur cumulée des vides de dissolution approche 150 m. Cette nappe
fournissait, en trou ouvert, un débit artésien proche de 100 m3/h, la
température étant de 73° C à 2 400-2 630 m de profondeur. La pression en
surface à débit nul est de 4 bar. Un deuxième forage de recherche
(Douvrain) a trouvé le niveau karstique à plus faible profondeur vers le
nord, mais cette fois-ci sous forme de brèche calcaire.
Le débit artésien provenant de cette brèche s'approche aussi de 100 m3/h
et la pression en tête de puits fermé, est aussi de 4 bar.
- A/7 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
(Van den Berghe, 1984)
Deux ensembles géologiques représentent des réservoirs géothermiques
connus en potentiels :
, les sables cénozoîque ainsi que la craie du jurassique inférieur, qui
dans le Nord du pays s'enfoncent jusqu'à 1 000 m de profondeur.
. essentiellement, les calcaires karstifiés du carbonifère inférieur, qui
constituent une ressource prouvée.
Le réservoir du carbonifère inférieur
Il se trouve de part et d'autre du massif du Brabant, c'est-à-dire
respectivement vers les frontières de la Hollande (Campine), au nord et de
la France (Hainaut) au sud. Dans ce dernier cas, il se prolonge en
territoire français et a fait l'objet d'un forage de reconnaissance (Condé
sur Escaut) .
Les calcaires du Hainaut
A Saint-Ghislain, on a reconnu dans le Viseen près de 700 m de calcaires à
anhydrite (entre 1 900 et 2 742 m). Des pertes considérables de boue en
forage, puis la remontée des eaux en débit artésien démontrent l'existence
de "vides" importants à la base des anhydrites.
L'épaisseur cumulée des vides de dissolution approche 150 m. Cette nappe
fournissait, en trou ouvert, un débit artésien proche de 100 m3/h, la
température étant de 73° C à 2 400-2 630 m de profondeur. La pression en
surface à débit nul est de 4 bar. Un deuxième forage de recherche
(Douvrain) a trouvé le niveau karstique à plus faible profondeur vers le
nord, mais cette fois-ci sous forme de brèche calcaire.
Le débit artésien provenant de cette brèche s'approche aussi de 100 m3/h
et la pression en tête de puits fermé, est aussi de 4 bar.
- A/8 -
L' hydrodynamisme du système karstique est déterminé par la topographie de
la zone d'affleurements des calcaires, karstiques également, la pente des
couches et la présence d'un système de failles. Des essais n'ont pu
déceler aucune interférence entre les puits de Saint-Ghislain et Douvrain,
distants de 3,5 km environ, indiquant que le volume d'eau de la nappe
intéressée par l'essai est énorme. La salinité est faible, 2 g/1 environ,
ce qui autorise une exploitation en puits unique.
Les calcaires de la Campine
"Plusieurs sondages ont reconnu par des "chutes" de l'outil et des pertes
de boues dans les calcaires du Dinantien des niveaux de dissolution
considérés comme karstiques.
D'autres sondages ont montré un banc karstique continu sous-jacent
directement au Namurien, et qui a une épaisseur de quelques dizaines de
mètres. L'origine de ce karst continu est certainement due à une activité
météorique pendant la phase d' emersion du Viséen-Namurien. On peut tout de
même prouver pour certains endroits que la karstification a continué au
moins jusqu'au milieu du Tertiaire. La circulation de l'eau ne se produit
que dans le sommet karstique du calcaire dinantien. Les observations du
niveau piézométrique indiquent que la nappe se stabilise à quelques
dizaines de mètres au-dessous du niveau du sol.
Les essais de pompage et d'injection ont pu établir que la perméabilité du
niveau karstique est de l'ordre de plusieurs darcy. L' injectivité et la
productivité sont de l'ordre de 10 m3/h/bar. Il existe également des puits
où la perméabilité est moindre. Des essais d'interférence entre des puits
distants de plusieurs kilomètres ont montré une influence marquée et non
négligeable. Cette interférence prouve que les failles affectant le
Dinantien, et établies par l'analyse des profils sismiques, ne gênent pas
la circulation dans le réservoir. La salinité de l'eau est très élevée,
entre 100 et 140 g/1. L'eau est du type chlorurée sodique. Ces valeurs
élevées nécessitent un examen approfondi des risques de précipitation et
de corrosion lors d'une exploitation géothermique. La réinjection de ces
saumures, enfin, est nécessaire" (Van den Berghe, 1984).
- A/8 -
L' hydrodynamisme du système karstique est déterminé par la topographie de
la zone d'affleurements des calcaires, karstiques également, la pente des
couches et la présence d'un système de failles. Des essais n'ont pu
déceler aucune interférence entre les puits de Saint-Ghislain et Douvrain,
distants de 3,5 km environ, indiquant que le volume d'eau de la nappe
intéressée par l'essai est énorme. La salinité est faible, 2 g/1 environ,
ce qui autorise une exploitation en puits unique.
Les calcaires de la Campine
"Plusieurs sondages ont reconnu par des "chutes" de l'outil et des pertes
de boues dans les calcaires du Dinantien des niveaux de dissolution
considérés comme karstiques.
D'autres sondages ont montré un banc karstique continu sous-jacent
directement au Namurien, et qui a une épaisseur de quelques dizaines de
mètres. L'origine de ce karst continu est certainement due à une activité
météorique pendant la phase d' emersion du Viséen-Namurien. On peut tout de
même prouver pour certains endroits que la karstification a continué au
moins jusqu'au milieu du Tertiaire. La circulation de l'eau ne se produit
que dans le sommet karstique du calcaire dinantien. Les observations du
niveau piézométrique indiquent que la nappe se stabilise à quelques
dizaines de mètres au-dessous du niveau du sol.
Les essais de pompage et d'injection ont pu établir que la perméabilité du
niveau karstique est de l'ordre de plusieurs darcy. L' injectivité et la
productivité sont de l'ordre de 10 m3/h/bar. Il existe également des puits
où la perméabilité est moindre. Des essais d'interférence entre des puits
distants de plusieurs kilomètres ont montré une influence marquée et non
négligeable. Cette interférence prouve que les failles affectant le
Dinantien, et établies par l'analyse des profils sismiques, ne gênent pas
la circulation dans le réservoir. La salinité de l'eau est très élevée,
entre 100 et 140 g/1. L'eau est du type chlorurée sodique. Ces valeurs
élevées nécessitent un examen approfondi des risques de précipitation et
de corrosion lors d'une exploitation géothermique. La réinjection de ces
saumures, enfin, est nécessaire" (Van den Berghe, 1984).
- A/9 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
Elles se limitent au chauffage d'une piscine et de cinémas à Turnhout, par
une eau à 35°C d'un débit de 23 m3/h. Par ailleurs, de nombreuses
réalisations de PAC sont signalées (DERYCKE, 1985).
Les projets :
La plupart ont pour source géothermale les calcaires du Carbonifère
inférieur. Les six principaux projets sont récapitulés ci-dessus ; les
trois premiers concernent des opérations où la ressource est prouvée, les
problèmes de réinjection inexistant et la gestion moyenne réside dans la
distribution de la chaleur :
St Ghislain
La récupération du forage d'exploration géologique a fourni un débit
artésien de 100 m3/h à 73°C. L'eau est douce (2 g/1) et n'impose pas une
réinjection. Le chauffage de bâtiments existants est prévu à titre
d'essai, avec en cascade le chauffage de serres, elles aussi
expérimentales .
Douvrain
Il est prévu d'utiliser cet autre forage d'exploration géologique pour le
chauffage de l'hôpital de Baudour. Les caractéristiques du fluide
géothermal sont semblables à celles de St Ghislain.
Ghlin
Le forage, réalisé en vue d'une utilisation géothermique, a des
caractéristiques de débit, température et salinité très voisines des deux
précédents. L'interconnexion des réseaux de chaleur à St Gislain et Ghlin
devrait permettre une économie actuelle de 4 800 TEP. Néanmoins, la
construction d'une usine d'incinération risque de gêner ce projet.
- A/9 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
Elles se limitent au chauffage d'une piscine et de cinémas à Turnhout, par
une eau à 35°C d'un débit de 23 m3/h. Par ailleurs, de nombreuses
réalisations de PAC sont signalées (DERYCKE, 1985).
Les projets :
La plupart ont pour source géothermale les calcaires du Carbonifère
inférieur. Les six principaux projets sont récapitulés ci-dessus ; les
trois premiers concernent des opérations où la ressource est prouvée, les
problèmes de réinjection inexistant et la gestion moyenne réside dans la
distribution de la chaleur :
St Ghislain
La récupération du forage d'exploration géologique a fourni un débit
artésien de 100 m3/h à 73°C. L'eau est douce (2 g/1) et n'impose pas une
réinjection. Le chauffage de bâtiments existants est prévu à titre
d'essai, avec en cascade le chauffage de serres, elles aussi
expérimentales .
Douvrain
Il est prévu d'utiliser cet autre forage d'exploration géologique pour le
chauffage de l'hôpital de Baudour. Les caractéristiques du fluide
géothermal sont semblables à celles de St Ghislain.
Ghlin
Le forage, réalisé en vue d'une utilisation géothermique, a des
caractéristiques de débit, température et salinité très voisines des deux
précédents. L'interconnexion des réseaux de chaleur à St Gislain et Ghlin
devrait permettre une économie actuelle de 4 800 TEP. Néanmoins, la
construction d'une usine d'incinération risque de gêner ce projet.
- A/10 -
Viennent ensuite trois projets, où les problèmes de production ou de
réinjection ne sont pas résolus :
Liège
Il s'agit d'un projet d'exploitation en puits unique, pour le chauffage
d'un hôpital (température prévue du fluide géothermal 70°C). La
substitution d'énergie géothermique en gaz naturel, permettrait de
déplacer 2 800 TEP environ.
Turnhout
Le forage géothermique fournit une saumure (135 g/1, 103°C) ; il est prévu
un puits de réinjection. Le chauffage envisagé est celui de logements et
d' industries.
Merksplas
Le puits de production est à même de fournir 75 m3/h à 73°C, avec une
salinité de 130 g/1. Le puits de réinjection sera au Crétacé. Il est
envisagé de chauffer une prison, et plusieurs hectares de serres à
construire.
- A/10 -
Viennent ensuite trois projets, où les problèmes de production ou de
réinjection ne sont pas résolus :
Liège
Il s'agit d'un projet d'exploitation en puits unique, pour le chauffage
d'un hôpital (température prévue du fluide géothermal 70°C). La
substitution d'énergie géothermique en gaz naturel, permettrait de
déplacer 2 800 TEP environ.
Turnhout
Le forage géothermique fournit une saumure (135 g/1, 103°C) ; il est prévu
un puits de réinjection. Le chauffage envisagé est celui de logements et
d' industries.
Merksplas
Le puits de production est à même de fournir 75 m3/h à 73°C, avec une
salinité de 130 g/1. Le puits de réinjection sera au Crétacé. Il est
envisagé de chauffer une prison, et plusieurs hectares de serres à
construire.
- A/11 -
LES PERSPECTIVES
Nous emprunterons à F. Derycke (1985) les pronostics suivants :
a) Projets de démonstration dans le Hainaut
Etant donné la puissance et l'étendue présumées de la nappe karstique
du Viseen supérieur, la réalisation d'une dizaine de puits géothermique
peut être raisonnablement envisagée dans le Borinage ; mais il paraît
prématuré de songer à de nouvelles implantations tant que les trois
sources actuellement disponibles ne sont pas utilisées.
b) Projet de démonstation en Campine
Au stade actuel, le but du projet de démonstation lié au forage de
Merksplas sera de prouver la faisabilité d'une exploitation
géothermique (nécessairement doublet).
Orientation des futures recherches de gisements géothermiques
D'autres aquifères que le Viseen karstique offrent également des
possiblités de ressources géothermiques en Belgique mais des recherches
géologiques par forage doivent encore prouver le bien-fondé de ces
prévisions. Ainsi, des études complètes devraient être entreprises dans :
- les couches tournaisiennes profondes (calcaires et dolomies) au Nord et
au Sud de la Belgique ;
- les grès du Carbonifère supérieur dans le Nord-Est du Limbourg ;
- le calcaire carbonifère du synclinal de Namur, notamment dans la
Province de Liège où un projet de forage pourrait débuter en 1986 sous
l'agglomération liégeoise.
Enfin, il faut citer les couches crayeuses du Crétacé dans la Province
d'Anvers où est envisagé le chauffage de bâtiments à partir d'eau à une
température de 37°C.
- A/11 -
LES PERSPECTIVES
Nous emprunterons à F. Derycke (1985) les pronostics suivants :
a) Projets de démonstration dans le Hainaut
Etant donné la puissance et l'étendue présumées de la nappe karstique
du Viseen supérieur, la réalisation d'une dizaine de puits géothermique
peut être raisonnablement envisagée dans le Borinage ; mais il paraît
prématuré de songer à de nouvelles implantations tant que les trois
sources actuellement disponibles ne sont pas utilisées.
b) Projet de démonstation en Campine
Au stade actuel, le but du projet de démonstation lié au forage de
Merksplas sera de prouver la faisabilité d'une exploitation
géothermique (nécessairement doublet).
Orientation des futures recherches de gisements géothermiques
D'autres aquifères que le Viseen karstique offrent également des
possiblités de ressources géothermiques en Belgique mais des recherches
géologiques par forage doivent encore prouver le bien-fondé de ces
prévisions. Ainsi, des études complètes devraient être entreprises dans :
- les couches tournaisiennes profondes (calcaires et dolomies) au Nord et
au Sud de la Belgique ;
- les grès du Carbonifère supérieur dans le Nord-Est du Limbourg ;
- le calcaire carbonifère du synclinal de Namur, notamment dans la
Province de Liège où un projet de forage pourrait débuter en 1986 sous
l'agglomération liégeoise.
Enfin, il faut citer les couches crayeuses du Crétacé dans la Province
d'Anvers où est envisagé le chauffage de bâtiments à partir d'eau à une
température de 37°C.
- A/12 -
Développement récent des pompes à chaleur sur eau de nappe aquifères a
faible profondeur
Ces dernières années, les pompes à chaleur sur eau de puits ont connu un
important développement à l'instigation de quelques jeunes sociétés qui
n'ont pas hésité à inclure dans leur contrat une clause de garantie sur la
source.
Plusieurs régions en Belgique se prêtent particulièrement à l'implantation
de pompes à chaleur sur eau de puits :
- la Province du Brabant où la nappe phréatique des sables bruxelliens
(Eocène) permet le captage de débit de 5 à 20 m3/h à des profondeurs
souvent inférieures à 50 mètres ;
- la Province d'Anvers et une partie du Limbourg où les nappes (libres ou
captives) des sables néogènes sont susceptibles de débits de 5 à 15 m3/h
à des profondeurs de 80 mètres maximum (à noter que la présence de fer à
des concentrations parfois supérieures à 2 mgr/litre nécessite un choix
judicieux des horizons aquifères).
Conclusions
L'exécution de programmes de recherche géologique par forages profonds a
permis de mettre en évidence les possiblités géothermiques du sous-sol de
la Belgique. Bien que ce potentiel géothermique soit connu depuis
plusieurs années (la découverte du gisement de Saint-Ghislain date de
1977) il faut malheureusement constater que la mise en oeuvre des projets
de démonstration a été très lente puisqu' aucune installation de chauffage
géothermique n'est actuellement en fonctionnement : il est évident que les
risques économiques présentés par de tels entreprises a joué un rôle
important sur le développement des projets.
De même, le frein principal à l'extension de la pompe à chaleur eau/eau
réside dans l'incertitude relative à la mise en oeuvre avec garantie de la
source froide : ce problème n'est pas encore résolu de manière
- A/12 -
Développement récent des pompes à chaleur sur eau de nappe aquifères a
faible profondeur
Ces dernières années, les pompes à chaleur sur eau de puits ont connu un
important développement à l'instigation de quelques jeunes sociétés qui
n'ont pas hésité à inclure dans leur contrat une clause de garantie sur la
source.
Plusieurs régions en Belgique se prêtent particulièrement à l'implantation
de pompes à chaleur sur eau de puits :
- la Province du Brabant où la nappe phréatique des sables bruxelliens
(Eocène) permet le captage de débit de 5 à 20 m3/h à des profondeurs
souvent inférieures à 50 mètres ;
- la Province d'Anvers et une partie du Limbourg où les nappes (libres ou
captives) des sables néogènes sont susceptibles de débits de 5 à 15 m3/h
à des profondeurs de 80 mètres maximum (à noter que la présence de fer à
des concentrations parfois supérieures à 2 mgr/litre nécessite un choix
judicieux des horizons aquifères).
Conclusions
L'exécution de programmes de recherche géologique par forages profonds a
permis de mettre en évidence les possiblités géothermiques du sous-sol de
la Belgique. Bien que ce potentiel géothermique soit connu depuis
plusieurs années (la découverte du gisement de Saint-Ghislain date de
1977) il faut malheureusement constater que la mise en oeuvre des projets
de démonstration a été très lente puisqu' aucune installation de chauffage
géothermique n'est actuellement en fonctionnement : il est évident que les
risques économiques présentés par de tels entreprises a joué un rôle
important sur le développement des projets.
De même, le frein principal à l'extension de la pompe à chaleur eau/eau
réside dans l'incertitude relative à la mise en oeuvre avec garantie de la
source froide : ce problème n'est pas encore résolu de manière
- A/13 -
satisfaisante puisque, jusqu'à présent, chaque cas est encore étudié au
coup par coup ; une telle procédure freine, et parfois même gèle, la
véritable eclosión de ce marché car peu de promoteurs sont disposés à
engager des fonds dans une démarche dont les résultats gardent une part
d' incertitude.
Des difficultés apparaissent également au niveau des autorisations de
captage :
- au point de vue géothermique, aucune législation ne régit le prélèvement
de l'eau géothermale qui reste actuellement sous le régime des
autorisations de prises d'eau souterraine classiquement destinée à la
distribution publique, à l'agriculture et aux industriels.
