Ernst Basler + Partner AG - Page d'accueil - Ville de Genèveetat.geneve.ch/geodata/SITG/SCANE/CET/CET_2015-09.pdfConcept énergétique territorial n° 2011-07, Evaluation du potentiel

Équipe projet

Dr. Mueller, Michel

Dr. Duc, Laurence

Bühler, Reto

Dr. Perch-Nielsen Sabine

Siegrist, Robert

Ernst Basler + Partner AG

Zollikerstrasse 65

8702 Zollikon

Suisse

Téléphone +41 44 395 11 11

[email protected]

www.ebp.ch

Imprimé: avril 28, 2014; Numéro de rapport: 212034/CE1

20140428_Concepte-energetique-GP-VMA.docx

Table des matières

1 Introduction ..................................................................................................................... 1

1.1 Objectifs ................................................................................................................ 1

1.2 Méthodologie ........................................................................................................ 2

1.3 Périmètre d’étude .................................................................................................. 3

2 Documentation de base ................................................................................................... 5

2.1 Base légales et documents de planification stratégiques .......................................... 5

2.2 Résumé des informations importantes des documents de planification

stratégiques ........................................................................................................... 6

3 Etat des lieux ................................................................................................................... 9

4 Estimation de la demande énergétique ........................................................................... 16

4.1 Approche pour l’estimation de la demande ........................................................... 16

4.2 Scénario Grand Projet VMA .................................................................................. 16

4.3 Besoins en énergie des bâtiments et taux d‘assainissement .................................... 18

4.4 Demande énergétique 2035 ................................................................................. 19

4.5 Demande énergétique par secteur ........................................................................ 22

5 Valorisation des énergies renouvelables .......................................................................... 24

5.1 La géothermie ..................................................................................................... 24

5.2 L’énergie solaire thermique .................................................................................. 27

5.3 L’énergie photovoltaïque ...................................................................................... 27

5.4 L’énergie éolienne ................................................................................................ 29

5.5 Le bois ................................................................................................................. 30

5.6 Le biogaz ............................................................................................................. 31

5.7 L’hydrothermie .................................................................................................... 31

5.8 Rejets thermiques ................................................................................................ 32

5.9 Opérations en cours et opportunités ..................................................................... 34

5.10 Ressources renouvelables disponibles .................................................................... 35

6 Synthèse ........................................................................................................................ 37

6.1 Leviers d’action « demande » ............................................................................... 37

6.2 Leviers d’action « offre » ...................................................................................... 37

6.3 Vision stratégique ................................................................................................ 38

1

1 Introduction

1.1 Objectifs

1.1.1 Objectifs généraux

Selon CSD (2013), l'objectif principal est de trouver une stratégie pour un approvisionnement

énergétique durable, en termes économiques, de compatibilité environnementale et de fiabilité.

La nécessité d’organiser une société qui maitrise ses ressources tout en assurant les moyens de

son progrès implique, d’une part, un large recours aux énergies renouvelables afin de réduire la

part du fossile et, d’autre part, une diminution importante de nos besoins finaux en énergie tout

en garantissant l’épanouissement et la qualité de vie de chacun.

Les objectifs pour le canton de Genève dans le secteur de l’énergie sont décrits dans la Concep-

tion Générale de l’Energie 2013 (CGE). Les objectifs énergétiques mentionnés dans la CGE sont

en cohérence avec la vision de la société à 2000 watts visant :

L’utilisation rationnelle de l‘énergie et des matériaux,

la réduction de la consommation d'énergie d’un facteur 2 à 3,

le remplacement à grande échelle de l’énergie fossile par des énergies renouvelables,

la production d’environ 90% de l’électricité par des sources renouvelables et l’abolition de

l’utilisation de l’énergie nucléaire,

la mise en place d’infrastructures «écologiques» (transports publics, mobilité douce, cen-

trales d’énergie, nombre restreint de parkings, etc.) et

l’encouragement de nouvelles formes de vie: «utiliser plutôt que posséder».

1.1.2 Objectifs spécifiques

Selon le Plan directeur (cf. Fiche D02), l’aménagement du territoire doit être coordonné avec la

politique énergétique cantonale. Dans le cadre des grands projets d’aménagement, l’Office can-

tonal de l’énergie souhaite atteindre des objectifs ambitieux, en mettant l’accent sur des sys-

tèmes à haute efficacité énergétique et sur un basculement massif vers les énergies renouve-

lables. Les objectifs spécifiques sont les suivants :

Prôner l’exemplarité des Grands Projets comme lieux de mise en œuvre de concepts énergé-

tiques territoriaux novateurs (projets pilotes),

valoriser de manière intensive les énergies renouvelables présentes sur le périmètre des

Grands Projets (stratégies énergétiques) et fournir un soutien au périmètre élargi, souvent

2

fortement contraint (moins disposé aux changements dans une vision « Société à 2000

watts »),

planifier les stratégies d’approvisionnement et les infrastructures,

identifier les possibilités de mise en réseau des énergies renouvelables (dans un contexte

régional) et

identifier les acteurs, leurs rôles, leurs moyens d’action et le phasage de ces derniers.

1.1.3 Priorités des objectifs et mesures

Le vrai défi dans le périmètre du Grand Projet Vernier-Meyrin-Aéroport (VMA) consiste à réduire

la consommation d'énergie fossile lié au chauffage. La priorité des objectifs et des mesures cor-

respondantes est définie comme suit:

1. Augmenter l’efficacité énergétique par l’introduction de systèmes à très haute performance

énergétique (THPE équivalent au standard Minergie) en valorisant l’infrastructure existante et

donc en incorporant significativement l’énergie grise1)

2. Valoriser les rejets thermiques (anergie)

3. Couvrir les besoins en exergie par des énergies renouvelables locales

1.2 Méthodologie

Le développement de la vision énergétique stratégique se base sur l’estimation de la demande et

de l’offre énergétique pour le périmètre du Grand Projet VMA (voire Figure 1). Les scénarios et

les éléments de base sous-jacents sont décrits ci-dessous. Grâce aux travaux réalisés dans les

phases précédentes du projet, il existe d’ores et déjà des données de base diverses et détaillées.

Ces données sont présentées et décrites dans le chapitre suivant. La situation actuelle sur la-

quelle se base l’estimation de la situation pour l’année 2035 est ensuite examinée. Dans les cha-

pitres suivant, le développement de la demande énergétique jusqu’à 2035 est estimé et les po-

tentiels futurs de production énergétique renouvelable sont identifiés. La vision stratégique pour

2035 est élaborée grâce à la mise en parallèle de la demande estimée et de l’offre attendue.

1) Selon la norme SIA 2032 l’énergie grise correspond à plus de 50% de l’énergie de chauffage d’un bâtiment de logements de 7

étages chauffé de manière classique sur le territoire suisse.

3

Figure 1 : Schéma de l’approche méthodologique choisie.

1.3 Périmètre d’étude

Le périmètre d’étude correspond au périmètre du GP VMA (cf. Figure 2).

4

Figure 2 : Périmètre d’étude du GP VMA avec les secteurs priorisés et non priorisés.

