La géothermie, une énergie d’avenir

Face au défi du changement climatique, les énergies renouvelables représentent un atout considérable pour le chauffage des logements. Elles limitent ainsi les émissions de gaz à effet de serre. La géothermie est sans doute la moins bien connue des énergies renouvelables, pourtant elle reste la plus prometteuse en région Ile-de-France.

L’énergie géothermique repose sur l’utilisation de la chaleur contenue dans le sous-sol. En profondeur, la Terre dispose d'un stock de chaleur inépuisable, sous forme de nappe d’eau chaude. La géothermie est donc une énergie propre qui ne participe pas à la dégradation du climat et qui ne nécessite ni transport, ni stockage de substances polluantes ou dangereuses. Ses usages sont variés car elle présente une large gamme de températures suivant la profondeur des nappes. À faible profondeur et associée à une pompe à chaleur, l’eau chaude sert au chauffage et au refroidissement des habitations.

La réponse aux objectifs du Grenelle Environnement

Passer de 9 à 20 % la part des énergies renouvelables dans la consommation finale d’énergie en 2020 et viser, si possible, 25 %, telles sont les orientations retenues par le Grenelle de l'environnement.

Le comité opérationnel « énergies renouvelables » du Grenelle Environnement a proposé une multiplication par 6 de la géothermie et des pompes à chaleur à l’horizon 2020, soit une diminution de 2 millions de tonnes équivalent pétrole représentant 10% de l’augmentation de la production d’énergie renouvelable (20 Mtep) à cet horizon. La géothermie pourrait donc chauffer 4 % du parc immobilier à l'échéance 2020.

La région Ile-de-France est une des régions les plus propices à l’exploitation de cette technologie avec l’Alsace et l’Aquitaine. Ainsi, vers 1 700 mètres de profondeur se trouve une nappe d’eau souterraine dénommée le Dogger.

À cette profondeur, l’eau étant fréquemment corrosive, il est interdit de la rejeter en surface. Il est donc nécessaire de forer un second puits pour réinjecter l’eau dans l’aquifère originel : c’est le concept de doublet géothermique.

Les niveaux de température (de 57 à 78 °C) et débits de pompage (jusqu’à 320 m3/h) que l’on peut obtenir avec le Dogger permettent d’utiliser cette ressource dans des réseaux de chaleur (ou réseaux de chauffage urbain) qui alimentent plusieurs milliers de logements.

Dès le début des années 1980, la France s'est spécialisée dans le chauffage urbain par géothermie. Une centaine de forages ont été mis en exploitation en France et actuellement 65 installations géothermiques sont exploitées. En région parisienne, 54 opérations de géothermie basse énergie ont été réalisées. Elles sont toutes associées à des réseaux de chaleur urbains, 34 sont toujours en activité aujourd'hui.

Actuellement, on estime à 170 000 équivalent logements raccordés à des réseaux de chaleur géothermiques Ces raccordements permettent d’économiser 130 000 Tonnes équivalent pétrole et d’éviter l’émission de plus de 400 000 tonnes de CO2 par an.

En effet, soucieuse de réduire la consommation d’énergies fossiles et de limiter les émissions de gaz à effet de serre sur son territoire, la Région Ile-de-France relance la géothermie. De nouveaux puits serviront au chauffage de logements et bâtiments publics dans plusieurs communes d'Ile-de-France.

Elle investit, avec l’ADEME, sur la période 2008-2013, 22 millions d’euros dans le domaine de la géothermie profonde afin de favoriser la création de nouvelles opérations et la réhabilitation d’opérations existantes. Celles-ci concernent les puits arrivés en fin d'exploitation comme à Sucy-en- Brie (94).Ces installations devraient profiter, en tout, à l’équivalent de 30 000 logements.

Le grand projet de renouvellement urbain de la zone Paris Nord Est

Dans le cadre du Grand Projet de Renouvellement Urbain (G.P.R.U.), CPCU a souhaité exploiter l’énergie géothermique dans la Zone Paris Nord Est.

Le développement du réseau de chauffage urbain sur le périmètre de la Porte d’Aubervilliers fait appel à la ressource des eaux du Dogger, à 1 600 m de profondeur, pour alimenter la ZAC Claude Bernard, la ZAC Mac Donald, le quartier Curial, la Grande Halle de la Villette et des bâtiments à venir, soit plus de 1 million de mètres carrés. L’eau pompée à un débit de 320 m3/h sortira à 57°C et sera réinjectée à 20°C dans l’aquifère. Ce recours à la géothermie évitera la production de 14 000 tonnes de CO2/an dans ce secteur de la capitale qui va bénéficier d’une chaleur produite à 75 % à partir d’énergies renouvelables, un record ! Les puits seront forés dans une zone encore vierge de constructions qui devrait évoluer d’ici 2010, vers un espace de réserve naturelle planté d’espèces végétales spécifiques de ce terrain. Le puits de pompage dans le Dogger et celui de réinjection de l’eau refroidie seront situés à 360 mètres de la centrale de production de chaleur qui sera installée plus près des bâtiments.

Trois sources de production de chaleur alimenteront le réseau de distribution en eau chaude, avec leur mise en cascade selon les besoins :

• La récupération de chaleur géothermique par simple échange, en priorité et en base.

Compte tenu des besoins des zones raccordées, cette source de production couvrira la base de ceux-ci, en hiver ainsi qu’en été ;

• La récupération de chaleur géothermique par l’utilisation de pompes à chaleur afin d’exploiter au mieux le potentiel du doublet géothermique.

Ces machines abaisseront la température de retour du réseau avant passage sur l’échangeur géothermique afin d’exploiter au mieux la ressource. La chaleur ainsi prélevée sera transférée en sortie de l’échangeur géothermal et permettra d’obtenir ;

• La vapeur CPCU en appoint et en secours : cette source de production doit permettre d’assurer les besoins d’appoint pendant les jours les plus froids.

A terme, c’est plus de 52 000 MWh/an d’origine géothermique qui seront valorisés dans le réseau de chaleur.

Un financement maîtrisé

Ce projet est un enjeu majeur pour la Ville de Paris pour concilier développement économique et cohésion sociale. Le financement est assuré par CPCU qui en sera également le maître d’ouvrage. Le maître d’oeuvre de surface sera la société Saunier et Associés et le maître d’oeuvre sous-sol, CFG Services (filiale du BRGM). Des aides financières et techniques sont apportées par la Région Ile de France et l’ADEME, soit 5,5 millions d’euros de subvention.