GEOTHERMIE(S)

Département Géothermie

Département géothermie

> 2

Typologie de la géothermie

Département géothermie

> 3

Guadeloupedans les Caraibes

La Réunion

production d’électricité

Département géothermie

> 4

Modèle simplifié du champ géothermique de Bouillante

Département géothermie

> 5

production d’électricité : Bouillante (Guadeloupe)

Département géothermie

> 6

Production d’électricité - EGSEnhanced Geothermal Systems

Département géothermie

> 7

le pilot de recherche de

Soultz-sous-Forêts

Échangeur thermique de grande capacité

(environ 1 km3), créé par stimulation hydraulique et stimulation chimique

tests de l’échangeur profond : 2006

pilote : 2008 (1,5 - 4,5 MWe)

600m

Production d’électricité - EGS

Département géothermie

> 8

Soultz en images

Département géothermie

> 9

géothermie basse énergie - usage direct de la chaleur

Département géothermie

> 10

La production de chaleur –ressources/réalisations

Département géothermie > 11

Historique / Contexte

> 2

14ème siécle Réseau de chaleur Chaudes Aigues

1833-1941 Forage de Grenelle (Albien 548 m)

1964 Maison de la Radio (Albien)

1969 Doublet géothermique Dogger (Melun l’Almont)

1973 Premier choc pétrolier

1986 200.000 logements chauffés en France

1987 Contrechoc pétrolier

1988 - 2008 Résolution des problèmes techniques, économiques

Optimisation et développement des opérations

2008 Grenelle de l'environnement (Fonds chaleur)

2008- 2010 Relance (Orly, Paris, ADP…) – Développement PAC

géothermiques

Département géothermie

> 12

Les ressources géothermiques Bassin Parisien

Département géothermie

> 13

Département géothermie

> 14

Chaufferie-de-la residence-J-FERRY-L-HAY-les-ROSES_(c)SEMHACH

GEOTHERMIE(S)

Géothermie superficielle assistée par pompe à chaleur

Ou comment échanger de la chaleur avec le sous-sol

Département géothermie

> 16

géothermie très basse énergie avec systèmes thermodynamiques (PAC)

Département géothermie

> 17

Flux géothermique et température

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20

Température (°C)

Profondeur (m)

Janvier

Avril

Juillet

Octobre

La température

sur les 10

premiers mètres

est contrôlée

par les

échanges avec

l’atmosphère

En profondeur, le

flux géothermique

est le seul apport

> 18

Profondeur T° (°C) Concept (nom)

0,5 à 1,5 m 8 – 10 °C Capteurs horizontaux

1 à 10 m 8 – 10°C Puits Canadiens

(galerie horizontale)

1,5 à 30 m 8 – 12 °C Echangeurs compacts

1à 20 m 8 – 12 °C Géostructures

(Fondations thermoactives)

10 à 100 m 10 – 15 °C PAC sur eau souterraine

BOUCLE OUVERTE

50 à 100 m 10 – 15 °C Sondes verticales

50 à 100 m 10 – 15 °C Champs de sondes

> 100 m – 2 000 m 20 – 80 °C Capteurs profonds

Quelques systèmes d’échange de chaleur avec le sol

Département géothermie

> 19

Capteurs horizontaux

La puissance prélevée est de 10 à 15

W/m de longueur de capteur,

correspondant à 25 à 37 W/m² de

surface de champ de capteur.

terrains meubles

Faible inclinaison

Pas d’arbres et peu de roulement

Contraintes

Echangeurs plans –Eau glycolée – Boucle fermée

Dimensionnement : « Règle du pouce » :

Profondeur d’enfouissement : 0,8 à 1,5 m

Superficie de l’échangeur = 1,5 à 2 fois la surface à chauffer

Boucles distantes d’au moins 40 cm

Manchon de glace autour

d’un échangeur plan

en fin de saison de chauffe

Recharge solaire

Département géothermie

> 20

Les échangeurs compacts

• Echangeurs proches de la surface (1 – 10 m ; zone insaturée)

• Facilité d’installation : Mise en place avec des engins classiques de

travaux publics

• Démantelable

Echangeurscompactscylindriques

Echangeurscompactstronconiques

mise en place à la tarrière

mise en place au godet

Département géothermie

> 21

> Les échangeurs verticaux • 2 avantages essentiels pour les sondes

géothermiques:

– Température du sol stable en profondeur

– Nécessite peu d’espace

Disposition des tubes au sein du forage

Schéma d’implantation des sondes

eau + glycol

matériau de

remplissage

(ciment spécial géothermie)

tube PE

15 – 20 cm

injection

extraction

Sondes géothermiques verticales

> 22

Cimentation

Puits de forage

Ecarteur

Echangeur PEHD

Tuyau d’injection

Matériau de cimentation

Injection par le bas

Pot de décantation

2m

Sol

Tuyau d’injection

Matériau de remplissage :- Coulis bentonite : 0.8 W/m.K

- Coulis pour géothermie

(ex ThermoCem : 2 W/m.K)

Département géothermie

> 23

Sondes géothermiquse verticales

Machine de forage

Pieds de sonde

Département géothermie > 24

Les champs de sondes géothermiques (échangeurs verticaux)

> Une nouvelle technologie «universelle» pour le

petit collectif et le tertiaire : moyenne puissance:

10 à 500 kW (2 à 100 sondes)

> Les opérations avec champs de sondes

géothermiques se multiplient à l'étranger depuis

plusieurs années. En France, le développement

est plus récent

> Impact environnemental très faible, sous réserve

de respect des règles de l’art pour le forage

> Possibilité de stockage

Département géothermie

> 25

Pompes à chaleur géothermiques sur eau souterraine

PAC sur aquifère superficiel

( T : 2 à 5°C)

Chaud & froid

-

Typiquement : 2 à 2.5 m³/h pour un pavillon

en contexte climatique modéré