5

2 Documentation de base

2.1 Base légales et documents de planification stratégiques

2.1.1 Lois et réglementations fédérales

Loi sur l’énergie (LEne, 1998)

Ordonnance sur l’énergie (OEne, 1998)

Ordonnance sur les mesures en faveur de l’utilisation rationnelle de l’énergie et du recours

aux énergies renouvelables (1992)

Loi sur la réduction des émissions de CO2 (Loi sur le CO

2, 2011)

2.1.2 Lois et réglementations cantonales

Loi sur l'énergie (LEn L2 30, 1986)

Loi sur les constructions et les installations diverses (LCI L 5 05, 1988)

Règlement d'application de la loi sur l'énergie (REn L 2 30.01, 1988)

Règlement d'application de la loi sur les constructions et les installations diverses (RaLCI L 5

05.01, 1978)

2.1.3 Documents de planifications

Plan directeur cantonal de l’énergie 2005-2009, Service cantonal de l’énergie, République et

Canton de Genève

Conception Générale de l’Energie (CGE 2013), Service cantonal de l’énergie, République et

Canton de Genève

Etude énergétique stratégique, Communauté de Communes du Pays de Gex et PACA Ge-

nève – Saint-Genis – Gex, CSD Ingénieurs, 4 février 2013

Ville de Vernier, Plan Directeur des Energies :

- Rapport de synthèse, 13 février 2014

- Rapport de la partie 2.2 : Analyse et comparaison des scénarios énergétiques, selon des

critères énergétiques, environnementaux et économiques, 30 janvier 2014

- Rapport de la partie 2.1 : Analyse des options énergétiques par secteur et définitions des

scénarios, 29 octobre 2013

- Rapport de la 1ère

partie : Etat des lieux, 13 février 2014

6

Commune de Meyrin, Plan Directeur Communal de l‘Energie, 7 juin 2011

Concept cantonal de la protection de l’environnement, 5 avril 2001 (nouvelle version en

préparation)

Concepts énergétiques territoriaux n° 2013-06 A et B relatifs aux PLQ 29906, Chemin du

Ruisseau, 4 avril 2013

Concept énergétique territorial n° 2011-07, Evaluation du potentiel géothermique de la

nappe de Montfleury, 20 décembre 2011

2.2 Résumé des informations importantes des documents de planification straté-

giques

Les documents de planification les plus importants pour le périmètre du Grand Projet VMA sont

résumés dans le tableau ci-dessous. Ces documents représentent une source d’informations

essentielle, ainsi que les conditions cadres nécessaires pour comprendre les principes régissant le

développement de la demande et de l’offre énergétique et donc pour pouvoir élaborer une stra-

tégie relative à l’alimentation énergétique.

Document Détails

CSD, 2013

Etude énergétique straté-

gique, Communauté de

Communes du Pays de Gex

et PACA Genève - Saint-

Genis - Gex

Périmètre d’étude : Pour l’élaboration des stratégies, trois secteurs aux caractéris-

tiques énergétiques différentes ont été définis: Secteur périphérique, secteur Rhône-

Sud, secteur central. Les communes de Vernier et de Meyrin sont comprises dans le

secteur central.

Notions de base développées : L’étude donne une estimation des besoins et de la

structuration de la demande en énergie thermique à l’horizon 2030, et une identifica-

tion des ressources disponibles et de leur potentiel.

Implications stratégiques : A l’échelle du secteur central, on constate un déficit de

chaud haute température (HT) signifiant et un excédent de chaud basse température

(BT). Afin de répondre à l’excédent de besoins en chaleur HT après valorisation du po-

tentiel solaire, les 2 stratégies de principe suivantes ont été définies:

Valorisation des ressources renouvelables basse température pour une utilisa-

tion haute température

Valorisation optimisée des ressources fossiles (CCF)

A partir de ces 2 stratégies de principes, une première tentative de définition d’une

stratégie optimisée a été élaborée.

Vernier, 2014

Ville de Vernier, Plan Direc-

teur des Energies

Périmètre d’étude : Le périmètre de la commune de Vernier comprend les secteurs

suivants du Grand Projet VMA: secteur C, secteur D, secteur E („Etang“), secteur H

(„Corbillettes“), secteur I, secteur J, secteur K („Vernier Gare“), partiellement secteur A

(„Entrée de ville“)

Notions de base développées : Le bilan énergétique est établi et caractérise les con-

sommations et les besoins actuels :

7

La répartition des consommations montre une prédominance des besoins de

chaleur (chauffage et ECS).

La part renouvelable globale au niveau des besoins des bâtiments est très

faible montrant une forte dépendance de la Vernier aux énergies fossiles.

Les ressources et infrastructures ont été analysées qualitativement et quantitativement.

3 scénarios d’utilisation rationnelle de l’énergie et d’approvisionnements sont élaborés :

Scénario tendanciel : scénario conforme aux perspectives d’évolution selon les

tendances récentes (standards énergétiques, taux de rénovation, modes

d’approvisionnement).

Scénario ambitieux-centralisé: options énergétiques basées sur les ressources

renouvelables en mettant l’accent sur le développement de réseaux ther-

miques.

Scénario ambitieux – décentralisé: valoriser les filières d’approvisionnement lo-

calisées (PAC-air, géothermie) sans mettre l’accent sur le développement de

réseaux thermiques.

Implications stratégiques : Recommandations pour une stratégie globale:

Inciter une forte rénovation du parc de bâtiments existants afin, d’une part, de

diminuer les besoins en énergie et d’autre part de permettre la mise en place

dans les bâtiments rénovés de systèmes à basse ou moyenne température,

permettant une valorisation efficace d’énergies renouvelables.

Mettre à disposition de tous, des ressources renouvelables qui peuvent être

très localisées (solaires et sondes géothermiques, air) ou distribuées à travers

des réseaux d’échange et des réseaux CAD, étudier les possibilités de syner-

gies entre les utilisateurs ayant des types de besoins différents.

Meyrin, 2011

Commune de Meyrin, Plan

Directeur Communal de

l‘Energie

Périmètre d’étude : e périmètre de la commune de Meyrin comprend les secteurs

suivants du Grand Projet VMA: secteur B („Cointrin Ouest“), secteur F („Pré-bois“),

secteur G („Cointrin Est“), partiellement secteur A („Entrée de ville“)

Notions de base développées : Le bilan énergétique de la commune Meyrin est

établi et les gros consommateurs sont identifiés. Les besoins futurs et l’inventaire des

énergies disponibles ont été estimés à partir des consommations énergétiques actuelles

et en prenant en compte les considérations sur le développement de la Commune.

Implications stratégiques : Trois leviers d’action concernant l’énergie thermique sont

identifiés :

Raccordement au CAD

Solaire thermique

Assainissement du parc immobilier

Scénario : CAD + Assainissement du parc immobilier + objectif solaire

CET 2013-06

Chemin du Ruisseau 1,

Meyrin (PLQ 29906)

Périmètre d’étude : Ce CET concerne le secteur du PLQ 29906, situé sur la commune

de Meyrin et actuellement occupé par 3 bâtiments. Le secteur du PLQ 29906 fait partie

du secteur A « Entrée de ville » du périmètre du Grand Projet VMA.

Notions de base développées : Dans le CET, les besoins énergétiques future sont

évalués et les principales ressources locales disponibles sont identifiées (la géothermie et

8

l’énergie solaire). Le PLQ est desservi par le chauffage à distance de Meyrin et se trouve

potentiellement dans la future zone d’approvisionnement du réseau d’amenée d’eau

du lac « GeniLac ».

Implications stratégiques : Deux stratégies énergétiques sont recommandées : en

priorité la stratégie « solaire + réseau d’amenée d’eau du lac », et alternativement la

stratégie « solaire + géothermie »

CET 2011-07

Evaluation du Potentiel

Géothermique de la Nappe

de Montfleury

La nappe de Montfleury est la nappe souterraine ayant le potentiel géothermique le

plus important du canton de Genève, sans conflit d’utilisation avec une exploitation en

eau potable.

Les simulations révèlent que le potentiel de production de chaleur et de froid pour

l’ensemble de la nappe (y compris les zones non constructibles) est de l’ordre de 150

GWh/an. En ne tenant compte que des zones constructibles situées au droit de la

nappe (45% de la surface totale), le potentiel est de 70 GWh/an. Il est enfin d’environ

20 GWh/an si on ne considère que les zones industrielles du secteur (13% de la surface

totale de la nappe).

Seul un petit bras secondaire de la nappe de Montfleury se trouve sur le périmètre du

Grand Projet. Son potentiel pour la production énergétique n’est pas clair. Une investi-

gation détaillée a été lancée au travers du CET 2011-07.

Tableau 1 : Détails des documents de planification stratégiques

9

3 Etat des lieux

3.1.1 Bâtiments

Le bâti existant est en mauvais état et l’assainissement des bâtiments existants est primordial.

Selon la figure ci-dessous, la consommation en énergie fossile est élevée, particulièrement dans

les quartiers de villas et dans les zones commerciales qui ne sont pas reliées au réseau de chauf-

fage à distance (CAD).