- au point de vue pompe à chaleur eau/eau, les prélèvements d'eau
souterraine que nécessitent de tels systèmes entrent en rivalité avec
les captages traditionnels et bénéficient d'un a priori défavorable de
la part des gestionnaires des eaux souterraines.
Il est certain que des actions systématiques devront être mises au point
à l'avenir pour permettre le développement des activités dans le domaine
de la géothermie de basse et très basse températures, ce qui contribuera
également à une gestion et une maîtrise accrue des potentiels aquifères
(Derycke, 1985).
- A/13 -
satisfaisante puisque, jusqu'à présent, chaque cas est encore étudié au
coup par coup ; une telle procédure freine, et parfois même gèle, la
véritable eclosión de ce marché car peu de promoteurs sont disposés à
engager des fonds dans une démarche dont les résultats gardent une part
d' incertitude.
Des difficultés apparaissent également au niveau des autorisations de
captage :
- au point de vue géothermique, aucune législation ne régit le prélèvement
de l'eau géothermale qui reste actuellement sous le régime des
autorisations de prises d'eau souterraine classiquement destinée à la
distribution publique, à l'agriculture et aux industriels.
- au point de vue pompe à chaleur eau/eau, les prélèvements d'eau
souterraine que nécessitent de tels systèmes entrent en rivalité avec
les captages traditionnels et bénéficient d'un a priori défavorable de
la part des gestionnaires des eaux souterraines.
Il est certain que des actions systématiques devront être mises au point
à l'avenir pour permettre le développement des activités dans le domaine
de la géothermie de basse et très basse températures, ce qui contribuera
également à une gestion et une maîtrise accrue des potentiels aquifères
(Derycke, 1985).
- Allk -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n*» 86-B-7031-11-002-17)
DANEMARK
Reservoirs(grès)
- Allk -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n*» 86-B-7031-11-002-17)
DANEMARK
Reservoirs(grès)
- A/15 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les ressources
L'évaluation du potentiel a été réalisée par l'Office National des
Hydrocarbures (DONG), avec le concours du service Géologique (DGU) et de
la CCE. Les principales conclusions de ce travail sont les suivantes :
"... Les réservoirs géothermiques candidats s'échelonnent du Jurassique au
Permien, où ils intéressent les formations et subdivisions suivantes :
- Frederickshavn (Bream, Jurassique supérieur),
- Haldager (Jurassique moyen),
- Gassum et Skagerrak (Trias supérieur),
- Tender (Trias moyen),
- Bunter (Trias inférieur),
- Zechstein (Permien).
Il s'agit, à l'exception du Zechstein carbonaté, de formations élastiques
gréseuses à fortes intercalations argileuses, qui posent parfois de
redoutables problèmes de forage (outils et boue) et de completion...
Jusqu'à 200 m de profondeur, les porosités sont supérieures à 20 %
(gradient de 10 % kilomètre) ; au-delà, les effets combinés de la
diagenèse et de compaction abaissent les porosités (et les perméabilités)
à des valeurs rendant l'exploitation commerciale des réservoirs très
hypothétique. . .
(Les meilleurs réservoirs potentiels)... se circonscrivent au nord et à
l'est du Danemark, aux formations :
- du Gassum, capté à Thisted (46°C, 80. Dm), dans le graben de Alborg et
dans le centre du Sjaelland : ailleurs, à l'aplomb des dômes de sel qui
émaillent l'est du Jutland, des conditions localement favorables peuvent
exister qui impliquent cependant des études structurales détaillées
(sismique) et un risque géologique élevé.
- A/15 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les ressources
L'évaluation du potentiel a été réalisée par l'Office National des
Hydrocarbures (DONG), avec le concours du service Géologique (DGU) et de
la CCE. Les principales conclusions de ce travail sont les suivantes :
"... Les réservoirs géothermiques candidats s'échelonnent du Jurassique au
Permien, où ils intéressent les formations et subdivisions suivantes :
- Frederickshavn (Bream, Jurassique supérieur),
- Haldager (Jurassique moyen),
- Gassum et Skagerrak (Trias supérieur),
- Tender (Trias moyen),
- Bunter (Trias inférieur),
- Zechstein (Permien).
Il s'agit, à l'exception du Zechstein carbonaté, de formations élastiques
gréseuses à fortes intercalations argileuses, qui posent parfois de
redoutables problèmes de forage (outils et boue) et de completion...
Jusqu'à 200 m de profondeur, les porosités sont supérieures à 20 %
(gradient de 10 % kilomètre) ; au-delà, les effets combinés de la
diagenèse et de compaction abaissent les porosités (et les perméabilités)
à des valeurs rendant l'exploitation commerciale des réservoirs très
hypothétique. . .
(Les meilleurs réservoirs potentiels)... se circonscrivent au nord et à
l'est du Danemark, aux formations :
- du Gassum, capté à Thisted (46°C, 80. Dm), dans le graben de Alborg et
dans le centre du Sjaelland : ailleurs, à l'aplomb des dômes de sel qui
émaillent l'est du Jutland, des conditions localement favorables peuvent
exister qui impliquent cependant des études structurales détaillées
(sismique) et un risque géologique élevé.
- A/16 -
- du Haldager, sans doute, avec le Gassum, la formation la plus fiable à
des profondeurs inférieures à 2 000 m, là où prédominent des conditions
de dépôts de chenaux, c'est-à-dire dans le graben de Alborg et peut-être
les dômes de sel, avec les mêmes réserves que pour le Gassum.
- du Frederikshavn dans le graben de Alborg et le Jylland oriental.
Le Bunter et le Zechstein peuvent constituer un objectif secondaire dans
la partie terminale du bassin d'Allemagne du Nord, particulièrement le
Bunter qui démontre un pourcentage élevé de grès propres. Les formations
carbonatées du Zechstein peuvent présenter les caractéristiques requises
en relation avec la fracturation, en tout état de cause aléatoire et
assortie le cas échéant de concentrations élevées de H S et de composés
acides fortement corrosifs...".
... En conclusion, au plan géologique, les ressources géothermiques
éligibles sont inégalement réparties et concentrées pour l'essentiel au
nord et à 1 ' est du Jutland pour ce qui concerne la géothermie
conventionnelle profonde. En surface, les conditions du marché de chaleur
sont, en revanche, éminement favorables, si l'on considère la
généralisation des réseaux de chaleur à basse température, l'existence de
centaines de centrales de chauffage urbain auxquelles sont fréquemment
raccordés des particuliers et des ensembles pavillonnaires, la longueur de
la saison de chauffe (2500 à 3000 heures par an), et un coût élevé de la
chaleur... Les ressources superficielles constituées par les aquifères
tièdes (20 à 40°C) des formations élastiques et carbonatées à
perméabilités élevées, exploitables par des systèmes de chauffage
associant pompes à chaleur et convecteurs basse température, pourraient à
terme élargir et sécuriser les applications du chauffage géothermique"
(Ungemach, 1984).
- A/16 -
- du Haldager, sans doute, avec le Gassum, la formation la plus fiable à
des profondeurs inférieures à 2 000 m, là où prédominent des conditions
de dépôts de chenaux, c'est-à-dire dans le graben de Alborg et peut-être
les dômes de sel, avec les mêmes réserves que pour le Gassum.
- du Frederikshavn dans le graben de Alborg et le Jylland oriental.
Le Bunter et le Zechstein peuvent constituer un objectif secondaire dans
la partie terminale du bassin d'Allemagne du Nord, particulièrement le
Bunter qui démontre un pourcentage élevé de grès propres. Les formations
carbonatées du Zechstein peuvent présenter les caractéristiques requises
en relation avec la fracturation, en tout état de cause aléatoire et
assortie le cas échéant de concentrations élevées de H S et de composés
acides fortement corrosifs...".
... En conclusion, au plan géologique, les ressources géothermiques
éligibles sont inégalement réparties et concentrées pour l'essentiel au
nord et à 1 ' est du Jutland pour ce qui concerne la géothermie
conventionnelle profonde. En surface, les conditions du marché de chaleur
sont, en revanche, éminement favorables, si l'on considère la
généralisation des réseaux de chaleur à basse température, l'existence de
centaines de centrales de chauffage urbain auxquelles sont fréquemment
raccordés des particuliers et des ensembles pavillonnaires, la longueur de
la saison de chauffe (2500 à 3000 heures par an), et un coût élevé de la
chaleur... Les ressources superficielles constituées par les aquifères
tièdes (20 à 40°C) des formations élastiques et carbonatées à
perméabilités élevées, exploitables par des systèmes de chauffage
associant pompes à chaleur et convecteurs basse température, pourraient à
terme élargir et sécuriser les applications du chauffage géothermique"
(Ungemach, 1984).
- A/17 -
LES REALISATIONS ET PROJETS
La seule réalisation est celle de Thisted. Le niveau producteur se situe à
1200 m (grès), le fluide produit ayant une température de 45°C et une
salinité de 120 g/1. Le doublet doit être exploité à 35 m3/h (Pedersen,
1985).
La chaleur est distribuée à un réseau urbain existant, avec utlisation
d'une pompe à chaleur. Le premier pilote a une puissance de 1,3 MW, mais
une installation future de 6 MW est prévue.
Comme l'écrit CF. Pedersen (1985) "The future for geothermal energy in
Denmark depends to a high degree on the results from the Thisted plant,
and there will be very few other activities in Denmark until the plant is
proven successful".
- A/17 -
LES REALISATIONS ET PROJETS
La seule réalisation est celle de Thisted. Le niveau producteur se situe à
1200 m (grès), le fluide produit ayant une température de 45°C et une
salinité de 120 g/1. Le doublet doit être exploité à 35 m3/h (Pedersen,
1985).
La chaleur est distribuée à un réseau urbain existant, avec utlisation
d'une pompe à chaleur. Le premier pilote a une puissance de 1,3 MW, mais
une installation future de 6 MW est prévue.
Comme l'écrit CF. Pedersen (1985) "The future for geothermal energy in
Denmark depends to a high degree on the results from the Thisted plant,
and there will be very few other activities in Denmark until the plant is
proven successful".
- AI18 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-703Î-11-002-17)
ESPAGNE
A N A T L A N
I I ^ 'OO'C
(¡mm I00-I50-C
>I50'C
JaFRE
moil* iHÔntkLl
''ff Euplollolloni oetu*ll«>
Y Forogat géolhtrinlqutt dt rtconnoittonc*
0 Projttt d'oploitollon <0i.mtmte
i.fueiiTi«*ru««
- AI18 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-703Î-11-002-17)
ESPAGNE
A N A T L A N
I I ^ 'OO'C
(¡mm I00-I50-C
>I50'C
JaFRE
moil* iHÔntkLl
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Y Forogat géolhtrinlqutt dt rtconnoittonc*
0 Projttt d'oploitollon <0i.mtmte
i.fueiiTi«*ru««
- A/19 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
L'Espagne a un potentiel géothermique élevé, qui est l'un des meilleurs de
la Communauté. Il existe en effet plusieurs régions à sources chaudes
(jusqu'à 70°C). L'exploration pétrolière a par ailleurs mis en évidence de
nombreux aquifères. Enfin, un programme national pour la géothermie (PNIG)
s'est fixé pour objectif la mise en évidence et le développement de champs
géothermiques de base enthalpie : plusieurs puits d'exploration, en essais
de production, ont été réalisés dans ce cadre.
Principsiles ressources
CG. de la Noceda Marquez distingue neuf zones principales dans l'Espagne
elle-même, avec accessoirement quelques potentialités aux Iles Canaries et
à Majorque.
Dans l'ensemble, les eaux géothermales sont salines, 20 g/1 et plus, ce
qui implique a priori une réinjection. Quelques exceptions existent
cependant : bassin de l'Ebre (Lérida, 3 g/1), régions de Murcia et Almeria
au sud de l'Espagne, avec des nappes géothermales (40°-50°C) exploitées
pour l'irrigation, zone d' Orense (70°C) et du Leon (40°C) au Nord-Ouest du
pays.
L'ensemble des données disponibles est résumé tableau 1, selon le plan de
1' énergies renovables, le potentiel géothermique de basse enthalpie
pourrait être évalué ainsi :
Catalogne 60 000 - 80 000 TEP/an
Galice 20 000 - 30 000 TEP/an
Bassin du Douro 20 000 - 30 000 TEP/an
Bassin du Tage 100 000 - 120 000 TEP/an
Bassin de l'Ebre 17 000 - 20 000 TEP/an
Soit au total 217 000 - 280 000 TEP/an
- A/19 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
L'Espagne a un potentiel géothermique élevé, qui est l'un des meilleurs de
la Communauté. Il existe en effet plusieurs régions à sources chaudes
(jusqu'à 70°C). L'exploration pétrolière a par ailleurs mis en évidence de
nombreux aquifères. Enfin, un programme national pour la géothermie (PNIG)
s'est fixé pour objectif la mise en évidence et le développement de champs
géothermiques de base enthalpie : plusieurs puits d'exploration, en essais
de production, ont été réalisés dans ce cadre.
Principsiles ressources
CG. de la Noceda Marquez distingue neuf zones principales dans l'Espagne
elle-même, avec accessoirement quelques potentialités aux Iles Canaries et
à Majorque.
Dans l'ensemble, les eaux géothermales sont salines, 20 g/1 et plus, ce
qui implique a priori une réinjection. Quelques exceptions existent
cependant : bassin de l'Ebre (Lérida, 3 g/1), régions de Murcia et Almeria
au sud de l'Espagne, avec des nappes géothermales (40°-50°C) exploitées
pour l'irrigation, zone d' Orense (70°C) et du Leon (40°C) au Nord-Ouest du
pays.
L'ensemble des données disponibles est résumé tableau 1, selon le plan de
1' énergies renovables, le potentiel géothermique de basse enthalpie
pourrait être évalué ainsi :
Catalogne 60 000 - 80 000 TEP/an
Galice 20 000 - 30 000 TEP/an
Bassin du Douro 20 000 - 30 000 TEP/an
Bassin du Tage 100 000 - 120 000 TEP/an
Bassin de l'Ebre 17 000 - 20 000 TEP/an
Soit au total 217 000 - 280 000 TEP/an
- A/20 -
TABLEAU 1
BASSINS
Tage
Douro
C. Bétique
Catalogne
Galice
Ebre
Régionpré-bétique
Léon
Pays-Basque
PRINCIPALESLOCALITES
MadridCuenca
BurgosValladolid
FalenciaSegovia
AlmériaGrenade
Guadix-BazaMurcia
Cartagena
BarceloneTarragone
Gerone
OrensePontevedra
LéridaHuesea
AlbaceteValencia
Victoria
NATURE DESRESERVOIRS
Grès
Calcaire, dolomieCalcaire, dolomieCalcaire, dolomieCalcaire, dolomie
Granite fracturéCalcaireCalcaire
Granite fracturé
TEMPERATURE(°C)
80-85
85
50-55
5865
70
60
40
60
PROFONDEUR(m)
1600
200-600
400-600
4001200-15001000-2500
0-300
1300
1000
SALINITE(g/1)
20-30
25
2-3
0,5(?)306
3-4
DEBIT i
(m3/h) 1
150-250 1
150 1
250 1
150(?) 1
100-150 1
(?) 1
- A/20 -
TABLEAU 1
BASSINS
Tage
Douro
C. Bétique
Catalogne
Galice
Ebre
Régionpré-bétique
Léon
Pays-Basque
PRINCIPALESLOCALITES
MadridCuenca
BurgosValladolid
FalenciaSegovia
AlmériaGrenade
Guadix-BazaMurcia
Cartagena
BarceloneTarragone
Gerone
OrensePontevedra
LéridaHuesea
AlbaceteValencia
Victoria
NATURE DESRESERVOIRS
Grès
Calcaire, dolomieCalcaire, dolomieCalcaire, dolomieCalcaire, dolomie
Granite fracturéCalcaireCalcaire
Granite fracturé
TEMPERATURE(°C)
80-85
85
50-55
5865
70
60
40
60
PROFONDEUR(m)
1600
200-600
400-600
4001200-15001000-2500
0-300
1300
1000
SALINITE(g/1)
20-30
25
2-3
0,5(?)306
3-4
DEBIT i
(m3/h) 1
150-250 1
150 1
250 1
150(?) 1
100-150 1
(?) 1
- A/21 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
Au début 1987, seules deux réalisations étaient existantes :
Orense : Une source chaude artésienne aurait été employée pour chauffer
un bâtiment. Aucune précision n'est disponible à ce sujet.
Cartagena : Un pilote est en cours depuis 1981, utilisant une nappe à
38-40°C, peu profonde (200-300 m) pour le chauffage de serres
(Ferrandez et Guzman, 1984) ; selon d'autres sources, cette
expérience porterait sur 9-10 ha de serres, avec une ressource
à 50-55°C prise à 400-600 m. Quoiqu'il en soit, l'intérêt (y
compris au plan économique) de ce projet n'est pas contesté.
Les projets :
Au moins onze peuvent être identifiés, dont huit ont fait l'objet de
demande d'aide auprès de la Communauté européenne.
Il s'agit, dans la plupart des cas, de projets de serres (tableau 2). Deux
seulement concernent des logements ou du tertiaire. Les projets de serres
concernent des projets d'une surface inférieure, à un hectare, sauf un
(Subijana) qui est beaucoup plus ambitieux avec 20 ha. Ce sont donc plutôt
des pilotes de démonstration, que des opérations industrielles ; en effet
dans ce dernier cas, l'économie impose d'amortir les dépenses de forage
sur une production agricole aussi importante que possible, en profitant
des effets d'échelle. Ce n'est pas le cas ici.
En revanche, on remarquera que la solution technique envisagée pour les
serres, plastique et non verre, est peu coûteuse. Sans doute
l'ensoleillement de l'Espagne permet-il le choix de polyethylene, moins
translucide que le verre mais moins onéreux.