Figure 3 : Carte des consommations en énergie fossile (source: Office cantonal de l’énergie)

Le taux d’assainissement énergétique du tissu bâti existant est actuellement inférieur à 1%. Pour

le Grand Projet Châtelaine, un taux de rénovation actuel de 0.4% par année a été estimé. Selon

le scénario «volontariste » de CSD (2013), un taux 2.5% par année devrait être réalisable, si des

mesures adéquates et ambitieuses sont identifiées. Ainsi, pour pouvoir atteindre un taux élevé

d’assainissement, des mécanismes économiques, législatifs, ainsi qu’une approche sociologique

poussée devront être mis en places. Les obstacles les plus communs au renouvellement du parc

bâti sont le manque d’information des propriétaires privés concernant les possibilités

d’assainissement de leur bien immobilier, ainsi qu’un certain découragement concernant

l’ampleur des travaux, les risques de dégâts lors des travaux d’assainissement et l’investissement

financier. Dans l’objectif d’atteindre un taux d’assainissement élevé, il sera nécessaire

10

d’organiser des réunions d’information, de promotion et de conseils à l’attention des proprié-

taires privées, comme il en a déjà été organisées sur les communes de Vernier et de Meyrin. Lors

de ces réunions, les propriétaires seront informés sur les possibilités techniques d’assainissement,

mais également sur les plateformes de conseil et les instruments financiers à disposition pour les

aider dans la réalisation et le suivi de tels travaux.

Les subventions fédérales, cantonales communales et privées existantes devront être activement

appliquées pour la rénovation des bâtiments existants (p.ex. Le Programme Bâtiments + bonus

cantonal, ChèqueBâtimentEnergie, Programme éco21, Fond communal énergie Meyrin). De

nouveaux programmes de subventions communaux pourraient également être mis en place. Ces

subventions doivent impérativement être intégrées à une stratégie globale traitant à la fois les

nouveaux logements et ceux existants dans le périmètre du projet.

Les communes ont également une influence importante sur ce taux. Elles peuvent jouer le rôle

d’exemple grâce à l’assainissement actif des bâtiments communaux. Vernier et Meyrin ont déjà

fait un grand travail dans cette direction.

Finalement, la Loi cantonale sur l’énergie prévoit le contrôle de la consommation d'énergie de

tous les bâtiments. En cas de dépassement des prescriptions applicables en termes d'isolation

thermique, de préparation d'eau chaude sanitaire, d'aération, d'éclairage, de chauffage et de

climatisation, l’autorité compétente peut alors ordonner au propriétaire de réaliser, à ses frais,

un audit énergétique et des mesures raisonnables. L’application renforcée de la Loi permettrait

également d’augmenter le taux de renouvellement. La Loi sur l’énergie cantonale impose une

«haute performance énergétique (HPE)» pour les logements neufs. Pour les Grand Projets,

même une « très haute performance énergétique (THPE) » est souhaitée. Comme les investisse-

ments nécessaires pour passer de HPE à THPE semblent souvent disproportionnés par rapport au

gain énergétique réel, il reste à vérifier, si pour des exemples concrets, il ne serait pas plus judi-

cieux d’investir cette différence soit dans l’assainissement du parc bâti existant, soit dans le dé-

veloppement d’infrastructures d’énergies renouvelables et/ou de réseaux d’énergie.

En outre, la Loi sur l’énergie impose un préchauffage de l’eau chaude sanitaire (ECS) par de

l’énergie renouvelable à hauteur de 30% des besoins (énergie solaire thermique, pompe à cha-

leur géothermique, récupération de chaleur).

11

De nombreux bâtiments existants sur le périmètre du Grand Projet VMA sont dans un mau-

vais état énergétique. Une condition indispensable à l’alimentation énergétique durable du parc

bâti est l’amélioration énergétique des bâtiments existants. Pour ce faire deux leviers d’action

principaux ont été identifiés:

1. Assainissement forcé des bâtiments existants

2. Démolition des bâtiments existants et remplacement par des nouvelles constructions à

haute efficacité énergétique

3.1.2 Chauffages

Selon la figure ci-dessous, il existe dans le périmètre du projet une majorité de chaudière au gaz

naturel ou à mazout. Dans les secteurs du périmètre où le réseau CAD n’est pas présent, chaque

maison possède généralement sa propre chaudière. Par conséquent, les chaudières ont des puis-

sances relativement faibles, soit généralement inférieure à 50 kW.

En ce qui concerne la consommation en énergie fossile et les émissions de CO2, les chaudières

représentent des sources importantes. Les émissions de CO2 des chaudières à mazout sont parti-

culièrement élevées.

Dans ce contexte, le vrai défi énergétique du Grand Projet VMA concerne le chauffage des bâ-

timents existants et la réduction de la consommation d'énergie fossile. La substitution des chau-

dières à mazout est donc de première importance.

La description de la situation actuelle démontre une dépendance claire aux énergies fossiles,

d’une part par le raccordement aux réseaux CAD présents sur le périmètre et alimentés par des

énergies fossiles et d’autre part par la présence majoritaire de chaudière au gaz naturel ou à

mazout individuelles dans les quartiers résidentiels à faible densité.

L’utilisation d’énergies renouvelables pour la production de chaleur et de froid est encore peu

marquée sur le périmètre.

12

Figure 4 : Carte des chaudières (source: Office cantonal de l’énergie, SITG)

3.1.3 Climatisations

Selon la Loi cantonale sur l’énergie, les climatiseurs sont généralement interdits et nécessitent

des autorisations exceptionnelles. Selon la figure ci-dessous, il existe dans le périmètre des clima-

tiseurs correspondant à des rejets thermiques considérables.

13

Figure 5 : Carte du système de chauffage à distance et des climatisations

(source: Office cantonal de l’énergie, SITG)

3.1.4 Réseau de chauffage à distance (CAD)

Le réseau CAD alimente une partie du périmètre, en particulier le secteur des Avanchets com-

prenant 2'400 appartements, soit environ 60% des appartements au sein du périmètre. Le ré-

seau CAD est alimenté par la centrale thermique du Lignon produisant de la chaleur principale-

ment à partir de gaz naturel pour une puissance thermique de 109 MW et une production an-

nuelle d’environ 140 GWh (CSD, 2013).

Selon la stratégie des Services Industriels de Genève (SIG), la centrale du Lignon va devenir un

grand centre de production d’énergie renouvelable. Dans une première étape (2012), la centrale

a été connectée au réseau thermique de l’incinérateur (CADIOM). La chaleur de l’incinération

des déchets peut ainsi être utilisée pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire

(ECS). Les rejets thermiques de l’incinérateur dans le Rhône ont pu être considérablement ré-

duits.

Selon CSD (2013), la longueur du réseau CAD est d’environ 33 km à Meyrin et 21 km à Vernier.

L’indice de la consommation d’énergie thermique par kilomètre de réseau est bon (1.0 à 1.1

MW/km). Ceci indique que l’extension du réseau est économiquement viable dans le secteur.

14

Figure 6 : Réseau de chauffage à distance, source SIG (traits rouges = conduites CAD en

service, traits bleus = conduites en projet, comme par exemple aux alentours de

Palexpo).

Les zones vertes sont les zones où les SIG proposent une offre de raccordement

CAD pour toutes les demandes de plus de 200 kW. Les zones bleues sont les

zones concernées par un projet de réseau CAD (ou hydro-thermique) de quartier

(source : SIG)

3.1.5 Réseaux de distribution de gaz

Selon les informations des SIG, le réseau de gaz naturel couvre 95% des zones bâties du canton,

soit 98% du potentiel thermique du canton. Le réseau de gaz naturel existant sera maintenu

dans le futur. Par contre, aucune extension supplémentaire n'est planifiée. Hors des zones com-

portant des réseaux thermiques, la stratégie est de densifier, soit de connecter un nombre plus

élevé de consommateur (p.ex. substitution des chaudières à mazout). Les quartiers sont et se-

ront donc connectés soit au réseau CAD soit au réseau de gaz (une alimentation en parallèle

n’est pas considérée comme faisable/ économique).

15

Actuellement, une petite portion de biogaz est ajoutée au gaz naturel. Les SIG envisage de subs-

tituer le plus possible de gaz naturel par du biogaz (cf. projet Pôle Bio).

Selon les informations des SIG, tous les tarifs de gaz naturel comprennent les frais pour la com-

pensation du CO2.

Figure 7 : Réseau existant de gaz naturel du canton (source : SIG, traits rouges = conduites

en acier, traits verts = conduites en polyéthylène)

Actuellement, un gazoduc à haute pression passe directement au sud-ouest du périmètre du

Grand Projet VMA. Selon l’Etude énergétique stratégique, la capacité d’approvisionnement du

canton de Genève va être augmentée par la réalisation d’un nouveau gazoduc à haute pression

raccordé au gazoduc Transjura à l’extrémité de l’aéroport.

3.1.6 Consommateurs principaux de chaleur

Selon l’Office cantonal de l’énergie, les consommateurs principaux de chaleur dans le périmètre

ne sont pas inventoriés. Selon l’Etude énergétique stratégique, les besoins spécifiques de

l’Aéroport International de Genève (AIG), qui se trouve hors du périmètre du Grand Projet VMA,

sont issus des statistiques sur la consommation d’énergie fossile. Les besoins thermiques de

l’AIG sont d’environ 40 GWh/an et les besoins électriques s’élèvent à environ 60 GWh/an.

16

4 Estimation de la demande énergétique

4.1 Approche pour l’estimation de la demande

La demande en énergie dans le périmètre du projet (communes de Meyrin et Vernier inclues) a

été estimée en détail dans le cadre de l’étude énergétique stratégique de CSD (2013), les plans

de Meyrin (2011) et de Vernier (2014). Cette base de données ainsi que les informations sur les

surfaces brutes plancher (SBP) actuelles et futures dans le périmètre du Grand Projet VMA sont

utilisées pour l’estimation de la demande en énergie.

En termes de demande en énergie, les catégories suivantes peuvent être discernées :

Les besoins en chaleur

- Haute température (HT): chauffage des bâtiments non rénovés et besoins en ECS

- Basse température (BT): chauffage des constructions neuves ou rénovées

Les besoins en froid (climatisation)

En plus des données de base mentionnées ci-dessus, les cas particuliers suivants ont été pris en

compte dans l’estimation de la demande:

Secteurs Avanchet et Balexert: Sur ces secteurs, peu de nouvelles constructions sont atten-

dues. Des données de base robustes relatives à la demande en énergie actuelle et future des

bâtiments existants se trouvent dans le Plan Directeur de Vernier (2014). Ces données seront

utilisées dans le cadre de cette étude pour une meilleure estimation du développement de la

demande.

Secteur Pré-Bois: La piscine prévue sur le secteur Pré-Bois sera prise en compte séparément à

cause de ses besoins énergétiques élevés.

Secteur Petroliers: Ce secteur n’est pas intégré à cette estimation. En effet, des changements

potentiels au niveau de ce secteur ne se feront qu’à très long terme. Le concept énergétique

se concentre sur les autres secteurs.

4.2 Scénario Grand Projet VMA

Le scénario du Grand Projet VMA définit le développement des surfaces dédiées aux logements

et aux autres activités, ainsi que le nombre d’appartements et de bâtiments commerciaux sur

lesquels est basée l’estimation de la demande en énergie. Le développement prévu par le Grand

Projet VMA fixe également la proportion de nouvelles constructions (les nouveaux bâtiments,

mais également le remplacement des vieux bâtiments par de nouvelles constructions). Le déve-

loppement prévu jusqu’à 2050 est représenté dans les figuresFigure 8 etFigure 9.

17

Figure 8 : Utilisations futures des nouveaux bâtiments sur le périmètre considéré

Figure 9 : Représentation des nouveaux bâtiments pour les horizons 2025, 2035 et 2050

18

4.3 Besoins en énergie des bâtiments et taux d‘assainissement

Besoins en énergie des bâtiments

Les besoins en chaleur dépendent considérablement des conditions et des standards énergé-

tiques des bâtiments. L’estimation de la demande se base sur les hypothèses de l’étude énergé-

tique stratégique de CSD (2013), ainsi que sur celles des perspectives énergétiques nationales

étant donné que les pronostiques sont considérés sur le long terme (horizon 2035).

Les vieilles constructions non-rénovées sont caractérisées par une demande annuelle en chaleur

HT d’environ 165 kWh/m2 de SBP (CSD 2013). Le développement futur des standards énergé-

tiques se réfère aux hypothèses nationales des perspectives énergétiques. Ces dernières sont

listées dans le Tableau 2. Le scénario du Grand Projet VMA sur lequel s’appuie l’estimation de la

demande d’énergie future, reprend les valeurs du scénario PCF (Mesures politiques du Conseil

fédéral).

Scénario Besoin énergétique des

nouveaux bâtiments

Besoin énergétique des

bâtiments assainis

Taux

d’assainissement

Poursuite de la politique

énergétique actuelle (PPA) 36 kWh/m

2a 54 kWh/m

2a 1.1%

Mesures politiques du Conseil

fédéral (PCF) 27 kWh/m

2a 41 kWh/m

2a 1.3%

Nouvelle politique énergé-

tique (NPF) 23 kWh/m

2a 35 kWh/m

2a 1.8%

Tableau 2: Standards de consommation thermique en kWh/m2 par an et taux

d’assainissement (source: Perspectives énergétiques 2050).

Les besoins en ECS correspondent à des besoins en chaleur à haute température. Selon la norme

SIA 380/1, les valeurs moyennes annuelles des besoins en énergie pour la production d’ECS sont

de 21 kWh/m2 pour les logements et de 7 kWh/m

2 pour les activités commerciales.

Les besoins en froid, des activités commerciales sont et resteront du même ordre de grandeur

que les besoins de chauffage. Comparé aux activités commerciales, les besoins en froid des im-

meubles résidentiels sont et resteront limités. Les besoins énergétiques annuels pour la climatisa-

tion sont estimés à 50 kWh/m2 de SBP commerciale, ce qui correspond à la valeur estimée dans

de l’étude énergétique stratégique de CSD (2013).

Taux d‘assainissement

L’évolution du taux d’assainissement est difficile à estimer. Le taux actuel à Genève se monte à

environ 0.5%. Pour la Suisse, on part du principe qu’il s’élève à 1%. À l’avenir un taux national

ambitieux de 2% devrait être atteint. Au vu des caractéristiques propres au périmètre du Grand

Projet VMA, ce taux ne parait pas réaliste.

19

Au regard de la situation initiale, il est considéré que le taux actuel pourra être doublé à l’avenir

et qu‘il s’élèvera de ce fait à 1%.

L’influence de standards énergétiques divers et du taux d’assainissement sur la demande éner-

gétique est examinée dans le chapitre ci-dessous grâce à une analyse de sensibilité.

4.4 Demande énergétique 2035

La figure Figure 10 montre l’estimation de la demande énergétique 2035 pour le périmètre con-

sidéré et pour les secteurs priorisés du Grand Projet VMA. A cause du nombre élevé de nou-

veaux bâtiments et de la densification, une augmentation de la demande énergétique totale est

inévitable. A cause des nombreux nouveaux bâtiments, cette augmentation se manifeste par des

besoins plus élevés en chaleur BT et en froid.

A l’inverse, les besoins en chaleur HT sont nettement réduis à cause du remplacement ou à

l’assainissement des anciens bâtiments.

Deux leviers d’action principaux sont identifiés pour le périmètre considéré:

Assainissement des bâtiments existants: L’activité d’assainissement est décrite grâce au taux

d’assainissement. Ce dernier est fixé à 1%.

Qualité énergétique des nouveaux bâtiments: Lors de la construction de nombreux nou-

veaux bâtiments, la demande énergétique totale peut être significativement réduite grâce à

des exigences énergétiques élevées pour les nouveaux bâtiments

Ci-dessous, ces deux leviers d’action sont approfondis à l’aide d’une analyse de sensibilité. Pour

l’activité d’assainissement, un taux de 0.5% à 2% est considéré (cf. Figure 11). Pour l’analyse de

l’influence des exigences énergétiques pour les nouveaux bâtiments, les standards proposés par

les perspectives énergétiques sont évalués (scénario poursuite de la politique énergétique ac-

tuelle (PPA) - scénario nouvelle politique énergétique (NPF)).

20

Figure 10 : Estimation de l’évolution de la demande énergétique jusqu’en 2035 pour le

périmètre considéré global et pour les secteurs priorisés.

L’influence des deux leviers d’action sur la demande énergétique totale est quasiment la même.

Ceci est relativement surprenant, du fait qu’en règle générale le taux d’assainissement exerce

une influence plus importante que les exigences énergétiques pour les nouveaux bâtiments.