- A/21 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
Au début 1987, seules deux réalisations étaient existantes :
Orense : Une source chaude artésienne aurait été employée pour chauffer
un bâtiment. Aucune précision n'est disponible à ce sujet.
Cartagena : Un pilote est en cours depuis 1981, utilisant une nappe à
38-40°C, peu profonde (200-300 m) pour le chauffage de serres
(Ferrandez et Guzman, 1984) ; selon d'autres sources, cette
expérience porterait sur 9-10 ha de serres, avec une ressource
à 50-55°C prise à 400-600 m. Quoiqu'il en soit, l'intérêt (y
compris au plan économique) de ce projet n'est pas contesté.
Les projets :
Au moins onze peuvent être identifiés, dont huit ont fait l'objet de
demande d'aide auprès de la Communauté européenne.
Il s'agit, dans la plupart des cas, de projets de serres (tableau 2). Deux
seulement concernent des logements ou du tertiaire. Les projets de serres
concernent des projets d'une surface inférieure, à un hectare, sauf un
(Subijana) qui est beaucoup plus ambitieux avec 20 ha. Ce sont donc plutôt
des pilotes de démonstration, que des opérations industrielles ; en effet
dans ce dernier cas, l'économie impose d'amortir les dépenses de forage
sur une production agricole aussi importante que possible, en profitant
des effets d'échelle. Ce n'est pas le cas ici.
En revanche, on remarquera que la solution technique envisagée pour les
serres, plastique et non verre, est peu coûteuse. Sans doute
l'ensoleillement de l'Espagne permet-il le choix de polyethylene, moins
translucide que le verre mais moins onéreux.
- A/22 -
Le caractère relativement modeste de la plupart des projets, quant aux
surfaces à équiper et au coût du matériau revenu, est de bon augure pour
leur réalisation future. Mais d'un autre côté, l'équilibre économique sera
peut-être plus difficile à atteindre, une faible surface cultivée
supportant les frais importants de forage ou de reprise de puits.
TABLEAU 2
1 SITES
1 Samalus
iMontbrio
1 Subijana
¡Jaffre
[Lérida
1 San Cugat
|Reus
1 Gerone (hôpital)
1 Province de
[Madrid
1 Arties
Murcia
[ OBJET
[Serres (0,5 ha)
[Serres (1 ha)
¡Serres (20 ha)
[Pisciculture
¡2 800 logements
¡Serres (0,25 ha)
[Serres (1 ha)
¡Tertiaire (6 000 Mwh)
[Pisciculture
[Locaux collectifs¡(3000 TEP)
[site balnéaire
SALINITE(g/1)
0,5
25
?
5
3-6
faible
30
C\J7
40
0,3
REMARQUES
Récupération d'un puits,forage d'un autre puits.
Récupération de puitspétrolier.
PAC prévue.
Désalinisation par osmo¬se, pas de réinjection.
PAC prévue.
Réinjection dans desgrès.
Température de 100°Cespérée.
- A/22 -
Le caractère relativement modeste de la plupart des projets, quant aux
surfaces à équiper et au coût du matériau revenu, est de bon augure pour
leur réalisation future. Mais d'un autre côté, l'équilibre économique sera
peut-être plus difficile à atteindre, une faible surface cultivée
supportant les frais importants de forage ou de reprise de puits.
TABLEAU 2
1 SITES
1 Samalus
iMontbrio
1 Subijana
¡Jaffre
[Lérida
1 San Cugat
|Reus
1 Gerone (hôpital)
1 Province de
[Madrid
1 Arties
Murcia
[ OBJET
[Serres (0,5 ha)
[Serres (1 ha)
¡Serres (20 ha)
[Pisciculture
¡2 800 logements
¡Serres (0,25 ha)
[Serres (1 ha)
¡Tertiaire (6 000 Mwh)
[Pisciculture
[Locaux collectifs¡(3000 TEP)
[site balnéaire
SALINITE(g/1)
0,5
25
?
5
3-6
faible
30
C\J7
40
0,3
REMARQUES
Récupération d'un puits,forage d'un autre puits.
Récupération de puitspétrolier.
PAC prévue.
Désalinisation par osmo¬se, pas de réinjection.
PAC prévue.
Réinjection dans desgrès.
Température de 100°Cespérée.
- A/23 -
LES PERSPECTIVES
Les sources chaudes sont abondantes en Espagne, et certaines correspondent
à des ressources géothermales situées à faible profondeur (Murcia) .
L'exploitation n'en est qu'esquissée : selon toute probabilité, la
géothermie en Espagne n'en est qu'à ses débuts, et devrait se développer.
Il est possible, sinon probable, qu'un des secteurs les plus propices soit
celui de l'agriculture. Les raisons sont multiples ; d'une part, la
tradition agricole de l'Espagne ; d'autre part, un bon ensoleillement, qui
favorise des serres à enveloppe plastique, relativement peu coûteuses.
Enfin, la qualité des ressources géothermiques (température, débit,
faibles salinités). Tout ces facteurs devraient conduire à de faibles
coûts d'investissement tant pour la partie sous-sol que pour la partie
installation de surface, ce qu'est de bon augure pour le futur des projets
de géothermie.
- A/23 -
LES PERSPECTIVES
Les sources chaudes sont abondantes en Espagne, et certaines correspondent
à des ressources géothermales situées à faible profondeur (Murcia) .
L'exploitation n'en est qu'esquissée : selon toute probabilité, la
géothermie en Espagne n'en est qu'à ses débuts, et devrait se développer.
Il est possible, sinon probable, qu'un des secteurs les plus propices soit
celui de l'agriculture. Les raisons sont multiples ; d'une part, la
tradition agricole de l'Espagne ; d'autre part, un bon ensoleillement, qui
favorise des serres à enveloppe plastique, relativement peu coûteuses.
Enfin, la qualité des ressources géothermiques (température, débit,
faibles salinités). Tout ces facteurs devraient conduire à de faibles
coûts d'investissement tant pour la partie sous-sol que pour la partie
installation de surface, ce qu'est de bon augure pour le futur des projets
de géothermie.
- Al2k -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-O02-17)
FRANCE
BEAUVAIS, >^"^ *- EPERNAY.
tégion sud-ouest
BORDEAUX STADIUMtBORDEALIX GRAND PARC
PESSAC «31 B(3RDEAUXBE^MJQE»«'VBOTDEAUX bu* 106
MIOSLETO(a< boSdeauxmeriadeck
- Al2k -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-O02-17)
FRANCE
BEAUVAIS, >^"^ *- EPERNAY.
tégion sud-ouest
BORDEAUX STADIUMtBORDEALIX GRAND PARC
PESSAC «31 B(3RDEAUXBE^MJQE»«'VBOTDEAUX bu* 106
MIOSLETO(a< boSdeauxmeriadeck
- A/25 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Principales ressources
La ressource géothermique française est principalement constituée par les
bassins sédimentaires de la région parisienne, et d'Aquitaine (Sud-Ouest).
Jusqu'à présent, toutes les tentatives menées en dehors de ces deux
régions se sont soldées par des échecs à l'exception d'une opération dans
le Languedoc-Roussillon. Il existe cependant des potentialités dans les
zones suivantes :
- l'Alsace. Région géothermique de grand intérêt. l'Alsace, ou plus
exactement le fossé Rhénan, possède d'excellents aquifères reconnus par
les forages pétroliers. Le gradient géothermique y est élevé et atteint
10°C par 100 m en Basse Alsace. La température des aquifères dépasse 50°C
au sud de Strasbourg et 100° C entre Colmar et Mulhouse.
- la Limagne. Le fossé d'effondrement récent de la Limagne est doté, comme
celui de l'Alsace, d'un gradient géothermique particulièrement favorable,
de l'ordre de 6 à 9°C par 100 m. Dans la région de Clermont-Ferrand, des
températures de 50 à 100°C pourraient être atteintes.
La Bresse, le Couloir Rhodanien et la plaine de l'Escaut offrent également
des possibilités, mais les bassins y sont limités, d'où un risque d'échec
important.
Outre ces potentialités, il existe d'autres aquifères jusqu'à présent
inexploités ou peu exploités, susceptibles d'offrir une ressource
intéressante. Ils sont situés dans le Languedoc-Roussillon et dans les
deux grandes régions qui fournissent déjà la totalité de l'énergie
géothermique consommée en France.
- A/25 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Principales ressources
La ressource géothermique française est principalement constituée par les
bassins sédimentaires de la région parisienne, et d'Aquitaine (Sud-Ouest).
Jusqu'à présent, toutes les tentatives menées en dehors de ces deux
régions se sont soldées par des échecs à l'exception d'une opération dans
le Languedoc-Roussillon. Il existe cependant des potentialités dans les
zones suivantes :
- l'Alsace. Région géothermique de grand intérêt. l'Alsace, ou plus
exactement le fossé Rhénan, possède d'excellents aquifères reconnus par
les forages pétroliers. Le gradient géothermique y est élevé et atteint
10°C par 100 m en Basse Alsace. La température des aquifères dépasse 50°C
au sud de Strasbourg et 100° C entre Colmar et Mulhouse.
- la Limagne. Le fossé d'effondrement récent de la Limagne est doté, comme
celui de l'Alsace, d'un gradient géothermique particulièrement favorable,
de l'ordre de 6 à 9°C par 100 m. Dans la région de Clermont-Ferrand, des
températures de 50 à 100°C pourraient être atteintes.
La Bresse, le Couloir Rhodanien et la plaine de l'Escaut offrent également
des possibilités, mais les bassins y sont limités, d'où un risque d'échec
important.
Outre ces potentialités, il existe d'autres aquifères jusqu'à présent
inexploités ou peu exploités, susceptibles d'offrir une ressource
intéressante. Ils sont situés dans le Languedoc-Roussillon et dans les
deux grandes régions qui fournissent déjà la totalité de l'énergie
géothermique consommée en France.
- A/26 -
Le Bassin Aquitsdn
Cette région est riche en aquifères à la salinité généralement très
faible, autorisant une exploitation en puits unique. Beaucoup de ces
nappes ne sont pas utilisées, soit en raison de leur trop grande
profondeur, soit parce qu'elles sont mal connues.
Les principaux aquifères exploités actuellement sont contenus dans les
sables et calcaires de 1' Eocène (opération de Blagnac et de Lamazère dans
le Gers), dans les calcaires et dolomies du Crétacé (intensément exploités
dans la région de Bordeaux, à Mont-de-Marsan et à Dax) , et dans les grès
du Trias (opération à jonzac).
Le Bassin Parisien
Le Dogger fournit à lui seul 90 % de l'énergie géothermique française, le
Bassin Parisien possède en outre 4 autres nappes intéressantes pour la
géothermie :
l'Albien dont la température atteint 30°C, constitue une importante
réserve d'eau douce. Située à 600 m de profondeur au droit de Paris, cette
nappe a été utilisée intensément pour la fourniture d'eau potable et
industrielle. Son exploitation est soumise à présent à une législation
très rigoureurse. Il n'en existe aujourd'hui qu'une seule application
thermique, à la Maison de la Radio à Paris.
Le Néocomien, aquifère sableux disposé à 150 m sous l'Albien, contient une
eau faiblement minéralisée. Les zones de meilleure productivité se situent
au sud et à l'ouest de Paris, où sa température varie de 30 à 40°C. Une
unique réalisation, combinant l'utilisation de la chaleur et
l'approvisionnement en eau potable, fonctionne depuis 1982 à
Bruyères-le-Châtel .
Le Lusitanien est constitué de calcaires et de grès. Dans la région la
plus favorable, celle de Meaux-Coulommiers, il est possible de capter une
eau très peu salée, à 60°C. Cet aquifère est encore mal connu, notamment
sur ses possibilités de débit. Une tentative à Provins s'est soldée par un
échec.
- A/26 -
Le Bassin Aquitsdn
Cette région est riche en aquifères à la salinité généralement très
faible, autorisant une exploitation en puits unique. Beaucoup de ces
nappes ne sont pas utilisées, soit en raison de leur trop grande
profondeur, soit parce qu'elles sont mal connues.
Les principaux aquifères exploités actuellement sont contenus dans les
sables et calcaires de 1' Eocène (opération de Blagnac et de Lamazère dans
le Gers), dans les calcaires et dolomies du Crétacé (intensément exploités
dans la région de Bordeaux, à Mont-de-Marsan et à Dax) , et dans les grès
du Trias (opération à jonzac).
Le Bassin Parisien
Le Dogger fournit à lui seul 90 % de l'énergie géothermique française, le
Bassin Parisien possède en outre 4 autres nappes intéressantes pour la
géothermie :
l'Albien dont la température atteint 30°C, constitue une importante
réserve d'eau douce. Située à 600 m de profondeur au droit de Paris, cette
nappe a été utilisée intensément pour la fourniture d'eau potable et
industrielle. Son exploitation est soumise à présent à une législation
très rigoureurse. Il n'en existe aujourd'hui qu'une seule application
thermique, à la Maison de la Radio à Paris.
Le Néocomien, aquifère sableux disposé à 150 m sous l'Albien, contient une
eau faiblement minéralisée. Les zones de meilleure productivité se situent
au sud et à l'ouest de Paris, où sa température varie de 30 à 40°C. Une
unique réalisation, combinant l'utilisation de la chaleur et
l'approvisionnement en eau potable, fonctionne depuis 1982 à
Bruyères-le-Châtel .
Le Lusitanien est constitué de calcaires et de grès. Dans la région la
plus favorable, celle de Meaux-Coulommiers, il est possible de capter une
eau très peu salée, à 60°C. Cet aquifère est encore mal connu, notamment
sur ses possibilités de débit. Une tentative à Provins s'est soldée par un
échec.
- A/27 -
Le Dogger, aquifère déjà mentionné, s'étend sur 15 000 km2 et couvre une
bonne partie de la Région Parisienne. Les nombreuses opérations qui
exploitent cette nappe ont permis de progresser sans cesse dans la
connaissance des caractéristiques de cette formation géologique.
Le Trias, dernière couche sédimentaire avant le socle, est plus
irrégulier, mais aussi plus chaud car plus profond. Les zones apparemment
les plus favorables sont :
- le long de la Basse Seine, près de Mantes. Il faut cependant noter que
des difficultés de réinjection ont été rencontrées à Cergy et Achères,
obligeant l'abandon de cette nappe au profit du Dogger.
- au sud de la Loire, zone où le gradient géothermique et l'épaisseur du
réservoir s'avèrent particulièrement élevés. L'opération de Melleray
produit 200 m3/h d'eau à 70°C et fonctionne en puits unique, le problème
de la réinjection n'ayant pas été résolu à ce jour.
- A/27 -
Le Dogger, aquifère déjà mentionné, s'étend sur 15 000 km2 et couvre une
bonne partie de la Région Parisienne. Les nombreuses opérations qui
exploitent cette nappe ont permis de progresser sans cesse dans la
connaissance des caractéristiques de cette formation géologique.
Le Trias, dernière couche sédimentaire avant le socle, est plus
irrégulier, mais aussi plus chaud car plus profond. Les zones apparemment
les plus favorables sont :
- le long de la Basse Seine, près de Mantes. Il faut cependant noter que
des difficultés de réinjection ont été rencontrées à Cergy et Achères,
obligeant l'abandon de cette nappe au profit du Dogger.
- au sud de la Loire, zone où le gradient géothermique et l'épaisseur du
réservoir s'avèrent particulièrement élevés. L'opération de Melleray
produit 200 m3/h d'eau à 70°C et fonctionne en puits unique, le problème
de la réinjection n'ayant pas été résolu à ce jour.
- A/28 -
LES MODES ACTUELS D'EXPLOITATION
Le tableau 1, fournit la liste des opérations fonctionnant en doublet (D)
ou en puits unique (U). Les exploitations à puits unique se font dans les
zones où la réglementation autorise le rejet en surface (moins de 2,5 g/1)
en doublet dans le cas contraire. Les installations à puits unique sont en
régie générale, trop récentes pour que la baisse de pression dans le
réservoir exige une réinjection. A terme toutefois, une réinjection
(1 puits pour 3 exploitations) est envisagée à Bordeaux.
Pompage
Certaines opérations anciennes (Melun d'Almont, Villeneuve-la-Garenne,
Creil, le Mée-sur-Seine, Orly, Ivry, Vaux-le-Pénil) fonctionnent en régime
artésien ; parmi les exploitations récentes, seule Chelles présente un
débit artésien suffisant pour que l'exploitation se fasse sans pompage,
les systèmes employés sont donnés tableau 2.
Pompes à chaleur
Elles sont utilisées lorsque la température du fluide géothermal est
inférieure à 60°C environ. Les PAC utilisées sont de deux types : à gaz
(Beauvais, Pessac, Porte de St Cloud) ou électriques (Bruyères le Châtel,
Châteauroux). En dessous d'une température du fluide géothermal de
45-50°C, l'énergie annuelle fournie par les PAC devient supérieure à
l'énergie fournie par le fluide en échange direct : l'opération devient
une opération de "géothermie indirecte" (Olivet 1981) plutôt qu'une
opération de géothermie proprement dite. C'est le cas notamment de
Bruyères le Châtel et de Châteauroux.
- A/28 -
LES MODES ACTUELS D'EXPLOITATION
Le tableau 1, fournit la liste des opérations fonctionnant en doublet (D)
ou en puits unique (U). Les exploitations à puits unique se font dans les
zones où la réglementation autorise le rejet en surface (moins de 2,5 g/1)
en doublet dans le cas contraire. Les installations à puits unique sont en
régie générale, trop récentes pour que la baisse de pression dans le
réservoir exige une réinjection. A terme toutefois, une réinjection
(1 puits pour 3 exploitations) est envisagée à Bordeaux.
Pompage
Certaines opérations anciennes (Melun d'Almont, Villeneuve-la-Garenne,
Creil, le Mée-sur-Seine, Orly, Ivry, Vaux-le-Pénil) fonctionnent en régime
artésien ; parmi les exploitations récentes, seule Chelles présente un
débit artésien suffisant pour que l'exploitation se fasse sans pompage,
les systèmes employés sont donnés tableau 2.