Dans le contexte du Grand Projet VMA, ceci s’explique par une proportion très élevées de nou-

velles constructions.

Un taux d’assainissement élevé est particulièrement important afin de pouvoir diminuer la de-

mande en chaleur HT et ainsi de pouvoir exploiter efficacement de multiples ressources énergé-

tiques. En raison du nombre élevé de nouvelles constructions, il est important de veiller à ce que

les nouveaux bâtiments soient construits selon de très hautes exigences énergétiques.

Périmètre d'étude Demande énergétique totale Chaud HT [GWh/a] Chaud BT [GWh/a]

Scénarios

scénario GP-VMA

Demande énergétique totale

2010: 174.8 GWh/a

2035: 199.4 GWh/a

chaud_HT + ECS

2010: 138.3 GWh/a ECS [GWh/a] Froid [GWh/a]

2035: 96.1 GWh/a

chaud_BT

2010: 23.8 GWh/a

2035: 54.4 GWh/a

Froid

2010: 12.7 GWh/a

2035: 48.9 GWh/a

Secteurs priorisés Demande énergétique totale Chaud HT [GWh/a] Chaud BT [GWh/a]

Scénarios

scénario GP-VMA


2010: 114.7 GWh/a

2035: 147.4 GWh/a

chaud_HT + ECS


2035: 61.7 GWh/a

chaud_BT

2010: 15.5 GWh/a

2035: 42.1 GWh/a

Froid

2010: 10.3 GWh/a

2035: 43.6 GWh/a

0

50

100

150

200

250

2010 GP VMA

GWh/a

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2010 GP VMA

GWh/a

0

50

100

150

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

0

10

20

30

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

0

50

100

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

0

10

20

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

21

Figure 11 : Analyse de sensibilité „Taux d’assainissement“ : Comparaison du scénario GP

VMA avec un taux d’assainissement supérieur (2%) et un taux correspondant au

taux actuel (0.5%).

Figure 12 : Analyse de sensibilité „Standards énergétiques“ : Comparaison du scénario GP

VMA avec des standards énergétiques supérieur (scénario nouvelle politique

énergétique (NPF)) et des standards énergétiques moins ambitieux (scénario

politique énergétique actuelle (PPA)).


Scénarios

scénario GP-VMA

scénario GP-VMA_rate+

scénario GP-VMA_rate-


2010: 174.8 GWh/a

2035: 191.7 GWh/a

chaud_HT + ECS


2035: 85.5 GWh/a

chaud_BT

2010: 23.8 GWh/a

2035: 57.3 GWh/a

Froid

2010: 12.7 GWh/a

2035: 48.9 GWh/a


Scénarios

scénario GP-VMA

scénario GP-VMA_rate+

scénario GP-VMA_rate-


2010: 114.7 GWh/a

2035: 147.4 GWh/a

chaud_HT + ECS


2035: 61.7 GWh/a

chaud_BT

2010: 15.5 GWh/a

2035: 42.1 GWh/a

Froid

2010: 10.3 GWh/a

2035: 43.6 GWh/a

0

50

100

150

200

250

2010 GP VMA

GWh/a

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

2010 GP VMA

GWh/a

0

50

100

150

2010 GP VMA

0

50

100

2010 GP VMA

0

10

20

30

2010 GP VMA

0

50

100

2010 GP VMA

0

50

100

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

0

10

20

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA


Scénarios

scénario GP-VMA

scénario GP-VMA_neuf+

scénario GP-VMA_neuf-


2010: 174.8 GWh/a

2035: 198.4 GWh/a

chaud_HT + ECS


2035: 96.1 GWh/a

chaud_BT

2010: 23.8 GWh/a

2035: 53.4 GWh/a

Froid

2010: 12.7 GWh/a

2035: 48.9 GWh/a


Scénarios

scénario GP-VMA

scénario GP-VMA_neuf+

scénario GP-VMA_neuf-


2010: 114.7 GWh/a

2035: 147.4 GWh/a

chaud_HT + ECS


2035: 61.7 GWh/a

chaud_BT

2010: 15.5 GWh/a

2035: 42.1 GWh/a

Froid

2010: 10.3 GWh/a

2035: 43.6 GWh/a

0

50

100

150

200

250

2010 GP VMA

GWh/a

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

2010 GP VMA

GWh/a

0

50

100

150

2010 GP VMA

0

50

100

2010 GP VMA

0

10

20

30

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

0

50

100

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

0

10

20

2010 GP VMA

0

20

40

60

2010 GP VMA

22

4.5 Demande énergétique par secteur

L’évolution de la demande e pour la chaleur (HT et BT), la production d’ECS et de froid est illus-

trée par secteur dans la figure ci-dessous. Les secteurs démontrent des différences significatives

selon l’activité de construction et le type d’utilisation prévues par le Grand Projet VMA.

Figure 13 : Caractérisation des secteurs priorisés.

Secteurs priorisés

Secteur A; Entrée de ville

Surfaces brute de plancher Consommation énergétiques

Secteur B; Cointrin Ouest


Secteur E; Etang


Secteur F; Pré-Bois


Secteur G; Cointrin Est


Secteur H; Corbillettes


Secteur K; Blandonnet


0

20'000

40'000

60'000

2010 2035

activitéscommerciales

résidentiels0

2

4

TOTAL chaud_HT chaud_BT ECS Froid

GWh/a 2010

2035

0

200'000

400'000

2010 2035


résidentiels0

10

20

30


GWh/a 2010

2035

0

100'000

200'000

300'000

2010 2035


résidentiels0

10

20


GWh/a 2010

2035

0

200'000

400'000

2010 2035


résidentiels0

20

40


GWh/a 2010

2035

0

100'000

200'000

2010 2035


résidentiels0

5

10

15


GWh/a 2010

2035

0

100'000

200'000

2010 2035


résidentiels0

5

10

15


GWh/a 2010

2035

0

200'000

400'000

2010 2035


résidentiels0

20

40

60


GWh/a 2010

2035

23

Figure 14 : Caractérisation des secteurs non-priorisés (sans secteur Petroliers).

Secteurs non-priorisés

Secteur C; Avanchet


Secteur D; Jardins


Secteur I; Balexert


0

200'000

400'000

2010 2035


résidentiels0

20

40

60


GWh/a 2010

2035

0

2'000

4'000

6'000

2010 2035


résidentiels0

1


GWh/a 2010

2035

0

100'000

200'000

300'000

2010 2035


résidentiels0

10

20

30


GWh/a 2010

2035

24

5 Valorisation des énergies renouvelables

5.1 La géothermie

Grace à des conditions hydrogéologiques favorables, le périmètre du Grand Projet VMA pré-

sente, selon plusieurs études, un contexte potentiellement intéressant pour la géothermie de

faible profondeur. Toutefois, la partie sud-ouest du périmètre est située dans le secteur B de

protection des eaux. Ceci n’implique pas de mesures particulièrement contraignantes pour une

valorisation de la géothermie étant donné que la nappe est située à une grande profondeur

(environ 34 m). Si des mesures de construction atteignent une grande profondeur (p.ex. sondes

géothermiques), le secteur B de protection des eaux peut se transformer en secteur Au en ce qui

concerne les restrictions. Selon l’OEaux, la capacité d’écoulement des eaux souterraines ne doit

pas être réduite de plus de 10 % par rapport à l’état initial dans le secteur de protection Au.

Cette restriction n’empêche pas l’utilisation énergétique du sous-sol, mais devra toutefois être

vérifiée au cas par cas pour des constructions atteignant des grandes profondeurs.