Pompes à chaleur
Elles sont utilisées lorsque la température du fluide géothermal est
inférieure à 60°C environ. Les PAC utilisées sont de deux types : à gaz
(Beauvais, Pessac, Porte de St Cloud) ou électriques (Bruyères le Châtel,
Châteauroux). En dessous d'une température du fluide géothermal de
45-50°C, l'énergie annuelle fournie par les PAC devient supérieure à
l'énergie fournie par le fluide en échange direct : l'opération devient
une opération de "géothermie indirecte" (Olivet 1981) plutôt qu'une
opération de géothermie proprement dite. C'est le cas notamment de
Bruyères le Châtel et de Châteauroux.
TABLEAU 1
Bassin Parisien
Ile-de-France Reste du Bassin Parisien
BassinAquitain
AutresRégions
(Camàres-sur-Seine) (78)Melun l'Almont (77)Le Mée-sur-Seine (77)Cergy-Pomoise (95)Coulommiers (77)Montgeron (91)La Coumeuve Sud (93)6njyère-le-Châtel (91)Aulnay-sous-Bois (93)Orly (94)
Clictiy-sous-Bois (93)Evry(91)Meaux Collinet (77)Meaux Hôpital (77)La Coumeuve Nord (93)Achères (78)
La Celle St Cloud (78)Meaux Beauval (77)Sevran (93)
Ris-Orangis (91)Paris Porte de Saint-Cloud (75)Blanc-Mesnil (93)Vaux-le-Penil (77)Châtenay-Malabry (92)Garges-ies-Gonesse (95)Tremblay-les-Gortesse (93)Ivry (94)
Aulnay-sous-Bois (93)Paris La-Villette (75)Bondy (93)
Cachan (94)
Vigneux(91)Epinay-sous-Senart (91)Sucy-en-Brie (94)Maisons-Alfort 1 (94)Villiers-le-Bel - Gonesse (95)
Cheviliy-la-RueL'Hay-ies-Roses '^'Crëteil (94)Champigny (94)Bonneuil-sur-Mame (94)Chelles (77)Orly (94)Thlais (94)
Maisons-Alfort II (94)Alfoitville(94)
UD0D0D0UDDDDD0D00
2x000D0DDDD0DUD
2x0D0D00
2x0
DDDDD0DD
Creil I (60)Beauvais (60)
Creil II (60)Châteaumux (36)
2x0D0U
Mont-de-Marsan I (40)Bordeaux Mériadeck (33)
Bordeaux Benauge (33)
Pessac (33)Mengnac (33)
Bordeaux Grand Parc (33)Mias le Teich P3)Bordeaux Stadium (33)
Bordeaux base 106 (33)
UUUU
UUUUU
46 opérations 4 opérations 9 opérations
1SUCCES PARTIEL'! 11opérations |Villeneuve-la-Garenne (92)Fontainebleau (77)Fresnes(94)
3 opérations
0D0
Melleray (45)Epernay (51)
2 opérations
UD
Oax(40)Mont-de-Marsan II (40)
Blagnac pi)Lamazère (32)Jonzac (17)
S opérations
cCCCCMaguelone (34)
1 opération
^ -t\oai"g.I»os
Pn}vins(77)
1 opération
U Reims (51)
1 opération
U Tarbes (65)
1 opération
U CronemtKMjrg (67)Beaumont (63)Clermont-FeiTand (63)Valence (26)Bourg-en-Bresse (01)Cap d'Agde (34)Montpellier Antigone (34)Avignon (84)Sète (34)Condé-sur-Escault (59)
Montpellier Bagatelle (34)Croix Neyrat (63)
12 opérations
SO opérations 7 opérations 15 opérations 13opération«
TABLEAU 1
Bassin Parisien
Ile-de-France Reste du Bassin Parisien
BassinAquitain
AutresRégions
(Camàres-sur-Seine) (78)Melun l'Almont (77)Le Mée-sur-Seine (77)Cergy-Pomoise (95)Coulommiers (77)Montgeron (91)La Coumeuve Sud (93)6njyère-le-Châtel (91)Aulnay-sous-Bois (93)Orly (94)
Clictiy-sous-Bois (93)Evry(91)Meaux Collinet (77)Meaux Hôpital (77)La Coumeuve Nord (93)Achères (78)
La Celle St Cloud (78)Meaux Beauval (77)Sevran (93)
Ris-Orangis (91)Paris Porte de Saint-Cloud (75)Blanc-Mesnil (93)Vaux-le-Penil (77)Châtenay-Malabry (92)Garges-ies-Gonesse (95)Tremblay-les-Gortesse (93)Ivry (94)
Aulnay-sous-Bois (93)Paris La-Villette (75)Bondy (93)
Cachan (94)
Vigneux(91)Epinay-sous-Senart (91)Sucy-en-Brie (94)Maisons-Alfort 1 (94)Villiers-le-Bel - Gonesse (95)
Cheviliy-la-RueL'Hay-ies-Roses '^'Crëteil (94)Champigny (94)Bonneuil-sur-Mame (94)Chelles (77)Orly (94)Thlais (94)
Maisons-Alfort II (94)Alfoitville(94)
UD0D0D0UDDDDD0D00
2x000D0DDDD0DUD
2x0D0D00
2x0
DDDDD0DD
Creil I (60)Beauvais (60)
Creil II (60)Châteaumux (36)
2x0D0U
Mont-de-Marsan I (40)Bordeaux Mériadeck (33)
Bordeaux Benauge (33)
Pessac (33)Mengnac (33)
Bordeaux Grand Parc (33)Mias le Teich P3)Bordeaux Stadium (33)
Bordeaux base 106 (33)
UUUU
UUUUU
46 opérations 4 opérations 9 opérations
1SUCCES PARTIEL'! 11opérations |Villeneuve-la-Garenne (92)Fontainebleau (77)Fresnes(94)
3 opérations
0D0
Melleray (45)Epernay (51)
2 opérations
UD
Oax(40)Mont-de-Marsan II (40)
Blagnac pi)Lamazère (32)Jonzac (17)
S opérations
cCCCCMaguelone (34)
1 opération
^ -t\oai"g.I»os
Pn}vins(77)
1 opération
U Reims (51)
1 opération
U Tarbes (65)
1 opération
U CronemtKMjrg (67)Beaumont (63)Clermont-FeiTand (63)Valence (26)Bourg-en-Bresse (01)Cap d'Agde (34)Montpellier Antigone (34)Avignon (84)Sète (34)Condé-sur-Escault (59)
Montpellier Bagatelle (34)Croix Neyrat (63)
12 opérations
SO opérations 7 opérations 15 opérations 13opération«
- A/29 -
ETAT ACTUEL DES REALISATIONS
La recherche d'énergie géothermique par forage profond a débuté en 1962
par une première tentative au Dogger à Carrières-sur-Seine. L'eau extraite
étant trop salée pour être re jetée dans la Seine, le puits fut rebouché.
La mise au point en 1969, à Melun l'Almont, de la technique du doublet a
permis le développement de la géothermie, en particulier dans le Bassin
Parisien. Depuis cette date, 80 autres réalisations ont été tentées avec
des succès divers. Le tableau 2, en donne le bilan en faisant apparaître
les taux de réussite suivant les régions.
Sur les 64 opérations en fonctionnement ou en cours d'achèvement, 52 sont
situées dans le Bassin Parisien, soit 78 % des exploitations et 93 % du
parc immobilier exprimé en équivalent logements raccordés à la géothermie.
Dans l'ensemble, ces réalisations concernent avant tout des ensembles de
logements locatifs. Les ensembles tertiaires (bureaux) sont l'exception
(Bruyères, Bordeaux 106, Meaux hôpital). Deux projets de chauffages de
serres ont été relises (Melleray, Lamazère) ; ils se sont toujours heurtés
à des sérieuses difficultés financières, comme par ailleurs bien d'autres
projets de chauffage collectif en milieu agricole. L'expérience montre que
lorsqu'il y a distribution collective de chaleur, la multiplicité des
partenaires accroît les difficultés. L'idéal est un seul interlocuteur
(propriétaire d'ensembles immobiliers) qui ventile les charges sur un
grand nombre (plusieurs milliers) de bénéficiaires.
- A/29 -
ETAT ACTUEL DES REALISATIONS
La recherche d'énergie géothermique par forage profond a débuté en 1962
par une première tentative au Dogger à Carrières-sur-Seine. L'eau extraite
étant trop salée pour être re jetée dans la Seine, le puits fut rebouché.
La mise au point en 1969, à Melun l'Almont, de la technique du doublet a
permis le développement de la géothermie, en particulier dans le Bassin
Parisien. Depuis cette date, 80 autres réalisations ont été tentées avec
des succès divers. Le tableau 2, en donne le bilan en faisant apparaître
les taux de réussite suivant les régions.
Sur les 64 opérations en fonctionnement ou en cours d'achèvement, 52 sont
situées dans le Bassin Parisien, soit 78 % des exploitations et 93 % du
parc immobilier exprimé en équivalent logements raccordés à la géothermie.
Dans l'ensemble, ces réalisations concernent avant tout des ensembles de
logements locatifs. Les ensembles tertiaires (bureaux) sont l'exception
(Bruyères, Bordeaux 106, Meaux hôpital). Deux projets de chauffages de
serres ont été relises (Melleray, Lamazère) ; ils se sont toujours heurtés
à des sérieuses difficultés financières, comme par ailleurs bien d'autres
projets de chauffage collectif en milieu agricole. L'expérience montre que
lorsqu'il y a distribution collective de chaleur, la multiplicité des
partenaires accroît les difficultés. L'idéal est un seul interlocuteur
(propriétaire d'ensembles immobiliers) qui ventile les charges sur un
grand nombre (plusieurs milliers) de bénéficiaires.
- A/30 -
LES PERSPECTIVES
En 1987, les perspectives sont bien sombres pour la géothermie.
L'effondrement du prix du pétrole et celui du dollar rendent à nouveau bon
marché les hydrocarbures. Les opérations de géothermie les plus récentes
n'ont pu voir leurs charges d'emprunt allégées par l'exploitation, et
beaucoup sont dans une situation financière très difficile (Lemale et
Pivin, 1986). Dans le détail, et en fonction des différents modes
d'exploitation, les pronostics suivants peuvent être avancés :
Exploitations en doublet (Dogger de la région parisienne)
a) Réinjection dans les calcaires fissurés
Aux problèmes financiers viennent s'ajouter des problèmes techniques,
notamment dépôts de sulfures de fer et corrosion des tubages. Il est
acquis qu'en dehors de toute considération économique, aucune opération
nouvelle ne sera lancée tant que ces difficultés ne seront pas
résolues.
A l'heure actuelle, le souci majeur est d'arriver à un fonctionnement
optimum de ces installations ; ce fonctionnement laisse souvent à
désirer, pour des raisons qu'une enquête en cours tâche d'élucider. Il
est certain que le gain énergétique possible, par amélioration des
performances de boucle géothermale et du réseau, correspond à plusieurs
milliers, voir plusieurs dizaines de milliers de TEP par an. En bref,
l'heure n'est pas à des investissements nouveaux, mais à l'amélioration
des performances permises par les investissements antérieurs.
b) Réinjection dans des aquifères gréseux (Trias)
La seule exploitation tentée est celle de Melleray, mais elle a
fonctionné sans réinjection, avec un rejet dans la Loire. On notera par
curiosité qu'aucune catastrophe écologique n'a été signalée.
Par ailleurs, l'exploitation a fourni environ 15 000 à 18 000 Mwh/an
aux serristes. Compte tenu d'un prix du Mwh de l'ordre de 15 Ecus
obtenu à partir du fuel lourd, cette exploitation n'est pas
actuellement compétitive. Couvrant à peine les charges de maintenances.
- A/30 -
LES PERSPECTIVES
En 1987, les perspectives sont bien sombres pour la géothermie.
L'effondrement du prix du pétrole et celui du dollar rendent à nouveau bon
marché les hydrocarbures. Les opérations de géothermie les plus récentes
n'ont pu voir leurs charges d'emprunt allégées par l'exploitation, et
beaucoup sont dans une situation financière très difficile (Lemale et
Pivin, 1986). Dans le détail, et en fonction des différents modes
d'exploitation, les pronostics suivants peuvent être avancés :
Exploitations en doublet (Dogger de la région parisienne)
a) Réinjection dans les calcaires fissurés
Aux problèmes financiers viennent s'ajouter des problèmes techniques,
notamment dépôts de sulfures de fer et corrosion des tubages. Il est
acquis qu'en dehors de toute considération économique, aucune opération
nouvelle ne sera lancée tant que ces difficultés ne seront pas
résolues.
A l'heure actuelle, le souci majeur est d'arriver à un fonctionnement
optimum de ces installations ; ce fonctionnement laisse souvent à
désirer, pour des raisons qu'une enquête en cours tâche d'élucider. Il
est certain que le gain énergétique possible, par amélioration des
performances de boucle géothermale et du réseau, correspond à plusieurs
milliers, voir plusieurs dizaines de milliers de TEP par an. En bref,
l'heure n'est pas à des investissements nouveaux, mais à l'amélioration
des performances permises par les investissements antérieurs.
b) Réinjection dans des aquifères gréseux (Trias)
La seule exploitation tentée est celle de Melleray, mais elle a
fonctionné sans réinjection, avec un rejet dans la Loire. On notera par
curiosité qu'aucune catastrophe écologique n'a été signalée.
Par ailleurs, l'exploitation a fourni environ 15 000 à 18 000 Mwh/an
aux serristes. Compte tenu d'un prix du Mwh de l'ordre de 15 Ecus
obtenu à partir du fuel lourd, cette exploitation n'est pas
actuellement compétitive. Couvrant à peine les charges de maintenances.
- A/31 -
de gestion et le coût de l'électricité, elle ne permet en aucun cas le
remboursement des emprunts. On voit mal comment une telle expérience
pourrait dorénavant se poursuivre.
L'exploitation en puits uniques
Elles ont semble-t-il beaucoup moins de problèmes techniques, et
l'obstacle à de nouveaux projets est financier, accessoirement
administratif. Les exploitations en puits unique utilisent une eau qui,
refroidie, peut avoir une valeur intrinsèque comme eau potable ou eau
individuelle. La question est donc celle de l'utilisation et de la
commercialisation de cette eau. Il est possible sinon probable, qu'au
moins une opération nouvelle voie, le jour en 1987 ; on peut cependant
prévoir que le côté thermique et énergétique, sera secondaire par rapport
à l'utilisation de l'eau elle-même (eau potable, ou pour irrigation), le
volet thermique n'étant en quelque sorte que la valorisation d'une chaleur
"fatale".
Deux cas sont à distinguer, ; si le niveau de température souhaité est
faible (agriculture), des PAC ne seront pas forcément nécessaire. Pour le
chauffage de logements au contraire, les PAC seront indispensables car les
ressources d'eau douce ne sont pas à plus de 45°C
On remarquera à cette occasion qu'aucune étude à ce jour n'a montré
l'intérêt d'un forage profond, de type géothermique, dans l'optique d'un
chauffage par PAC. La source froide peut très bien être constituée par les
nappes phréatiques superficielles (10-12°C).
Il semble donc qu'un forage profond se justifie surtout (avec les risques
d'échec géologique inhérents) si les nappes superficielles sont déjà très
sollicitées, c'est-à-dire s'il y a conflit d'usage entre utilisation
thermique et utilisation industrielle ou sanitaire de l'eau.
Enfin, alors que les projets de géothermie proprement dite sont
pratiquement tombés à zéro on doit souligner que la "géothermie indirecte"
continue à avoir une activité non négligeable. Pour 1985, l'estimation des
PAC nouvelles installées est de 2 400 pour une puissance inférieure à
- A/31 -
de gestion et le coût de l'électricité, elle ne permet en aucun cas le
remboursement des emprunts. On voit mal comment une telle expérience
pourrait dorénavant se poursuivre.
L'exploitation en puits uniques
Elles ont semble-t-il beaucoup moins de problèmes techniques, et
l'obstacle à de nouveaux projets est financier, accessoirement
administratif. Les exploitations en puits unique utilisent une eau qui,
refroidie, peut avoir une valeur intrinsèque comme eau potable ou eau
individuelle. La question est donc celle de l'utilisation et de la
commercialisation de cette eau. Il est possible sinon probable, qu'au
moins une opération nouvelle voie, le jour en 1987 ; on peut cependant
prévoir que le côté thermique et énergétique, sera secondaire par rapport
à l'utilisation de l'eau elle-même (eau potable, ou pour irrigation), le
volet thermique n'étant en quelque sorte que la valorisation d'une chaleur
"fatale".
Deux cas sont à distinguer, ; si le niveau de température souhaité est
faible (agriculture), des PAC ne seront pas forcément nécessaire. Pour le
chauffage de logements au contraire, les PAC seront indispensables car les
ressources d'eau douce ne sont pas à plus de 45°C
On remarquera à cette occasion qu'aucune étude à ce jour n'a montré
l'intérêt d'un forage profond, de type géothermique, dans l'optique d'un
chauffage par PAC. La source froide peut très bien être constituée par les
nappes phréatiques superficielles (10-12°C).
Il semble donc qu'un forage profond se justifie surtout (avec les risques
d'échec géologique inhérents) si les nappes superficielles sont déjà très
sollicitées, c'est-à-dire s'il y a conflit d'usage entre utilisation
thermique et utilisation industrielle ou sanitaire de l'eau.
Enfin, alors que les projets de géothermie proprement dite sont
pratiquement tombés à zéro on doit souligner que la "géothermie indirecte"
continue à avoir une activité non négligeable. Pour 1985, l'estimation des
PAC nouvelles installées est de 2 400 pour une puissance inférieure à
- A/32 -
0,15 MW (150 kW) , et de 80 pour une puissance de plus de 0,15 MW. Ainsi,
ce sont plusieurs dizaines de MW qui entrent en service chaque année, dont
un tiers environ (compte tenu du coefficient de performance) trouve son
origine dans l'énergie thermique des eaux souterraines.