Selon l’Etude énergétique stratégique, l’énergie disponible peut être estimée à environ

450 MWh/ha*an pour la production de chaleur et à 400 MWh/ha*an pour la production de

froid. Ces ordres de grandeur se basent sur les principes suivants:

Implantation de champs de sondes d’une profondeur de 200 m avec un espacement de

20 m

Recharge thermique en période estivale (p.ex. au moyen de la production de froid pour le

rafraichissement des bâtiments)

Coefficient de performance (COP) des pompes à chaleur de 4.0

Exploitation durable en équilibre avec la recharge naturelle

Conductivité thermique entre 2.1 et 2.9 W/m*K et capacité calorifique entre 2.2 et

2.6 MJ/m3*K

Comme mentionné ci-dessus, la géothermie permet, jusqu’à un certain degré, le stockage ther-

mique saisonnier. Elle peut donc contribuer à remédier au décalage saisonnier entre l’offre et la

demande en énergie, qui représente un point problématique des énergies renouvelables ainsi

que des rejets thermiques. Le stockage thermique peut notamment être envisagé dans les

couches de molasses qui se situent dans le périmètre à partir d’une profondeur d’environ 300

m. Selon le guichet cartographique de la SITG, la capacité calorifique moyenne de la surface

jusqu’à la molasse varie dans le périmètre entre 2.4 et 2.8 MJ/m3*K, avec des valeurs un peu

plus élevées dans les quartiers villas au nord-est des Avanchets.

Les parcelles vides dédiées à de nouveaux bâtiments sont considérées comme disponibles pour

la géothermie, sans contraintes majeures. Elles peuvent donc recevoir des sondes présentant un

25

espacement d’environ 10 m sur 80% de la surface du terrain. Sur les terrains actuellement bâtis,

environ 10% de la surface pourrait être mis à disposition de la géothermie.

Selon la stratégie optimisée de l’Etude énergétique stratégique, le potentiel de la géothermie de

faible profondeur est estimé à 61 GWh/an pour la commune de Meyrin et à 55 GWh/an pour

Vernier. Ce potentiel est suffisant pour couvrir 100% des besoins en chaleur à basse tempéra-

ture de ces deux communes. Considérant à l’avenir une proportion importante d’immeubles

commerciaux dans le périmètre et un besoin en énergie à basse température élevé (env. 79

GWh/an), la géothermie de basse profondeur ne sera pas en mesure de couvrir intégralement

cette demande en énergie. En effet, le potentiel géothermique au sein du périmètre du projet

est estimé à environ 45 GWh/an, soit environ 50% de la demande. En ce qui concerne le besoin

futur en froid, la situation est similaire.

L’installation de forages sur des sites pollués est possible à condition que la pollution ne puisse

s’infiltrer dans les couches plus profondes.

Comparé à l’utilisation des nappes phréatique, la géothermie peu profonde, basée sur un circuit

fermé caractérisé par des différences de température limitées, est généralement moins efficace.

Cependant, l’utilisation des nappes phréatiques se trouvant à plus de 20 m de profondeur n’est

pas considérée comme économiquement faisable. En effet, les coûts de pompage dans un cir-

cuit d’eau souterraine non-fermé augmentent significativement avec la profondeur du forage.

A long terme, la Conception générale de l’énergie du canton envisage la géothermie profonde

(> 400 m) dans la région pour produire de la chaleur à haute température ou même de

l’électricité. Le Plan Directeur des Energies de la ville de Vernier propose deux emplacements

pour les forages géothermiques à moyenne ou grande profondeur. Un tel réseau CAD géother-

mie moyenne ou grande profondeur pourrait remplacer l’énergie fossile à l’avenir.

26

Figure 15 : Localisation des ressources énergétiques renouvelables

(sources : SITG, Swisstopo)

27

5.2 L’énergie solaire thermique

Les panneaux solaires thermiques permettent de récupérer la chaleur du soleil et de la trans-

mettre aux utilisateurs via un fluide caloporteur. Selon la Figure 16, l’irradiation est favorable sur

une grande partie des toitures du périmètre.

Les panneaux solaires thermiques permettent de répondre aux besoins en chaleur à haute tem-

pérature des bâtiments non rénovés et des besoins en eau chaude sanitaire (ECS) de toutes les

constructions.

Selon l’Etude énergétique stratégique, l’estimation du potentiel de l’énergie solaire thermique se

base sur les hypothèses suivantes:

400 kWh/m² de collecteurs

env. 30% des toitures du bâti existant à disposition

env. 50% des nouvelles toitures à disposition

3 m² de toiture nécessaires par m² de panneau,

env. 85% du potentiel solaire est réellement utilisable en HT

Selon la stratégie optimisée de cette même étude, le potentiel de l’énergie solaire thermique est

estimé à 31 GWh/an pour la commune de Meyrin et à 27 GWh/an pour Vernier, ce qui corres-

pond à environ 20% des besoins en chaleur à haute température de ces communes. Cette pro-

portion est vraisemblablement la même pour le Grand Projet VMA.

5.3 L’énergie photovoltaïque

La région genevoise profite d’une irradiation solaire relativement élevée (voir figure ci-dessous).

Comparé à d’autres régions fortement peuplées de Suisse, elle occupe une position favorable.

Une surface horizontale d’un mètre carré reçoit 1’205 kWh par an. Cette valeur est de

1'350 kWh/m2*a sur une surface orientée de manière optimale (orientation plein sud, inclinai-

son 30°).

L’irradiation solaire reste une source d’énergie relativement peu concentrée et son captage né-

cessite des surfaces importantes. Néanmoins, le parc immobilier présente généralement un po-

tentiel énorme: Ses surfaces utilisables permettraient de produire de l’électricité solaire corres-

pondant à une proportion de 10 à 35% de la consommation totale.

Selon une étude sur le potentiel solaire dans le canton de Genève élaborée en 2004, environ un

tiers (0.65 km2) de la surface totale de toiture des bâtiments publics genevois considérés

(1.88 km2) sont apte à produire de l’énergie photovoltaïque. Ceci correspond à un potentiel

énergétique photovoltaïque d’au moins 50 GWh ou 180 TJ par année (env. 80 kWh/m2 de sur-

face utilisable par an).

28

Figure 16 : Carte d’irradiation solaire suisse en kWh par mètre carré et année

(source : Meteonorm)

Selon la Conception générale de l’énergie, l’électricité d’origine renouvelable aurait dû augmen-

ter de 6% dans la période de 2005 à 2010. Elle devra encore augmenter de 62% entre 2010 et

2035, ce qui va nécessiter des mesures et des efforts considérables.

Selon le rapport « Environnement bilan et objectifs 2013 » de l’AIG, la surface totale des pan-

neaux solaires photovoltaïques installés sur les bâtiments de l’aéroport est actuellement de

3’250 m² et correspond à une production annuelle de 470 MWh d’électricité, soit environ 145

kWh par m2 de panneau par année.

Selon une étude élaborée en 2010 par l’Institut des sciences de l'environnement de l’Université

de Genève, la production annuelle est estimée à 120 kWh/ par m2 de panneau photovoltaïque.

L’étude spécifie également la nécessité d’adapter le réseau électrique.

La plus grande centrale photovoltaïque de Suisse a été mise en opération en 2012 par les SIG

sur les halles de Palexpo. 15’000 panneaux solaires photovoltaïques d’une surface de 30'000 m2

atteignent une puissance de 4.2 MW, soit l'équivalent de la consommation d’environ 1’350

ménages genevois. Les SIG spécifie les coûts à 33 centimes par kWh.

29

5.4 L’énergie éolienne

Selon l’Office cantonal de l'énergie, hormis les études menée par l'OFEN sur l'ensemble du terri-

toire suisse, aucune étude spécifique n’a estimé le potentiel éolien du canton de Genève.

Figure 17 : Carte de la vitesse moyenne du vent 100 m au-dessus du sol (source : Meteotest)

30

Figure 18 : Régions exclues de l’exploitation de l’énergie éolienne par les inventaires fédé-

raux ou les zones de protection nationales (source : swisstopo, BAFU)

Etant donné la vitesse relativement faible du vent dans le canton de Genève et la localisation des

sites protégés (voir figure ci-dessus), le potentiel de l’énergie éolienne n’est pas considéré

comme prioritaire dans la région. En outre, les nuisances sonores, l’ombrage, les chutes de glace

et la proximité de l’aéroport ne favorise par l’implantation d’installations éoliennes dans le péri-

mètre.

5.5 Le bois

Le chauffage au bois devrait, en premier lieu, être favorisé dans les zones peu urbanisées et peu

peuplées. Comme ce type de chauffage représente souvent une source importante de contami-

nants atmosphériques, notamment de particules fines (PM10), il ne constitue pas une option

appropriée pour l’agglomération genevoise déjà soumise à des niveaux de pollution ne respec-

tant pas toujours les prescriptions de l’OPAir. En effet, sur la base d’un préavis du Service de

l’air, du bruit et des rayonnements non ionisants (SABRA) l’OCEN peut refuser les chauffages au

bois dans des zones présentant des concentrations en NO2 excédant la valeur limite de 30

µg/m3, comme par exemple au sud de l’aéroport.