- A/32 -
0,15 MW (150 kW) , et de 80 pour une puissance de plus de 0,15 MW. Ainsi,
ce sont plusieurs dizaines de MW qui entrent en service chaque année, dont
un tiers environ (compte tenu du coefficient de performance) trouve son
origine dans l'énergie thermique des eaux souterraines.
- AI33 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n° 86-B-7031-11-002-17)
GRECE
- AI33 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n° 86-B-7031-11-002-17)
GRECE
- A/34 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
La Grèce est l'un des pays européens dont le potentiel géothermique est le
plus prometteur ; déjà trois champs de haute ou moyenne énergie ont été
reconnus, ainsi qu'au moins un réservoir de basse énergie.
Les ressources en géothermie de basse énergie se situent en Macédoine,
dans le Nord du pays. Plusieurs grabens d'âge Eocène à Quaternaire sont
remplis de sédiments gréseux, et les sources chaudes (jusqu'à 56°C) y sont
nombreuses : "l'exploration des zones hydrothermales à proximité de
Nigrita (flanc oriental du graben de Strymon) et de Xanthi a dégagé des
indices prometteurs (températures variant de 40 à 55°C, débits artésiens
de 25 à 80 m3/h à des profondeurs de 100 à 400 m) géothermiquement et
économiquement attrayants" (Ungemach, 1984). Les principales zones sur les
quelles un développement géothermal est prévu sont celles de Thermis
(Nigrita) et Syndikis (serres) dans le graben de Strymon, ainsi que
Thermis et et Zaglieri dans le graben de Thessalonique (fiche P.I.M.
"Grèce du Nord", Action n°4).
A Nea Kessani (graben de Xanthi), une ressource capable de fournir
500 m3/h d'un fluide de salinité 6 g/1, vient d'être prouvée par 14
forages de reconnaissance. D'importants encroûtements par Ca C03
nécessiteront l'injection d'inhibiteurs de dépôt, lors de l'exploitation.
- A/34 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
La Grèce est l'un des pays européens dont le potentiel géothermique est le
plus prometteur ; déjà trois champs de haute ou moyenne énergie ont été
reconnus, ainsi qu'au moins un réservoir de basse énergie.
Les ressources en géothermie de basse énergie se situent en Macédoine,
dans le Nord du pays. Plusieurs grabens d'âge Eocène à Quaternaire sont
remplis de sédiments gréseux, et les sources chaudes (jusqu'à 56°C) y sont
nombreuses : "l'exploration des zones hydrothermales à proximité de
Nigrita (flanc oriental du graben de Strymon) et de Xanthi a dégagé des
indices prometteurs (températures variant de 40 à 55°C, débits artésiens
de 25 à 80 m3/h à des profondeurs de 100 à 400 m) géothermiquement et
économiquement attrayants" (Ungemach, 1984). Les principales zones sur les
quelles un développement géothermal est prévu sont celles de Thermis
(Nigrita) et Syndikis (serres) dans le graben de Strymon, ainsi que
Thermis et et Zaglieri dans le graben de Thessalonique (fiche P.I.M.
"Grèce du Nord", Action n°4).
A Nea Kessani (graben de Xanthi), une ressource capable de fournir
500 m3/h d'un fluide de salinité 6 g/1, vient d'être prouvée par 14
forages de reconnaissance. D'importants encroûtements par Ca C03
nécessiteront l'injection d'inhibiteurs de dépôt, lors de l'exploitation.
- A/35 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
Dans le bassin de Xanthi, le projet de Nea Kessani est sur le point
d'entrer en fonctionnement. Une surface de serres de 0,4 ha revêtement
(plastique) et 0,2 ha (verre) a été construite en juin 1986 ; l'eau pour
irrigation est fournie par un forage situé près du puits de production.
L'exploitation agricole envisagée concerne la culture de légumes dans les
serres en verre, de fleurs dans les serres en polyethylene. L'objectif
énergétique est équivalent à 220 TEP/an (Demetriades, comm. pers.)
Les projets :
Trois ou quatre autres projets, soutenus dans le cadre du programme
intégré Méditerranéen (P.I.M. ), sont en cours d'élaboration ; ils se
situent au Nord de la Grèce, dans les bassins de Thessalonique et Strymon.
Tous concernent les serres à construire, de surface relativement faible
(0,4 ha en moyenne). L'enjeu énergétique correspondant serait de quelques
centaines de TEP/an.
- A/35 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
Dans le bassin de Xanthi, le projet de Nea Kessani est sur le point
d'entrer en fonctionnement. Une surface de serres de 0,4 ha revêtement
(plastique) et 0,2 ha (verre) a été construite en juin 1986 ; l'eau pour
irrigation est fournie par un forage situé près du puits de production.
L'exploitation agricole envisagée concerne la culture de légumes dans les
serres en verre, de fleurs dans les serres en polyethylene. L'objectif
énergétique est équivalent à 220 TEP/an (Demetriades, comm. pers.)
Les projets :
Trois ou quatre autres projets, soutenus dans le cadre du programme
intégré Méditerranéen (P.I.M. ), sont en cours d'élaboration ; ils se
situent au Nord de la Grèce, dans les bassins de Thessalonique et Strymon.
Tous concernent les serres à construire, de surface relativement faible
(0,4 ha en moyenne). L'enjeu énergétique correspondant serait de quelques
centaines de TEP/an.
- AI36 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17J
IRLANDE
^TlA.XT/C
OCE.iA'
Reservoir(calcaire)
- AI36 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17J
IRLANDE
^TlA.XT/C
OCE.iA'
Reservoir(calcaire)
- A/37 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les principales ressources
Le sous-sol irlandais est pauvre en ressources géothermiques s. s..
L'aquifère principal est constitué par les calcaires du Dinantien, dont
proviennent la plupart des quelques 50 sources tièdes (de 13°C à 24°C)
connues. Ces ressources sont situées dans le Sud et le Sud-Est du pays. La
profondeur des aquifères n'excéderait pas 500 m, ce qui correspond à une
température inférieure à 30°C.
Une exploitation n'est cependant pas impossible, "... mainly by treating
groundwater already developed for urban, industrial or other uses. The
major expenditure would be on the installation and operation of a heat
pump. Cold water would be returned to the distribution system : such cold
water would be generally acceptable and discharge to waste would cause no
ill effects to fish life" (Aldwell et Burdon, 1986).
REALISATIONS ET PROJETS
La seule réalisation signalée est celle du chauffage d'une piscine à Tuam,
vraisemblablement par PAC. Le projet de Mallow est plus ambitieux ; deux
forages de reconnaissance ont montré l'existence d'une ressource à très
faible température (20°C), située entre 50 et 100 m de profondeur, dans un
calcaire karstique. Les essais ont permis une production de 70 m3/h
environ.
Le projet concerne le chauffage d'une piscine et d'un hôpital, au moyens
de deux pompes à chaleur électriques. Le combustible substitué
représenterait 300 TEP/an environ, au prix d'une consommation électrique
de 3 000 MWh/an. Il n'est pas prévu de forages de réinjection.
Le projet de Mallow appartient à la catégorie du développement des zones
thermales balnéaires, puisque ce site a été répertorié comme tel (Waring
1985, Aldwell et Burdon 1986).
- A/37 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les principales ressources
Le sous-sol irlandais est pauvre en ressources géothermiques s. s..
L'aquifère principal est constitué par les calcaires du Dinantien, dont
proviennent la plupart des quelques 50 sources tièdes (de 13°C à 24°C)
connues. Ces ressources sont situées dans le Sud et le Sud-Est du pays. La
profondeur des aquifères n'excéderait pas 500 m, ce qui correspond à une
température inférieure à 30°C.
Une exploitation n'est cependant pas impossible, "... mainly by treating
groundwater already developed for urban, industrial or other uses. The
major expenditure would be on the installation and operation of a heat
pump. Cold water would be returned to the distribution system : such cold
water would be generally acceptable and discharge to waste would cause no
ill effects to fish life" (Aldwell et Burdon, 1986).
REALISATIONS ET PROJETS
La seule réalisation signalée est celle du chauffage d'une piscine à Tuam,
vraisemblablement par PAC. Le projet de Mallow est plus ambitieux ; deux
forages de reconnaissance ont montré l'existence d'une ressource à très
faible température (20°C), située entre 50 et 100 m de profondeur, dans un
calcaire karstique. Les essais ont permis une production de 70 m3/h
environ.
Le projet concerne le chauffage d'une piscine et d'un hôpital, au moyens
de deux pompes à chaleur électriques. Le combustible substitué
représenterait 300 TEP/an environ, au prix d'une consommation électrique
de 3 000 MWh/an. Il n'est pas prévu de forages de réinjection.
Le projet de Mallow appartient à la catégorie du développement des zones
thermales balnéaires, puisque ce site a été répertorié comme tel (Waring
1985, Aldwell et Burdon 1986).
- AI38 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat jî° 86-B-7031-11-002-17)
ITALIE
Bissc inthilpit*ditriii^tfH
.id* carboutn
O'kprisFrom c. SOMMARUGA
- AI38 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat jî° 86-B-7031-11-002-17)
ITALIE
Bissc inthilpit*ditriii^tfH
.id* carboutn
O'kprisFrom c. SOMMARUGA
- A/39 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Introduction
La synthèse la plus aisément accessible est celle réalisée par
C. Sommaruga (1982), reprise ultérieurement par P. Ungemach (1984). Par
ailleurs, une documentation géologique extrêmement importante existe chez
les deux principaux opérateurs, ENEL et AGIR.
Deux grands ensembles sont à distinguer : la région de la vallée du Pô
d'une part, la région de Toscane-Companie d'autre part.
Région de la vallée du Pô
Très schématiquement, il s'agit d'épais dépôts gréseux et argileux,
recouvrant des carbonates (calcaires) plus ou moins karstifiés. Ces deux
types de séries peuvent constituer des réservoirs, mais ils sont d'un
intérêt très inégal pour la géothermie.
Réservoirs gréseux
Le type est celui rencontré à Metanopoli (San Donato), (région de Milan).
Si les caractéristiques de température et de débit sont bonnes (65°C,
160 m3/h) , le fluide est trop salé (80 g/1) et doit être réinjecté. Or,
les problèmes de réinjection dans les réservoirs gréseux ou sableux sont
connus (cf. en France Melleray, Achères ; en Angleterre Southampton ; au
Danemark, Thisted, etc...). Les essais réalisés en 1982 ne semble pas
avoir permis une réinjection de plus de 50 m3/h, sous une forte pression
(80 kg/cm2). Dans ces conditions, l'économie du projet est grevée par les
coûts de l'électricité de pompage, et est donc remise en question. Les
aquifères en réservoir gréseux étaint dans 1 ' ensemble salés cette remarque
a un caractère général et n'est pas limitée au seul cas de Metanopoli.
- A/39 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Introduction
La synthèse la plus aisément accessible est celle réalisée par
C. Sommaruga (1982), reprise ultérieurement par P. Ungemach (1984). Par
ailleurs, une documentation géologique extrêmement importante existe chez
les deux principaux opérateurs, ENEL et AGIR.
Deux grands ensembles sont à distinguer : la région de la vallée du Pô
d'une part, la région de Toscane-Companie d'autre part.
Région de la vallée du Pô
Très schématiquement, il s'agit d'épais dépôts gréseux et argileux,
recouvrant des carbonates (calcaires) plus ou moins karstifiés. Ces deux
types de séries peuvent constituer des réservoirs, mais ils sont d'un
intérêt très inégal pour la géothermie.
Réservoirs gréseux
Le type est celui rencontré à Metanopoli (San Donato), (région de Milan).
Si les caractéristiques de température et de débit sont bonnes (65°C,
160 m3/h) , le fluide est trop salé (80 g/1) et doit être réinjecté. Or,
les problèmes de réinjection dans les réservoirs gréseux ou sableux sont
connus (cf. en France Melleray, Achères ; en Angleterre Southampton ; au
Danemark, Thisted, etc...). Les essais réalisés en 1982 ne semble pas
avoir permis une réinjection de plus de 50 m3/h, sous une forte pression
(80 kg/cm2). Dans ces conditions, l'économie du projet est grevée par les
coûts de l'électricité de pompage, et est donc remise en question. Les
aquifères en réservoir gréseux étaint dans 1 ' ensemble salés cette remarque
a un caractère général et n'est pas limitée au seul cas de Metanopoli.
- A/40 -
Réservoirs carbonates
Leur intérêt est de fournir une eaux souvent très peu salée, qui ne
nécessite donc pas dans l'immédiat de forages de réinjection (Exploitation
de Vicenza ; projet de Rodigo) ; lorsque l'eau est salée (65 g/1 à
Ferrara), les problèmes de dépôts et d'incrustation retardent fortement la
mise en exploitation. Les débits disponibles sont importants (400 m3/h a
Ferrara, 250 m3/h à Rodigo, 120 m3/h à Vicenza). Ces aquifères constituent
donc les meilleurs réservoirs, en l'état actuel des connaissances.
Région de Toscane-Latiiim-Campanie
Cette région est connue pour ses champs de géothermie à haute énergie, que
ce soit à vapeur sèche ou eau pressurisée ; mais il y existe aussi des
réservoirs de basse enthalpie. P. Ungemach (1984) donne de cette province
le schéma suivant :
..."le modèle simplifié de la géothermie toscane distingue ainsi trois
grandes unités structurales et lithologiques :
. le socle métamorphique, qui peut occasionnellement se révéler un
réservoir et dont le compartimentage canalise la convection
hydrothermale le long des failles.
. les calcaires mésozoïques poreux et fracturés, affleurants et sous
couverture, qui constituent généralement de bons réservoirs, par
surcroît réalimentés.
. une couverture de flyschs allochtones (faciès Ligure).
Il est bon d'ajouter que des ressources à moyenne (120 à 180°C) et basse
enthalpie existent également à l'ouest des Apennins, sous forme
d'aquifères, de sources thermales et de systèmes de remontées
hydrothermales par failles. Tel semble être le cas des permis de Cosano et
Colli Albani, repectivement au nord et au sud de Rome, dont la mise en
valeur appelle audace et imagination quant aux modes de production (et de
réinjection) et aux usages directs de la chaleur dans une région
- A/40 -
Réservoirs carbonates
Leur intérêt est de fournir une eaux souvent très peu salée, qui ne
nécessite donc pas dans l'immédiat de forages de réinjection (Exploitation
de Vicenza ; projet de Rodigo) ; lorsque l'eau est salée (65 g/1 à
Ferrara), les problèmes de dépôts et d'incrustation retardent fortement la
mise en exploitation. Les débits disponibles sont importants (400 m3/h a
Ferrara, 250 m3/h à Rodigo, 120 m3/h à Vicenza). Ces aquifères constituent
donc les meilleurs réservoirs, en l'état actuel des connaissances.
Région de Toscane-Latiiim-Campanie
Cette région est connue pour ses champs de géothermie à haute énergie, que
ce soit à vapeur sèche ou eau pressurisée ; mais il y existe aussi des
réservoirs de basse enthalpie. P. Ungemach (1984) donne de cette province
le schéma suivant :
..."le modèle simplifié de la géothermie toscane distingue ainsi trois
grandes unités structurales et lithologiques :
. le socle métamorphique, qui peut occasionnellement se révéler un
réservoir et dont le compartimentage canalise la convection
hydrothermale le long des failles.
. les calcaires mésozoïques poreux et fracturés, affleurants et sous
couverture, qui constituent généralement de bons réservoirs, par
surcroît réalimentés.
. une couverture de flyschs allochtones (faciès Ligure).
Il est bon d'ajouter que des ressources à moyenne (120 à 180°C) et basse
enthalpie existent également à l'ouest des Apennins, sous forme
d'aquifères, de sources thermales et de systèmes de remontées
hydrothermales par failles. Tel semble être le cas des permis de Cosano et
Colli Albani, repectivement au nord et au sud de Rome, dont la mise en
valeur appelle audace et imagination quant aux modes de production (et de
réinjection) et aux usages directs de la chaleur dans une région
- A/41 -
bénéf leant du climat clément que l'on sait".
Comme pour la province géothermique précédente, les réservoirs carbonates
(calcaire, dolomies) constituent la principale source, en raison des
débits importants fournis et de la faible salinité des fluides (potentiel
de 700 m3/h à Pantani et à Grossetto, voir ci-après "Réalisations et
Projets" ) .
Autres régions
L'Apulie et une partie de la Sicile, présentant des ressources
potentielles en aquifères carbonates (Sommaruga, 1982 ; Ungemach, 1984).
Pour l'instant , il ne semble pas exister de projets notables dans ces
régions.
- A/41 -
bénéf leant du climat clément que l'on sait".
Comme pour la province géothermique précédente, les réservoirs carbonates
(calcaire, dolomies) constituent la principale source, en raison des
débits importants fournis et de la faible salinité des fluides (potentiel
de 700 m3/h à Pantani et à Grossetto, voir ci-après "Réalisations et
Projets" ) .
Autres régions
L'Apulie et une partie de la Sicile, présentant des ressources
potentielles en aquifères carbonates (Sommaruga, 1982 ; Ungemach, 1984).
Pour l'instant , il ne semble pas exister de projets notables dans ces
régions.
- A/42 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
L'utilisation de l'énergie géothermique en Italie remonte à la plus haute
antiquité. A l'heure actuelle, de très nombreuses installations sont
chauffées par géothermie (serres, habitations, hôtels, piscines,
bureaux...). Ferrara et al (1985) donnent la liste suivante :
Abano, Montegrotto et Battaglia
Situés près de Padoue, ces villes sont parmi les plus cotées des ville
thermales d'Europe. Plus de 250 puits, d'une profondeur de 250 m à 400 m,
produisant de l'eau chaude à 65-84° C Environ 100 hôtels sont desservis,
par l'intermédiaire d' échangeurs, pour le chauffage et la distribution
d'eau chaude sanitaire.
Galzignano
Dans cette zone, située à quelques kilomètres d' Abano, 2 ha de serres sont
chauffées par une eau géothermale à 65° C
Larderello
Les fluides géothermaux, dont la température s'étale de 70 à 130°C, ont
été employés depuis longtemps pour chauffer des logements , des locaux
industriels, et des serres. A l'heure actuelle, tous les locaux de l'ENEL
et quelques résidences, sont chauffés par géothermie.
Les "rejets" thermiques des centrales géothermiques de Larderello
constituent des ressources à basse températures qui peuvent être
valorisées dans le chauffage de locaux ou celui des serres. De la même
manière, des forages qui ne sont pas favorables à une utilisation
électrique peuvent être récupérés à cet effet.
Près de 350 000 m3 de locaux (maisons, bureaux, écoles, hôpital, locaux
industriels...), correspondant à 1750 logements équivalents y sont
chauffés par la géothermie.
- A/42 -
REALISATIONS ET PROJETS
Les réalisations :
L'utilisation de l'énergie géothermique en Italie remonte à la plus haute
antiquité. A l'heure actuelle, de très nombreuses installations sont
chauffées par géothermie (serres, habitations, hôtels, piscines,
bureaux...). Ferrara et al (1985) donnent la liste suivante :
Abano, Montegrotto et Battaglia
Situés près de Padoue, ces villes sont parmi les plus cotées des ville
thermales d'Europe. Plus de 250 puits, d'une profondeur de 250 m à 400 m,
produisant de l'eau chaude à 65-84° C Environ 100 hôtels sont desservis,
par l'intermédiaire d' échangeurs, pour le chauffage et la distribution
d'eau chaude sanitaire.
Galzignano
Dans cette zone, située à quelques kilomètres d' Abano, 2 ha de serres sont
chauffées par une eau géothermale à 65° C
Larderello
Les fluides géothermaux, dont la température s'étale de 70 à 130°C, ont
été employés depuis longtemps pour chauffer des logements , des locaux
industriels, et des serres. A l'heure actuelle, tous les locaux de l'ENEL
et quelques résidences, sont chauffés par géothermie.
Les "rejets" thermiques des centrales géothermiques de Larderello
constituent des ressources à basse températures qui peuvent être
valorisées dans le chauffage de locaux ou celui des serres. De la même
manière, des forages qui ne sont pas favorables à une utilisation
électrique peuvent être récupérés à cet effet.
Près de 350 000 m3 de locaux (maisons, bureaux, écoles, hôpital, locaux
industriels...), correspondant à 1750 logements équivalents y sont
chauffés par la géothermie.
- A/43 -
Depuis plus de 20 ans, une dizaine de serres maraîchères représentant
environ 7000 m2 sont chauffées par géothermie à Castelnuovo et à Lago
Boracifera. Par ailleurs, R. Cataldi (1984) chiffre de son côté les
économies annuelles correspondantes à 20 000 TEP (Abano et Galzignano),
14 000 (Larderello), et 300 TEP pour un autre site à Bulera (0,5 ha de
serres) .
Metanopoli-San Donata Milanese
Il s'agit d'un doublet de démonstration, en réservoir gréseux. L'injection
se ferait à 25°C, 50 m3/h et 80 kg/cm2. C'est avec Thisted le seul pilote
dans ce domaine, celui de Melleray ayant cessé de fonctionner en tant que
doublet.
A cette liste, il faut ajouter des projets très avancés, sur le point
d'être mis en exploitation ou susceptibles de l'être à court terme :
Vicenza
Un réservoir carbonaté fournit une production de 120 m3/h à 67°C, avec une
salinité très faible (moins de 0,5 g/1). Un réseau de chaleur doit
desservir environ 4000 logements ; des pompes à chaleur réversibles sont
prévues pour la fourniture d'eau fraîche en été à un hôpital. L'économie
d'énergie est de l'ordre de 3400 TEP/an.
Bagno di Romana
Une source produit 20 m3/h à 45°C, et trois puits peu profonds (50 à
130 m) 70 m3/h à un maximum de 40°C. La puissance géothermale fournie est
de 1,6MW. Des PAC électriques permettent de remonter la température
jusqu'à 75°-85°C, qui est celle du circuit de chauffage. L'ensemble
desservi correspond à un volume de 160 000 m3, soit 500
équivalents-logements ; l'économie est de l'ordre de 530 TEP, soit 67 % de
la consommation.
Pantani
L'exploitation d'un réservoir de calcaires karstiques conduit à un débit
potentiel de 800 m3/h (48°C, salinité 3 g/1). L'eau est utilisée pour le
chauffage de serres ; 12 ha ont déjà été construites, et à terme c'est un
total de 50 ha qui devraient être équipés.
- A/43 -
Depuis plus de 20 ans, une dizaine de serres maraîchères représentant
environ 7000 m2 sont chauffées par géothermie à Castelnuovo et à Lago
Boracifera. Par ailleurs, R. Cataldi (1984) chiffre de son côté les
économies annuelles correspondantes à 20 000 TEP (Abano et Galzignano),
14 000 (Larderello), et 300 TEP pour un autre site à Bulera (0,5 ha de
serres) .
Metanopoli-San Donata Milanese
Il s'agit d'un doublet de démonstration, en réservoir gréseux. L'injection
se ferait à 25°C, 50 m3/h et 80 kg/cm2. C'est avec Thisted le seul pilote
dans ce domaine, celui de Melleray ayant cessé de fonctionner en tant que
doublet.
A cette liste, il faut ajouter des projets très avancés, sur le point
d'être mis en exploitation ou susceptibles de l'être à court terme :
Vicenza
Un réservoir carbonaté fournit une production de 120 m3/h à 67°C, avec une
salinité très faible (moins de 0,5 g/1). Un réseau de chaleur doit
desservir environ 4000 logements ; des pompes à chaleur réversibles sont
prévues pour la fourniture d'eau fraîche en été à un hôpital. L'économie
d'énergie est de l'ordre de 3400 TEP/an.
Bagno di Romana
Une source produit 20 m3/h à 45°C, et trois puits peu profonds (50 à
130 m) 70 m3/h à un maximum de 40°C. La puissance géothermale fournie est
de 1,6MW. Des PAC électriques permettent de remonter la température
jusqu'à 75°-85°C, qui est celle du circuit de chauffage. L'ensemble
desservi correspond à un volume de 160 000 m3, soit 500
équivalents-logements ; l'économie est de l'ordre de 530 TEP, soit 67 % de
la consommation.
Pantani
L'exploitation d'un réservoir de calcaires karstiques conduit à un débit
potentiel de 800 m3/h (48°C, salinité 3 g/1). L'eau est utilisée pour le
chauffage de serres ; 12 ha ont déjà été construites, et à terme c'est un
total de 50 ha qui devraient être équipés.
- A/44 -
Canino
Près de Viterbo (Toscane) une source (35 ra3/h à 40°C) alimente une petite
installation pilote de 0,16 ha de serres.
Les projets :
Ferrara
Les sondages ont montré la possibilité d'exploiter un réservoir carbonaté
à 400 m3/h, le fluide extrait étant à plus de 100°C avec une salinité de
65 g/1. La puissance géothermale correspondante est 14 MW. Avant la mise
en service, les problèmes à résoudre concernant essentiellement les dépôts
de carbonates ce calcium (calcite, aragonite).
Acqui Terme
L'exploitation prévue est celle d'une source chaude (70°C, 30 m3/h) située
au centre de la ville. Il est prévu de construire une centrale
géothermique de 4,65 MW de puissance, de remonter la température à 80°C
par deux PAC à gaz, et de construire un réseau de chaleur.
Grosseto
Comme pour le projet précédent, il s'agit de l'exploitation thermique
d'une ressource existante. Environ 700 m3/h sont produits par une source
chaude (45°C) et deux sondages courts de 100 à 150 m. Des PAC sont
prévues.
Rodigo
Le projet consiste à utiliser un forage existant artésien, qui produit
80 m3/h à 60°C, avec une très faible salinité. La chaleur est destinée à
des serres, (0,8 ha) du séchage de fourrage, et à de l'aquaculture.
Grado
Le projet consiste à capter un aquifère à 32°-35°C, vers 200 m de
profondeur à produire 100 à 200 m3/h, à installer un système de PAC à gaz,
et à construire un réseau de chaleur. La substitution d'hydrocarbures
(fuel) serait de 3800 TEP/an. L'intérêt du projet au plan technique.
- A/44 -
Canino
Près de Viterbo (Toscane) une source (35 ra3/h à 40°C) alimente une petite
installation pilote de 0,16 ha de serres.
Les projets :
Ferrara
Les sondages ont montré la possibilité d'exploiter un réservoir carbonaté
à 400 m3/h, le fluide extrait étant à plus de 100°C avec une salinité de
65 g/1. La puissance géothermale correspondante est 14 MW. Avant la mise
en service, les problèmes à résoudre concernant essentiellement les dépôts
de carbonates ce calcium (calcite, aragonite).
Acqui Terme
L'exploitation prévue est celle d'une source chaude (70°C, 30 m3/h) située
au centre de la ville. Il est prévu de construire une centrale
géothermique de 4,65 MW de puissance, de remonter la température à 80°C
par deux PAC à gaz, et de construire un réseau de chaleur.
Grosseto
Comme pour le projet précédent, il s'agit de l'exploitation thermique
d'une ressource existante. Environ 700 m3/h sont produits par une source
chaude (45°C) et deux sondages courts de 100 à 150 m. Des PAC sont
prévues.
Rodigo
Le projet consiste à utiliser un forage existant artésien, qui produit
80 m3/h à 60°C, avec une très faible salinité. La chaleur est destinée à
des serres, (0,8 ha) du séchage de fourrage, et à de l'aquaculture.
Grado
Le projet consiste à capter un aquifère à 32°-35°C, vers 200 m de
profondeur à produire 100 à 200 m3/h, à installer un système de PAC à gaz,
et à construire un réseau de chaleur. La substitution d'hydrocarbures
(fuel) serait de 3800 TEP/an. L'intérêt du projet au plan technique.
- A/45 -
réside dans la circulation par aqueduc sous marin du fluide géothermal,
sur 5 kilomètres. Une réinjection après refroidissement est prévue dans
l'aquifère sableux d'origine.
On doit signaler pour mémoire, car ce n'est pas à proprement parler une
ressource géothermale de basse température mais plutôt un rejet thermique,
l'exploitation de Monte Amiata. Les rejets de l'usine géothermale de
Piancastagnaio sont utilisés pour le chauffage de 24 ha de serres : le
débit dans l'échangeur primaire à plaques est de 2000 m3/h (températures
d'entrée/sortie : 86/46°C). Il est envisagé de porter la surface cultivée
à 35 ha, la production énergétique étant alors équivalente à
50 000 TEP/an.
La récapitulation des exploitations géothermiques actuels et des projets
les plus avancés (hors électricité), conduit au tableau 1. Les résultats
paraissent moins optimistes que ceux publiés par R. Cataldi (1984) ; cela
tient probablement à ce que certains projets, achevés (Metanopoli,
Ferrara...) n'ont pas été pris en compte ici.
- A/45 -
réside dans la circulation par aqueduc sous marin du fluide géothermal,
sur 5 kilomètres. Une réinjection après refroidissement est prévue dans
l'aquifère sableux d'origine.
On doit signaler pour mémoire, car ce n'est pas à proprement parler une
ressource géothermale de basse température mais plutôt un rejet thermique,
l'exploitation de Monte Amiata. Les rejets de l'usine géothermale de
Piancastagnaio sont utilisés pour le chauffage de 24 ha de serres : le
débit dans l'échangeur primaire à plaques est de 2000 m3/h (températures
d'entrée/sortie : 86/46°C). Il est envisagé de porter la surface cultivée
à 35 ha, la production énergétique étant alors équivalente à
50 000 TEP/an.
La récapitulation des exploitations géothermiques actuels et des projets
les plus avancés (hors électricité), conduit au tableau 1. Les résultats
paraissent moins optimistes que ceux publiés par R. Cataldi (1984) ; cela
tient probablement à ce que certains projets, achevés (Metanopoli,
Ferrara...) n'ont pas été pris en compte ici.
- A/46 -
1 PROJET
1 Abano et Galzignano
1 Vicenza
1 Larderello
1 Castelnuovo
1 Bulera
1 Amiata
1 Canino
1 Bagno di Romagna
1 Pantani
1 Acqui Terme
¡TOTAL
EQUIVALENTSLOGEMENTS
4 000
1 750
-
-
-
-
500
-
?
SERRES M2
20 000(1)
15 000
7 000(2)
5 500
240 000(1)
1 500
-
120 000(4)
-
409 000
ECONOMIE ANNUELLE(TEP)
20 000(3)
3 400(4)
2 000(6)
1 100(3)
300(3)
7 000(6)
50(6)
500(5)
4 000(6)
490
38 840
(dont rejets Amiata) (240 000) (7 000 ?)
Sources
(1) Ferrara et al., 1985(2) Rapport du contrat CEE 640-78-EGF ; 1 équivalent-logement = 1 TEP en
économie annuelle (estimation en tant qu'ordre de grandeur).(3) Cataldi, 1984(4) Banque de données SESAME CEE
(5) Colloque Pise, 1987 (à paraître)(6) Estimation sur la base de 300 TEP par ha.
- A/46 -
1 PROJET
1 Abano et Galzignano
1 Vicenza
1 Larderello
1 Castelnuovo
1 Bulera
1 Amiata
1 Canino
1 Bagno di Romagna
1 Pantani
1 Acqui Terme
¡TOTAL
EQUIVALENTSLOGEMENTS
4 000
1 750
-
-
-
-
500
-
?
SERRES M2
20 000(1)
15 000
7 000(2)
5 500
240 000(1)
1 500
-
120 000(4)
-
409 000
ECONOMIE ANNUELLE(TEP)
20 000(3)
3 400(4)
2 000(6)
1 100(3)
300(3)
7 000(6)
50(6)
500(5)
4 000(6)
490
38 840
(dont rejets Amiata) (240 000) (7 000 ?)
Sources
(1) Ferrara et al., 1985(2) Rapport du contrat CEE 640-78-EGF ; 1 équivalent-logement = 1 TEP en
économie annuelle (estimation en tant qu'ordre de grandeur).(3) Cataldi, 1984(4) Banque de données SESAME CEE
(5) Colloque Pise, 1987 (à paraître)(6) Estimation sur la base de 300 TEP par ha.
- A/47 -
LES PERSPECTIVES
Les conclusions du rapport fait dans le cadre du contrat CEE 640-78 EDG,
étaient les suivantes :
"l'Italie dispose avec AGIR et ENEL de deux entreprises très compétentes
dans les problèmes de géothermie. Par ailleurs, de nombreuses sociétés de
service ou entreprises fournisseurs d'équipement sont présentes sur le
marché italien. De nombreux atouts existent donc pour un développement
rapide de projets basse énergie.
La mise en place d'une législation adaptée devrait favoriser ce
développement. Il conviendra toutefois d'examiner les obstacles éventuels
apportés par la situation de quasi-monopole accordée aux deux entreprises
nationales. Une participation des collectivités locales au développement
des projets de chauffage urbain pourrait s'avérer nécessaire afin
d'apporter le complément de motivation indispensable au démarrage de tels
projets".
Il semble qu'actuellement les conclusions soient toujours valables,
d'autant plus que les collectivités locales se sont effectivement lancées
dans les investissements en géothermie (Vicenza, Bagno di Romagna,
Ferrara. . . ) .
- A/47 -
LES PERSPECTIVES
Les conclusions du rapport fait dans le cadre du contrat CEE 640-78 EDG,
étaient les suivantes :
"l'Italie dispose avec AGIR et ENEL de deux entreprises très compétentes
dans les problèmes de géothermie. Par ailleurs, de nombreuses sociétés de
service ou entreprises fournisseurs d'équipement sont présentes sur le
marché italien. De nombreux atouts existent donc pour un développement
rapide de projets basse énergie.
La mise en place d'une législation adaptée devrait favoriser ce
développement. Il conviendra toutefois d'examiner les obstacles éventuels
apportés par la situation de quasi-monopole accordée aux deux entreprises
nationales. Une participation des collectivités locales au développement
des projets de chauffage urbain pourrait s'avérer nécessaire afin
d'apporter le complément de motivation indispensable au démarrage de tels
projets".
Il semble qu'actuellement les conclusions soient toujours valables,
d'autant plus que les collectivités locales se sont effectivement lancées
dans les investissements en géothermie (Vicenza, Bagno di Romagna,
Ferrara. . . ) .
- Allt8
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17)
LUXEMBOURG
W/Z/Á Trias (reservoir)
- Allt8
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17)
LUXEMBOURG
W/Z/Á Trias (reservoir)
- A/49 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les principales ressources
Le Luxembourg est bien pourvu en ressource aquifères souterraines, dans sa
moitié Sud. Les grès et dolomies du Trias affleurent suivant une bande
Est-Ouest, et constituent des réservoirs s'enfonçant doucement vers le Sud
(Binz, 1981). Aux frontières avec l'Allemagne et la France, la profondeur
atteint 900 ra, et une utilisation pour balnéothérapie est pensable : la
température dépasse en effet 40°C ; l'eau est salée (15 g/1) et
l'exploitation géothermique ne serait donc pas possible, en puits unique.
Par ailleurs différents captages pour distribution d'eau potable, sont
réalisés dans les aquifères moins profonds du Lias inférieur. Une
récupération thermique par PAC est probablement envisageable dans de
nombreux cas.
REALISATIONS ET PROJETS
A Mondorfs-les-Bains se trouve un forage de 700 m qui exploite l'eau du
Trias ; le débit aurait été de 200 m3/h et la température de 25°C (Waring,
1965). Une récupération thermique non négligeable (quelques dizaines de
TEP, ou plus) est donc possible, et peut-être déjà réalisée.