31

5.6 Le biogaz

En 2011, les SIG ont fondé Pôle Bio en partenariat avec des entreprises spécialisées dans la col-

lecte et le traitement des déchets organique. L’objectif est d’atteindre une production d’énergie

thermique de 72 GWh d’ici 2014 grâce à une nouvelle centrale de méthanisation à Satigny.

Selon les SIG, le Pôle Bio serra relié à tous les réseaux, à savoir le réseau de chauffage à distance

via la centrale du Lignon, le réseau de gaz naturel et le réseau électrique.

En 2012, les SIG ont signé un contrat pour la réalisation d'une installation de conditionnement

de biogaz située sur la station d’épuration (STEP) d’Aïre, où toutes les boues des STEP du canton

de Genève sont réunies pour y être digérées et séchées. Cette installation devrait permettre de

valoriser le biogaz excédentaire produit lors de la fermentation des boues. Suite au condition-

nement, le biogaz pourra être injecté dans le réseau de gaz naturel. En moyenne, cette installa-

tion produira environ 15 GWh par an de biogaz soit l'énergie consommée par environ 1’000

appartements correspondants aux standards Minergie. Cependant, ce projet est actuellement

bloqué par des oppositions.

Le potentiel du biogaz dans la région et en particulier dans le périmètre du Grand Projet VMA

est donc considérable. L’idée est de substituer partiellement le gaz naturel par le biogaz, lequel

sera distribué par le système de distribution existant. Dans le contexte des concepts innovateurs

« power to gas », le gaz naturel pourrait être substitué à long-terme par du gaz synthétique

produit avec de l’électricité renouvelable, dans le but de pouvoir stocker efficacement cette der-

nière et de ne pas surcharger le réseau électrique.

5.7 L’hydrothermie

Eau souterraine

Selon plusieurs étude et rapports la nappe de Montfleury représente un potentiel d’exploitation

géothermique intéressant (puissance de l’ordre de 20 kW/ha) qui pourrait être valorisé comme

source de chaleur à basse température ainsi que pour le refroidissement. Seule une branche

secondaire de cet aquifère est située dans la partie nord-ouest du périmètre du Grand Projet

VMA. La forte profondeur de la nappe (jusqu’à cinquante mètres sous l’aéroport et les zones

industrielles de Meyrin-Vernier) met en question la valorisation économique du potentiel ther-

mique dans le périmètre. Des études supplémentaires vont devoir démontrer si l’utilisation de la

géothermie peu profonde ne sera pas préférable.

Le potentiel d’utilisation du bras secondaire de la nappe de Montfleury ne s’appuyant pas ac-

tuellement sur des données suffisantes, il ne sera pas considéré comme étant significatif pour ce

concept énergétique. Des investigations plus poussées ont été lancées. Les résultats de ces inves-

tigations devront être intégrés ultérieurement au concept énergétique du Grand Projet VMA.

32

Eau du lac

Dans une perspective moyenne à long-terme, le potentiel hygrothermique du Léman semble

quasi inépuisable. Dans le cadre du projet GéniLac, le gisement en énergie thermique disponible

pour le périmètre du Grand Projet VMA pour la chaleur à BT ainsi que pour le refroidissement

est relativement important. Au total, le projet GéniLac représente un potentiel de 600 GWh/a

pour la production de chaleur (CSD, 2013). Du fait du raccordement quasi certain de la zone

aéroportuaire à ce projet, ce potentiel se révèle très important pour le périmètre du Grand Projet

VMA est devrait constituer un levier essentiel dans la stratégie énergétique.

5.8 Rejets thermiques

Les principaux rejets thermiques déjà valorises ou potentiellement valorisables dans le cadre du

Grand Project VMA sont discutés ci-dessous :

STEP Aïre

Tout le périmètre du Grand Projet VMA se situe dans le bassin versant de la STEP Aïre, qui a une

capacité de traiter les eaux usées de 600'000 Equivalents habitants (EH). La STEP rejettent des

eaux d’une température supérieure au milieu ambiant tout au long de l’année avec un potentiel

d’énergie valorisable qui dépend directement du débit de l’eau traitée. Actuellement ces rejets

de chaleur basse température, qui sont estimés à environ 240 MWh par an ne sont pas encore

valorises, mais pourraient l’être moyennant la mise en œuvre de pompes à chaleur et d’un ré-

seau de chauffage à distance basse température. Etant donné une distance à vol d’oiseau entre

la STEP et le centre du périmètre d’environ trois kilomètres, une connexion d’un tel réseau avec

le secteur du Grand Projet VMA ne semble pas prioritaire. Par contre une connexion de la STEP à

la centrale de Lignon qui se trouve à une distance d’environ deux kilomètres semble faisable.

L’utilisation de la chaleur contenue dans les eaux usées non-traitées qui traversent le périmètre

dans les égouts n’est pas recommandée, car le refroidissement des eaux usées peut causer des

problèmes à la STEP et les échangeurs de chaleur opérés avec des eaux usées non-traitées sont

plus difficile à opérer et entretenir.

Usine d’incinération des Cheneviers

L'usine d’incinération (UIOM) des Cheneviers construite en 1966 (les fours en service datent de

1995) génère d’importants rejets thermiques à différentes températures. L’énergie haute tempé-

rature est valorisée au moyen du réseau de chauffage à distance CADIOM qui depuis novembre

2012 est connecté à la centrale de Lignon, ce qui permet une meilleure valorisation de la chaleur

hors de la période hivernale (augmentation du nombre de foyers raccordes pour l’eau chaude

sanitaire). La puissance thermique est de 40 MW et l’énergie haute température présentement

valorisée est d’environ 220 GWh/an. La part de rejets de chaleurs attribuable au périmètre du

Grand Projet VMA est estimée à plusieurs dizaines de GWh par an.

33

L’UIOM des Cheneviers génère également d’importants rejets de chaleur basse température non

valorises, estimes a un ordre de grandeur d’environ 230 GWh/an.

L’UIOM des Cheneviers arrivant en fin de vie (2020-2025), la question de la construction d’une

nouvelle installation de traitement des déchets est posée. Cette nouvelle installation devrait être

implantée sur le site de l’usine existante ou à proximité (secteur du Bois-de-Bay). Dans tous les

cas, cette nouvelle unité devrait être planifiée de façon à être raccordée au réseau CAD existant.

Aéroport International de Genève (AIG)

Selon le rapport « Environnement bilan et objectifs 2013 » de l’AIG le site aéroportuaire utilise

plusieurs sources d’énergie : Certains bâtiments sont chauffés par une chaufferie centrale à ma-

zout, d’autres par le réseau de chaleur des SIG. Les grands hangars utilisent des panneaux

rayonnants à gaz. L’eau chaude sanitaire est produite en partie par récupération de chaleur,

ainsi que par une petite installation solaire thermique. Enfin, un couplage chaleur force utilise du

gaz pour chauffer quelques bâtiments et générer de l’électricité.

Les efforts consentis par l’aéroport en faveur de la réduction de sa consommation électrique

bénéficient du soutien de la Confédération. En effet, l’AIG a été la principale entreprise de

Suisse romande à bénéficier des subventions fédérales attribuées lors du premier appel d’offre

« ProKilowatt». Ces financements permettront de subventionner des projets d’amélioration de

l’éclairage ainsi qu’un programme ambitieux de réduction de la consommation d’électricité im-

pliquant tous les partenaires du site. Au total, l’ensemble des mesures mises en place depuis

2008 permet d’économiser 4 GWh/an d’énergie électrique et thermique annuellement, soit

l’équivalent de la consommation électrique moyenne d’environ 1’200 ménages.

Les rejets thermiques encore disponibles sur le site de l’aéroport sont donc valorises prioritaire-

ment à l’intérieur du périmètre aéroportuaire. Ils ne devraient donc pas être pris en considéra-

tion pour le concept énergétique du Grand Projet VMA.