- A/49 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les principales ressources
Le Luxembourg est bien pourvu en ressource aquifères souterraines, dans sa
moitié Sud. Les grès et dolomies du Trias affleurent suivant une bande
Est-Ouest, et constituent des réservoirs s'enfonçant doucement vers le Sud
(Binz, 1981). Aux frontières avec l'Allemagne et la France, la profondeur
atteint 900 ra, et une utilisation pour balnéothérapie est pensable : la
température dépasse en effet 40°C ; l'eau est salée (15 g/1) et
l'exploitation géothermique ne serait donc pas possible, en puits unique.
Par ailleurs différents captages pour distribution d'eau potable, sont
réalisés dans les aquifères moins profonds du Lias inférieur. Une
récupération thermique par PAC est probablement envisageable dans de
nombreux cas.
REALISATIONS ET PROJETS
A Mondorfs-les-Bains se trouve un forage de 700 m qui exploite l'eau du
Trias ; le débit aurait été de 200 m3/h et la température de 25°C (Waring,
1965). Une récupération thermique non négligeable (quelques dizaines de
TEP, ou plus) est donc possible, et peut-être déjà réalisée.
- Also -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17)
PAYS-BAS
.:;..;..
Reservoirs(grès)
t^^Û^ /rrrrr
'}y:.'i-.\Z:.'-.-''z':: ^* « #
1
- Also -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17)
PAYS-BAS
.:;..;..
Reservoirs(grès)
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'}y:.'i-.\Z:.'-.-''z':: ^* « #
1
- A/51 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
La géologie du sous-sol des Pays-Bas est très bien connue grâce à plus de
1 500 forages profonds à objectif essentiellement pétrolier (Ungemach,
1984). Les données géologiques ainsi recueillies ne sont pas publiques,
mais le Service Géologique des Pays-Bas a néanmoins pu les utiliser
partiellement, à fin de synthèse. Selon ce travail 4 aquifères principaux
seraient ainsi à distinguer (Milius et al., 1983) :
- Les grès du Permien Inférieur (Slochteren Sandstone) présentent
localement les bonnes propriétés (porosité, perméabilité, épaisseur).
Malheureusement, le fluide contenu est extrêmement salé (300-350 g/1) ;
ceci imposerait une exploitation par doublet avec les risques inhérents
à la réinjection.
- Les grès du Trias contiennent de nombreux niveaux argileux, qui en
diminuent l'intérêt. Une épaisseur d'au moins 50 m pourrait être trouvée
dans le Sud du pays, tandis que dans l'Ouest et le Nord-Est, une mise en
production simultanée de plusieurs niveaux serait nécessaire pour
obtenir un débit suffisant.
- Les sables du Crétacé Inférieur représentent un objectif possible, mais
il sont de faible extension.
- Les calcaires plus ou moins karstiques du Dinantien sont localisés à la
frontière avec la Belgique, à l'extrême Sud-Est du pays, dans la région
de Maastricht.
Enfin l'existence, sur de larges surfaces et sur une profondeur pouvant
dépasser 50 mètres, de formations superficielles à bonne perméabilité (Van
Dalfsen, 1981) constitue un atout pour le développement des pompes à
chaleur sur nappes. D'après Van Den Horst, (1984), une vingtaine de PAC à
gaz auraient déjà été installées aux Pays-Bas.
- A/51 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
La géologie du sous-sol des Pays-Bas est très bien connue grâce à plus de
1 500 forages profonds à objectif essentiellement pétrolier (Ungemach,
1984). Les données géologiques ainsi recueillies ne sont pas publiques,
mais le Service Géologique des Pays-Bas a néanmoins pu les utiliser
partiellement, à fin de synthèse. Selon ce travail 4 aquifères principaux
seraient ainsi à distinguer (Milius et al., 1983) :
- Les grès du Permien Inférieur (Slochteren Sandstone) présentent
localement les bonnes propriétés (porosité, perméabilité, épaisseur).
Malheureusement, le fluide contenu est extrêmement salé (300-350 g/1) ;
ceci imposerait une exploitation par doublet avec les risques inhérents
à la réinjection.
- Les grès du Trias contiennent de nombreux niveaux argileux, qui en
diminuent l'intérêt. Une épaisseur d'au moins 50 m pourrait être trouvée
dans le Sud du pays, tandis que dans l'Ouest et le Nord-Est, une mise en
production simultanée de plusieurs niveaux serait nécessaire pour
obtenir un débit suffisant.
- Les sables du Crétacé Inférieur représentent un objectif possible, mais
il sont de faible extension.
- Les calcaires plus ou moins karstiques du Dinantien sont localisés à la
frontière avec la Belgique, à l'extrême Sud-Est du pays, dans la région
de Maastricht.
Enfin l'existence, sur de larges surfaces et sur une profondeur pouvant
dépasser 50 mètres, de formations superficielles à bonne perméabilité (Van
Dalfsen, 1981) constitue un atout pour le développement des pompes à
chaleur sur nappes. D'après Van Den Horst, (1984), une vingtaine de PAC à
gaz auraient déjà été installées aux Pays-Bas.
- A/52 -
LES PERSPECTIVES
Comme dans d'autres pays européens, il est possible qu'un projet de
démonstration voie le jour. Néanmoins il faut bien reconnaître que
plusieurs facteurs ne jouent pas dans un sens favorable.
En dehors de la région de Maastricht, les aquifères connus sont de type
détritique avec des fluides très salés exigeant une réinjection. Compte
tenu des problèmes actuellement non résolus en réinjection, de tels
projets ne semblent pas être économiques à court terme.
Par ailleurs, les Pays-Bas ont aisément la possibilité de s'approvisionner
en énergie grâce aux gisements d'hydrocarbures de la mer du Nord. Comme le
dit E. Mot (1982), ceci limite le rôle possible de la géothermie.
Enfin, le caractère très perméable des terrains superficels des pays-Bas
(Van Dalfsen, 1981), devrait permettre le développement des PAC sur
nappes. On remarquera qu'à la différence de R. Haenel (1985 ; cf fiche
"République Fédérale d'Allemagne"), E. Mot (1982) ne semble pas considérer
les PAC comme faisant partie de la géothermie ; il en fait une rubrique
distincte, avec le commentaire "A heat pump is no source of energy".
- A/52 -
LES PERSPECTIVES
Comme dans d'autres pays européens, il est possible qu'un projet de
démonstration voie le jour. Néanmoins il faut bien reconnaître que
plusieurs facteurs ne jouent pas dans un sens favorable.
En dehors de la région de Maastricht, les aquifères connus sont de type
détritique avec des fluides très salés exigeant une réinjection. Compte
tenu des problèmes actuellement non résolus en réinjection, de tels
projets ne semblent pas être économiques à court terme.
Par ailleurs, les Pays-Bas ont aisément la possibilité de s'approvisionner
en énergie grâce aux gisements d'hydrocarbures de la mer du Nord. Comme le
dit E. Mot (1982), ceci limite le rôle possible de la géothermie.
Enfin, le caractère très perméable des terrains superficels des pays-Bas
(Van Dalfsen, 1981), devrait permettre le développement des PAC sur
nappes. On remarquera qu'à la différence de R. Haenel (1985 ; cf fiche
"République Fédérale d'Allemagne"), E. Mot (1982) ne semble pas considérer
les PAC comme faisant partie de la géothermie ; il en fait une rubrique
distincte, avec le commentaire "A heat pump is no source of energy".
- A/53 -
LES PROJETS
Deux opérations géothermiques soutenus n'ayant pas été réalisées ces
dernières années à cause de problèmes de financement (Delft, Maastricht),
le premier puits géothermique néerlandais a été foré en 1986 avec le
soutien de la Communauté (DG XII) à Asten.
L'objectif est constitué par un réservoir sableux (Dongen), les premiers
essais montrent un potentiel de 120 m3/h à 60°C qui devrait conduire à la
réalisation d'un doublet et utilisation de la chaleur dans les serres
existantes en surface (Boissavy, 1988).
Le combustible substitué est du gaz naturel. Il faudra attendre les essais
en boucle sur le futur doublet pour savoir si les problèmes de réinjection
ne limitent pas le débit, et par voie de conséquence les performances
énergétiques.
- A/53 -
LES PROJETS
Deux opérations géothermiques soutenus n'ayant pas été réalisées ces
dernières années à cause de problèmes de financement (Delft, Maastricht),
le premier puits géothermique néerlandais a été foré en 1986 avec le
soutien de la Communauté (DG XII) à Asten.
L'objectif est constitué par un réservoir sableux (Dongen), les premiers
essais montrent un potentiel de 120 m3/h à 60°C qui devrait conduire à la
réalisation d'un doublet et utilisation de la chaleur dans les serres
existantes en surface (Boissavy, 1988).
Le combustible substitué est du gaz naturel. Il faudra attendre les essais
en boucle sur le futur doublet pour savoir si les problèmes de réinjection
ne limitent pas le débit, et par voie de conséquence les performances
énergétiques.
- Al5h -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17)
PORTUGAL
o Source chauile
Bassins
sédimentaires
- Al5h -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et Minières
Service d'Informationsur l 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n" 86-B-7031-11-002-17)
PORTUGAL
o Source chauile
Bassins
sédimentaires
- A/55 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Le Portugal continental possède des ressources géothermiques de basse
énergie, connues ou potentielles, que l'on peut regrouper en deux
catégories :
- les réservoirs situés dans des bassins sédimentaires, tertiaires et
secondaires, dont la température provient essentiellement de
l'enfouissement ; elle peut être supérieure à celle correspondant à un
gradient moyen et présenter donc une anomalie positive.
- les réservoirs situés dans des zones granitiques associées à des
fractures majeures. Ces gisements sont la plupart du temps signalés par
la présence de sources d'eau chaudes.
Les réservoirs des bassins sédimentaires mésozoïques
Il existe deux grands bassins sédimentaires, un situé à l'Ouest du
Portugal s'étendant de Aveiro au Sud de Setubal, l'autre à l'extrémité Sud
du Portugal (Algarve). Ces bassins sédimentaires qui se prolongent tous
les deux sous la mer peuvent atteindre jusqu'à 4000 m de profondeur. Les
reconnaissances pétrolières ont montré la présence de zones perméables.
Des températures voisines de 50°C à 1500 m ont été mesurées, ce qui
correspond à un gradient géothermique normal.
Le bassin occidental a été affecté par des failles importantes au
Quaternaire, qui ont provoqué l'émergence de nombreuses sources chaudes
comme celles d'Estoril ou celles de la région de Caldas-da-Rainha et
Figueira-da-Foz .
- A/55 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Le Portugal continental possède des ressources géothermiques de basse
énergie, connues ou potentielles, que l'on peut regrouper en deux
catégories :
- les réservoirs situés dans des bassins sédimentaires, tertiaires et
secondaires, dont la température provient essentiellement de
l'enfouissement ; elle peut être supérieure à celle correspondant à un
gradient moyen et présenter donc une anomalie positive.
- les réservoirs situés dans des zones granitiques associées à des
fractures majeures. Ces gisements sont la plupart du temps signalés par
la présence de sources d'eau chaudes.
Les réservoirs des bassins sédimentaires mésozoïques
Il existe deux grands bassins sédimentaires, un situé à l'Ouest du
Portugal s'étendant de Aveiro au Sud de Setubal, l'autre à l'extrémité Sud
du Portugal (Algarve). Ces bassins sédimentaires qui se prolongent tous
les deux sous la mer peuvent atteindre jusqu'à 4000 m de profondeur. Les
reconnaissances pétrolières ont montré la présence de zones perméables.
Des températures voisines de 50°C à 1500 m ont été mesurées, ce qui
correspond à un gradient géothermique normal.
Le bassin occidental a été affecté par des failles importantes au
Quaternaire, qui ont provoqué l'émergence de nombreuses sources chaudes
comme celles d'Estoril ou celles de la région de Caldas-da-Rainha et
Figueira-da-Foz .
- A/56 -
Les réservoirs grani-biques
Leur présence est signalée par l'existence de nombreuse sources chaudes
dans toute la région Nord du pays. Ces sources sont associées à des
failles majeures, et la plupart sont dans des zones plutoniques. Les
températures atteintes sont de 75°C environ à Chaves, de près de 70°C à
Sao Pedro Do Sul. Ces tempérautres attestent soit de circulations d'eau à
des profondeurs très grandes, soit de la présence d'anomalies thermiques
importantes .
Les actions en cours en géothermie de basse enthalpie
Les projets sont rares ou inexistants ; cependant, l'Université de Vila
Real tente de promouvoir l'utilisation de la géothermie locale, et
certaines municipalités semblent intéressées par les perspectives
existantes.
En effet, le Nord du Portugal offre la conjonction d'un climat frais avec
la présence de ressources géothermales nombreuses.
Si le potentiel du pays est modeste dans l'ensemble, les opportunités sont
loin d'être nulles, et il serait souhaitable que des projets de
démonstration voient le jour.
- A/56 -
Les réservoirs grani-biques
Leur présence est signalée par l'existence de nombreuse sources chaudes
dans toute la région Nord du pays. Ces sources sont associées à des
failles majeures, et la plupart sont dans des zones plutoniques. Les
températures atteintes sont de 75°C environ à Chaves, de près de 70°C à
Sao Pedro Do Sul. Ces tempérautres attestent soit de circulations d'eau à
des profondeurs très grandes, soit de la présence d'anomalies thermiques
importantes .
Les actions en cours en géothermie de basse enthalpie
Les projets sont rares ou inexistants ; cependant, l'Université de Vila
Real tente de promouvoir l'utilisation de la géothermie locale, et
certaines municipalités semblent intéressées par les perspectives
existantes.
En effet, le Nord du Portugal offre la conjonction d'un climat frais avec
la présence de ressources géothermales nombreuses.
Si le potentiel du pays est modeste dans l'ensemble, les opportunités sont
loin d'être nulles, et il serait souhaitable que des projets de
démonstration voient le jour.
- A157 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur 1 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n° 86-B-7031-11-002-17)
ROYAUME-UNI
RESERVOIRS
feaSi-a Mesozoïque
Autres
^O" United DownsSouthampton
300 400 SOO 600
- A157 -
Commissiondes
Communautés Européennes
Bureau de RecherchesGéologiques et MinièresService d'Information
sur 1 'Energie
Ressources géothermiques Basse Enthalpiedans la Communauté Européenne(contrat n° 86-B-7031-11-002-17)
ROYAUME-UNI
RESERVOIRS
feaSi-a Mesozoïque
Autres
^O" United DownsSouthampton
300 400 SOO 600
- A/58 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les principales ressources
Si l'on excepte les "Hot Dry Rocks", les ressources potentielles sont
divisées en deux grandes catégories : celles liées aux bassins
sédimentaires mésozoïques d'une part, et d'autre part celles liées aux
bassins plus anciens, plissés et fracturés d'âge dévonien et carbonifère.
Les ressources potentielles géothermales des bassins mésozoïques
Ont été retenus comme critères de sélection la température des fluides,
ainsi que la transmissivité des aquifères correspondants . Les bassins
mésozoïques étudiés sont représentés figure 1 ; à l'intérieur de ces
bassins, certaines zones présentent des températures dépassant 40°C (et
même 70°C), et des transmissivités de plus de 10 Dm. Ce sont ces zones qui
sont considérées par R.A. Downing et D.A. Gray (1986) comme des champs
géothermaux potentiels, de basse énergie. Les réservoirs seraient surtout
les grès du Permo-Trias, c'est-à-dire à la base de la série mésozoïque.
Des cinq bassins, trois ont fait l'objet de sondages de reconnaissance ;
les principaux résultats figurent dans le tableau 1.
Le point essentiel à souligner est l'extrême salinité des aquifères
("brines"), qui va de 100 à 200 g/1 et plus. C'est là un caractère général
de la nappe du Permo-Trias. On retiendra, pour mémoire, une petite
ressource d'eau douce à très faible température ( 20-30° C) dans les grès du
Lower Greensand (Wessex).
Les ressources potentielles des bassins permo-carbonifères
Elles sont considérées comme beaucoup plus hypothétiques, l'essentiel de
la perméabilité est en effet une perméabilité de fissures, beaucoup plus
aléatoire qu'une perméabilité matricielle.
Les meilleures chances résideraient dans deux unités : le Fell Sandstone
(Dinantien détritique) dans le Northumberland, et les grès de la Knox
- A/58 -
LE POTENTIEL GEOTHERMIQUE
Les principales ressources
Si l'on excepte les "Hot Dry Rocks", les ressources potentielles sont
divisées en deux grandes catégories : celles liées aux bassins
sédimentaires mésozoïques d'une part, et d'autre part celles liées aux
bassins plus anciens, plissés et fracturés d'âge dévonien et carbonifère.
Les ressources potentielles géothermales des bassins mésozoïques
Ont été retenus comme critères de sélection la température des fluides,
ainsi que la transmissivité des aquifères correspondants . Les bassins
mésozoïques étudiés sont représentés figure 1 ; à l'intérieur de ces
bassins, certaines zones présentent des températures dépassant 40°C (et
même 70°C), et des transmissivités de plus de 10 Dm. Ce sont ces zones qui
sont considérées par R.A. Downing et D.A. Gray (1986) comme des champs
géothermaux potentiels, de basse énergie. Les réservoirs seraient surtout
les grès du Permo-Trias, c'est-à-dire à la base de la série mésozoïque.
Des cinq bassins, trois ont fait l'objet de sondages de reconnaissance ;
les principaux résultats figurent dans le tableau 1.
Le point essentiel à souligner est l'extrême salinité des aquifères
("brines"), qui va de 100 à 200 g/1 et plus. C'est là un caractère général
de la nappe du Permo-Trias. On retiendra, pour mémoire, une petite
ressource d'eau douce à très faible température ( 20-30° C) dans les grès du
Lower Greensand (Wessex).
Les ressources potentielles des bassins permo-carbonifères
Elles sont considérées comme beaucoup plus hypothétiques, l'essentiel de
la perméabilité est en effet une perméabilité de fissures, beaucoup plus
aléatoire qu'une perméabilité matricielle.
Les meilleures chances résideraient dans deux unités : le Fell Sandstone
(Dinantien détritique) dans le Northumberland, et les grès de la Knox
- A/59 -
Pulpit Formation (grès du Dévonien supérieur) dans la Midland Véilley
d'Ecosse (figure 1) ; il est peu probable néanmoins que la température des
nappes exploitables, dépasse 40°C
La température est plus élevée dans certaines zones des calcaires
carbonifères (Dinantien) ; néanmoins, aucun signe de karstification en
profondeur n'est évident, et il n'est donc pas sûr que cette formation
soit un aquifère.
TABLEAU 1
BASSINS
East YorkshireLincolnshire
Wessex
Worcester
CheshireWest Lancashire
Carlisle
Northern Ireland
TEMPERATUREMAXIMUM (°C)
70°
20°
50°
80°
40°
60°
SALINITE(g/1)
80-200
100-300
5-30
?
?
100-200
TRANSMISSIVITE(D.m)
60-200
15
30-115
10
10?
15?
C'est à des fissures dans ce calcaire carbonifère, que correspondent lessources thermales (20° à 26°C) connues ; le potentiel thermique d'unetelle ressource paraît limité : il n'est du reste pas mentionné dans lasynthèse des ressources, fait par I.N. Gale et K.E. Rollin (in Downing etGray, 1986).
- A/59 -
Pulpit Formation (grès du Dévonien supérieur) dans la Midland Véilley
d'Ecosse (figure 1) ; il est peu probable néanmoins que la température des
nappes exploitables, dépasse 40°C
La température est plus élevée dans certaines zones des calcaires
carbonifères (Dinantien) ; néanmoins, aucun signe de karstification en
profondeur n'est évident, et il n'est donc pas sûr que cette formation
soit un aquifère.
TABLEAU 1
BASSINS
East YorkshireLincolnshire
Wessex
Worcester
CheshireWest Lancashire
Carlisle
Northern Ireland
TEMPERATUREMAXIMUM (°C)
70°
20°
50°
80°
40°
60°
SALINITE(g/1)
80-200
100-300
5-30
?
?
100-200
TRANSMISSIVITE(D.m)
60-200
15
30-115
10
10?
15?
C'est à des fissures dans ce calcaire carbonifère, que correspondent lessources thermales (20° à 26°C) connues ; le potentiel thermique d'unetelle ressource paraît limité : il n'est du reste pas mentionné dans lasynthèse des ressources, fait par I.N. Gale et K.E. Rollin (in Downing etGray, 1986).
- A/60 -
LES MODES POSSIBLES D'EXPLOITATION
En absence d'exploitation actuelle, seules des hypothèses peuvent être
avancées.
Nécessité de PAC en appoint
La température des nappes dépasse rarement 60°C : les valeurs de 70°C et
80°C figurant dans le tableau 1, ne sont que très localisées ,
l'adjonction de PAC sera donc nécessaire la plupart du temps. C'est ee qui
est admis par I.N. Gale et K.E. Rollin pour la principale ressource
potentielle, celle du Permo-Trias.
Réinjection
Les mêmes auteurs soulignent que, pour les bassins côtiers, un doublet ne
sera pas forcément obligatoire puisqu'un rejet en mer du fluide géothermal
est envisageable ; l'exploitation pourra se faire à puits unique, du moins
pendant quelques années. Ultérieurement, la baisse de la pression du
gisement pourrait contraindre une réinjection.
Les aquifères d'eau douce du Crétacé (Wessex), des Fell Sandstone et de la
Knox Pulpit Formation en Ecosse, pourraient également faire l'objet d'une
exploitation en puits unique avec PAC. Dans les deux derniers cas il
s'agit d'un point de vue spéculatif, car la ressource géothermale n'est
pas prouvée.
Aucian exemple d'exploitation par PAC, par exemple sur des forages
existants antérieurement, n'est par ailleurs signalé dans la synthèse de
Downing et Gray.
- A/60 -
LES MODES POSSIBLES D'EXPLOITATION
En absence d'exploitation actuelle, seules des hypothèses peuvent être
avancées.
Nécessité de PAC en appoint
La température des nappes dépasse rarement 60°C : les valeurs de 70°C et
80°C figurant dans le tableau 1, ne sont que très localisées ,
l'adjonction de PAC sera donc nécessaire la plupart du temps. C'est ee qui
est admis par I.N. Gale et K.E. Rollin pour la principale ressource
potentielle, celle du Permo-Trias.
Réinjection
Les mêmes auteurs soulignent que, pour les bassins côtiers, un doublet ne
sera pas forcément obligatoire puisqu'un rejet en mer du fluide géothermal
est envisageable ; l'exploitation pourra se faire à puits unique, du moins
pendant quelques années. Ultérieurement, la baisse de la pression du
gisement pourrait contraindre une réinjection.
Les aquifères d'eau douce du Crétacé (Wessex), des Fell Sandstone et de la
Knox Pulpit Formation en Ecosse, pourraient également faire l'objet d'une
exploitation en puits unique avec PAC. Dans les deux derniers cas il
s'agit d'un point de vue spéculatif, car la ressource géothermale n'est
pas prouvée.
Aucian exemple d'exploitation par PAC, par exemple sur des forages
existants antérieurement, n'est par ailleurs signalé dans la synthèse de
Downing et Gray.
- A/61 -
REALISATIONS ET PROJETS
les réalisations :
Quatre puits géothermaux d'une profondeur de 1 800 à 2 800 m, ont été
forés ; les deux premiers, près de Southampton, concernent le bassin du
Wessex (Marchwood 1 et Southampton 1). Le troisième a été exécuté dans le
bassin de Northern Ireland (Larne n°2). Le dernier se situe dans le bassin
de l'East Yorkshire - Lincolnshire. Tous ont recoupé des grès triasiques
du Sherwood Sandstone, l'objectif principal.
Le projet le plus avancé est celui de Southampton. Les essais ont fourni
70 m3/h à 74°C Un réseau de chaleur est envisagé, avec en appoint charbon
et PAC à gaz. L'exploitation se ferait en puits unique, le rejet étant
effectué dans un estuaire proche. L'économie serait de l'ordre de 1 500 à
2 000 TEP. Au plan financier, l'opération paraît tendue puisque le temps
de retour (avec des prix de combustibles antérieurs à 1985) serait de
l'ordre de 15 ans.
Un projet récent et intéressant au plan géologique, est celui de United
Downs (Cornonailles) ; la ressource géothermale proviendrait de roches
métamorphiques fracturées. Une production à 70°C de 90 m3/h permettrait le
chauffage de 2 ha de serres (à construire), pour la culture de tomates.
- A/61 -
REALISATIONS ET PROJETS
les réalisations :
Quatre puits géothermaux d'une profondeur de 1 800 à 2 800 m, ont été
forés ; les deux premiers, près de Southampton, concernent le bassin du
Wessex (Marchwood 1 et Southampton 1). Le troisième a été exécuté dans le
bassin de Northern Ireland (Larne n°2). Le dernier se situe dans le bassin
de l'East Yorkshire - Lincolnshire. Tous ont recoupé des grès triasiques
du Sherwood Sandstone, l'objectif principal.
Le projet le plus avancé est celui de Southampton. Les essais ont fourni
70 m3/h à 74°C Un réseau de chaleur est envisagé, avec en appoint charbon
et PAC à gaz. L'exploitation se ferait en puits unique, le rejet étant
effectué dans un estuaire proche. L'économie serait de l'ordre de 1 500 à
2 000 TEP. Au plan financier, l'opération paraît tendue puisque le temps
de retour (avec des prix de combustibles antérieurs à 1985) serait de
l'ordre de 15 ans.
Un projet récent et intéressant au plan géologique, est celui de United
Downs (Cornonailles) ; la ressource géothermale proviendrait de roches
métamorphiques fracturées. Une production à 70°C de 90 m3/h permettrait le
chauffage de 2 ha de serres (à construire), pour la culture de tomates.
- A/62 -
LES PERSPECTIVES
Ainsi que le rappelle D.A. Gray (1986), dans la préface de l'ouvrage
"Geothermal Energy-The potential in the United Kingdom", le Royaume-Uni
est autosuffisant en énergie ; à l'échelle du globe, d'autre part,
l'abondance de l'offre en produits pétroliers conduit à des prix très bas,
ce qui n'est pas en faveur des énergies renouvelables. Toutefois, certains
auteurs ont fait remarquer que pour rester autosuffisant, le Royaume-Uni
devra consentir d'énormes investissements off-shore. Dans la mesure où les
énergies renouvelables sont susceptibles de diminuer la demande, elles
peuvent permettre d'éviter en partie la charge de tels d'investissements.
Même dans le cas de pays pétroliers exportateurs comme le Royaume-Uni , la
question des énergies alternatives reste donc posée.
En ce qui concerne la géothermie, et d'une manière générale l'utilisation
énergétique des nappes souterraines, les perspectives suivantes peuvent
raisonnablement être dégagées :
Exploitations en doublets
Les réservoirs susceptibles d'être exploités par doublets, c'est-à-dire ne
présentant pas de difficultés majeures à la réinjection, existent
probablement dans le Royaume-Uni. Cela pourrait être le cas, par exemple,
des calcaire du carbonifère inférieur. A ce jour toutefois, aucun forage
d'exploration n'a été réalisé pour mettre en évidence une telle ressource,
qui reste donc plutôt hypothétique.
Exploitations en puits unique
a) Aquifères profonds
C'est le cas des quatre forages réalisés à Southampton, Archnwod, Larne
et Cleethorpe dans les formations du Permo-Trias. Leur situation en
bord de mer rend possible le rejet des saumures géothermales
(100-300 g/1) : la réinjection dans les grès est en effet difficile,
économiquement onéreuse, et en tout cas incapable d'absorber des débits
de 100 m3/h ou plus.
- A/62 -
LES PERSPECTIVES
Ainsi que le rappelle D.A. Gray (1986), dans la préface de l'ouvrage
"Geothermal Energy-The potential in the United Kingdom", le Royaume-Uni
est autosuffisant en énergie ; à l'échelle du globe, d'autre part,
l'abondance de l'offre en produits pétroliers conduit à des prix très bas,
ce qui n'est pas en faveur des énergies renouvelables. Toutefois, certains
auteurs ont fait remarquer que pour rester autosuffisant, le Royaume-Uni
devra consentir d'énormes investissements off-shore. Dans la mesure où les
énergies renouvelables sont susceptibles de diminuer la demande, elles
peuvent permettre d'éviter en partie la charge de tels d'investissements.
Même dans le cas de pays pétroliers exportateurs comme le Royaume-Uni , la
question des énergies alternatives reste donc posée.
En ce qui concerne la géothermie, et d'une manière générale l'utilisation
énergétique des nappes souterraines, les perspectives suivantes peuvent
raisonnablement être dégagées :
Exploitations en doublets
Les réservoirs susceptibles d'être exploités par doublets, c'est-à-dire ne
présentant pas de difficultés majeures à la réinjection, existent
probablement dans le Royaume-Uni. Cela pourrait être le cas, par exemple,
des calcaire du carbonifère inférieur. A ce jour toutefois, aucun forage
d'exploration n'a été réalisé pour mettre en évidence une telle ressource,
qui reste donc plutôt hypothétique.
Exploitations en puits unique
a) Aquifères profonds
C'est le cas des quatre forages réalisés à Southampton, Archnwod, Larne
et Cleethorpe dans les formations du Permo-Trias. Leur situation en
bord de mer rend possible le rejet des saumures géothermales
(100-300 g/1) : la réinjection dans les grès est en effet difficile,
économiquement onéreuse, et en tout cas incapable d'absorber des débits
de 100 m3/h ou plus.
- A/63 -
Ce type de projet a un intérêt limité, à cause des contraintes
géographiques imposées par le rejet (bord de mer) ; son pouvoir de
replication reste donc faible. Le risque géologique est élevé, car les
variations de perméabilité dans les grès sont fréquentes. Par ailleurs
l'exemple Français de Melleray montre que ce genre d'exploitation n'est
pas compétitif actuellement ; les 15 000 à 18 000 Mwh/an produits
reviennent aussi cher que le fuel lourd au tarif actuel, compte tenu de
la consommation d'électricité pour le pompage, et des charges de
gestion comme de maintenance. En d'autres termes, l'exploitation ne
permet pas de dégager de marge pour les remboursements des emprunts. De
toute évidence, il est hors de question de voir ce genre de projets se
multiplier dans les conditions économiques présentes.
b) Aquifères superficiels
Les potentialités, bien que non reversées, sont certainement beaucoup
plus importantes. Citons le Greensand Sandstone dans le bassin de
Wessex, et surtout le Fell Sandstone (Northumberland) ainsi que le Knox
Pulpit Formation (Midland Walley of Scotland) . Les agglomérations
urbaines concernés sont Portsmouth, Neveastle, Glasgow, Edinburg, ;
l'ensemble représente une population et plusieurs millions d'habitants,
si 1 ' on y ajoute les communes interurbaines.
Compte tenu de la faible température de ces aquifères, l'essentiel de
l'énergie serait fournie non par échange direct, mais par des PAC a
cause de la situation énergétique du Royaume-Uni, celles-ci seraient à
gaz et non pas électriques. Ces PAC à gaz ont l'inconvénient d'être
beaucoup plus chères que les PAC électriques, en revanche le
combustible est nettement moins coûteux. Une nappe aquifère comme
source froide leur conférerait plusieurs avantages sensibles : une
optimisation plus facile (à cause de la température quasi-constante de
l'eau), pas de problèmes de dégivrage ; enfin, les possiblités de
récupération de chaleur sur échappement permettrait de remonter la
température, ce qui serait utile dans le cas de circuits de chauffage à
haute température.
Dans cette optique, pourraient tout à fait être rapprochées des
aquifères superficiels les nappes phréatiques ou alluviales, abondantes
dans le Royaume-Uni. Elles sont en effet susceptibles de servir de
source froide pour PAC, avec un risque géologique et des dépenses de
forage extrêmement faibles .
- A/63 -
Ce type de projet a un intérêt limité, à cause des contraintes
géographiques imposées par le rejet (bord de mer) ; son pouvoir de
replication reste donc faible. Le risque géologique est élevé, car les
variations de perméabilité dans les grès sont fréquentes. Par ailleurs
l'exemple Français de Melleray montre que ce genre d'exploitation n'est
pas compétitif actuellement ; les 15 000 à 18 000 Mwh/an produits
reviennent aussi cher que le fuel lourd au tarif actuel, compte tenu de
la consommation d'électricité pour le pompage, et des charges de
gestion comme de maintenance. En d'autres termes, l'exploitation ne
permet pas de dégager de marge pour les remboursements des emprunts. De
toute évidence, il est hors de question de voir ce genre de projets se
multiplier dans les conditions économiques présentes.
b) Aquifères superficiels
Les potentialités, bien que non reversées, sont certainement beaucoup
plus importantes. Citons le Greensand Sandstone dans le bassin de
Wessex, et surtout le Fell Sandstone (Northumberland) ainsi que le Knox
Pulpit Formation (Midland Walley of Scotland) . Les agglomérations
urbaines concernés sont Portsmouth, Neveastle, Glasgow, Edinburg, ;
l'ensemble représente une population et plusieurs millions d'habitants,
si 1 ' on y ajoute les communes interurbaines.
Compte tenu de la faible température de ces aquifères, l'essentiel de
l'énergie serait fournie non par échange direct, mais par des PAC a
cause de la situation énergétique du Royaume-Uni, celles-ci seraient à
gaz et non pas électriques. Ces PAC à gaz ont l'inconvénient d'être
beaucoup plus chères que les PAC électriques, en revanche le
combustible est nettement moins coûteux. Une nappe aquifère comme
source froide leur conférerait plusieurs avantages sensibles : une
optimisation plus facile (à cause de la température quasi-constante de
l'eau), pas de problèmes de dégivrage ; enfin, les possiblités de
récupération de chaleur sur échappement permettrait de remonter la
température, ce qui serait utile dans le cas de circuits de chauffage à
haute température.
Dans cette optique, pourraient tout à fait être rapprochées des
aquifères superficiels les nappes phréatiques ou alluviales, abondantes
dans le Royaume-Uni. Elles sont en effet susceptibles de servir de
source froide pour PAC, avec un risque géologique et des dépenses de
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BIBLIOGRAPHIE
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Anonyme, 1984 - A Survey of Gas Engine driven Heat Pumps Installations in
the Federal Republic of Germany. I.E. A Newsletter, Heat Pump Center, vol.
2 n° 3, p. 10.
Anonyme, 1985 - Fichier des sources d'eaux minérales françaises. Annales
des mines, sept. 1975, pp. 5-148.
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Publics, Service Géologique.
Boissavy C. , 1987 - Le programme de démonstration de la Commission des
Communautés Européennes en géothermie. Un pré-bilan fin 1987. Géothermie
Actualités, vol. 4, n° 4, pp. 30-34.
Cataldi R. , 1984 - Geothernews from Italy. Geothermal Resources Council,
May 1984, pp. 15-22.
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Paris, 357 P.
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the United Kingdom. British Geological Survey, London, 187 p.
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Fouillac C, 1987 - Les traitements par additifs chimiques des phénomènes
de corrosion et de dépôt. Expérience de l'exploitation du Dogger du Bassin
parisien. Géothermie Actualités, vol. 4, n° 3, pp. 35-38.
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the Federal Republic of Germany Geothermal Resources Council,
International Volume 1985, pp. 69-76.
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long terme. Rapport du groupe de travail. Ministère de l'Industrie,
collection "Etudes", 63 p.
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AFME, n° 690, 80 p.
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Figaro, 3 septembre 1987.
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souterraines de l'Europe, ONU (à paraître).
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Heat Pump Center, vol. 3 n° 1/2, p 18-20.
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Libourne à partir d'un forage d'eau potable. Chauffage Ventilation
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88 SGN 021 DIG88 SGN 021 DIG