Industries et commerces

Les zones industrielles et commerciales situées dans le périmètre abritent des entreprises qui

présentent potentiellement des rejets thermiques valorisables, issus soit de processus industriels

ou commerciales (p.ex. centre de calculs informatiques), soit de refroidissement de locaux en

période estivale. Les bâtiments concernés représentant pour la plupart de grandes surfaces

d’activités (p.ex. centre d’achat), ils sont potentiellement considérés comme des « Gros con-

sommateurs » au sens de la Loi genevoise sur l’Energie.

Selon les informations de l’Office cantonal de l'énergie ces gros consommateurs et leurs rejets

thermiques et besoins de refroidissement ne sont pas encore inventoriés. Dans le cadre du pro-

cessus d’identification des gros consommateurs mis en œuvre actuellement sous l’égide de

l’OCEN, une évaluation des besoins thermiques devraient être effectuée avec priorité afin de

pouvoir proposé des concepts énergétiques territoriaux pour le périmètre.

34

CERN

Les rejets thermiques du CERN sont considérables. Par contre ils sont caractérisés par de grandes

fluctuations et sont donc considérés comme pas fiables et pas propice à l’utilisation dans le pé-

rimètre.

5.9 Opérations en cours et opportunités

Les opérations en cours et les opportunités pour le périmètre du Grand Projet VMA sont résumé

dans le tableau ci-dessous.

Projet en cours Existant Planifiée / Opportunités

Niveau

temp.

Niveau

temp.

Système CAD Centrale thermique Lignon

(gaz/ appoint mazout)

Puissance 160 MW

Production : 220'000 GWh/a

Connexion avec CADIOM

Centrale thermique du CERN

Puissance : 45 MW (gaz)

HT Extension du système CAD

Centrale d’appoint dans le sec-

teur Meyrin (20 – 30 MW)

Substitution du gaz naturel par

biogaz et gaz synthétique (à

long-terme)

HT

Projet Etang Géothermie (300m), production

6.3 GWh/a

BT

Plan directeur AIG

2016-2025

En cours BT/ HT Raccordement du périmètre

VMA au projet GéniLac au sys-

tème CAD agrandi

Les opportunités concernant les

rejets thermiques de l’AIG sem-

blent limitées, car les rejets sont

utilisés sur le périmètre de l’AIG.

BT/ HT

STEP Aïre Méthanisation des boues

d’épuration du canton. Valori-

sation par CCF, substitution

de gaz naturel par biogaz

conditionné (dès 2013)

HT Valorisation des rejets ther-

miques dans les eaux usées

traitées. Puissance thermique à

déterminée

Mise en réseau et éventuelle-

ment raccordement au péri-

mètre via centrale de Lignon

BT

Pôle Bio (Bois-de-Bay) CCF (bois, biomasse)

Puissance thermique : 10 MW

Production therm. : 70 GWh/a

Production électr. : 20 GWh/a

Production biogaz : 10 GWh/a

Connexion aux réseaux CAD /

gaz naturel, électrique

HT

GéniLac A moyen à long-terme, raccor- BT/HT

35

dement au périmètre VMA

Hypothèse GéniLac pour le

périmètre GPVMA : env. 25

GWh à moyen-terme, triplement

de la production jusqu’à 75

GWh/a d’ici 2035

Sous-stations prévues @ Avenue

L. Casai et Chemin de l’Etang

Géothermie basse

profondeur (> 3 km)

Campagne de prospection in-

tensive dans la région

Niveau de température > 90°C

afin de produire électricité et

chaleur HT

A long-terme, raccordement au

périmètre VMA

Remplacement à moyen-long

terme des sources d’énergie

fossiles dans le CAD

HT

Tableau 3 : Projets en cours et opportunités (source : Etude énergétique stratégique, Projet

Etang)

5.10 Ressources renouvelables disponibles

Selon l’étude énergétique stratégique de CSD (2013) et en admettant une utilisation optimale

des ressources renouvelables (solaire et géothermie), les communes dans le périmètre de l’étude

devraient généralement être capable de subvenir à leurs besoins en chaleur BT et en froid. Par

contre, le solaire thermique ne permettrait de couvrir que environs 16% des besoins en chaleur

HT.

Selon les potentiels d’énergie renouvelable identifiés pour le périmètre du Grand Projet VMA

dans le tableau ci-dessous, les besoins en chaleur BT pourraient être couverts à long-terme par la

géothermie et le potentiel hydro-thermique du Léman. En considérant une densification consi-

dérable dans le périmètre, environ 30% du besoin en chaleur HT pourrait être couverts par le

solaire thermique. Il s'agit là d'un potentiel théorique ne prenant pas en compte la priorisation

relative à l’utilisation de l’énergie solaire (solaire thermique ou photovoltaïque) selon

l’emplacement des bâtiments et leur raccordement au réseau CAD. En effet, l’utilisation de

l’énergie solaire thermique ne sera pas priorisée pour les bâtiments étant actuellement déjà rac-

cordés au réseau CAD afin de ne pas concurrencer ce dernier.

36

Des stratégies concrètes sont développées dans le chapitre 6. Ces stratégies prennent en compte

les différents potentiels énergétiques identifiés et la priorisation de certaines ressources énergé-

tiques selon la localisation au sein du périmètre du GP VMA.

Tableau 4 : Potentiel des énergies renouvelables pour le périmètre du Grand Projet VMA.

Potentiel énergie renouvelable

chaud HT + ECS chaud BT

GéniLac GWh/a 25 50

CAD renouvelable(UIOM, PôleBio, géothermie moyenne/grande

profondeur)

GWh/a 25 --

Solaire thermique GWh/a 28 --

Géothermie peu profonde GWh/a -- 25

Biogaz (STEP Aïre) GWh/a <5 --

Hydrothermie GWh/a -- --

Rejets thermiques GWh/a -- --

Totale GWh/a 78 75

Besoin en chaleur (périmètre GP VMA) GWh/a 96 54

Déficit / surplus GWh/a -18 21

Potentiel de chaleur 2035

37

6 Synthèse

6.1 Leviers d’action « demande »

1) Assainissement:

Une forte activité d’assainissement est cruciale pour réduire la demande en chaleur HT. Un taux

d’assainissement forcé est particulièrement important dans les quartiers où aucun nouveau bâ-

timent n’est prévu ou seulement à long terme (entre 2035 et 2050). La rénovation des bâti-

ments est essentielle pour réduire la consommation d'énergie, mais également pour créer les

conditions nécessaires à l'utilisation efficace des pompes à chaleur.

2) Standards énergétiques très ambitieux pour les bâtiments neufs :

En raison de l'activité de construction élevée prévu dans le GP VMA, il est crucial de mettre en

œuvre des standards énergétiques très ambitieux pour les bâtiments neufs. Ceux-ci doivent être

s’aligner aux exigences les plus hautes conformément à l'état actuel de la technique.

6.2 Leviers d’action « offre »

Les réseaux énergétiques GéniLac et CAD sont considérés comme les leviers principaux pour le

Grand Projet VMA.

L’axe stratégique prioritaire est l’utilisation du potentiel thermique de l’eau du lac grâce au ré-

seau GéniLac. En effet, l'utilisation énergétique de l'eau du lac représente une source d'énergie

renouvelable et les conditions sur le périmètre du Grand Projet VMA semblent être idéale à un

raccordement au réseau GéniLac: beaucoup de nouveaux bâtiments à haute densité et une

grande proportion de bâtiments commerciaux avec climatisation. Le potentiel énergétique total

de l'eau du lac parait très élevé. Il est proposé de faire du périmètre du Grand Projet VMA un

secteur prioritaire pour la valorisation de l’eau du lac.

Il existe plusieurs réseaux énergétique sur le canton de Genève: le réseau de gaz, le réseau CAD

et le réseau Génilac (en cours de planification). La répartition géographique de ces réseaux est

très importante. Leur superposition mènerait en effet à une situation énergétique inefficace.

D'autre part, la situation actuelle est à prendre en considération. Par exemple, une déconstruc-

tion du réseau CAD, là où il est présent, n’est guère envisageable.

Le raccordement au réseau CAD correspond à la deuxième priorité, puisque cette solution crée

une dépendance potentielle aux énergies fossiles. En effet, bien qu'il existe des possibilités

d’alimentation du réseau CAD grâces à des énergies renouvelables (UIOM, PôleBio, géothermie

de moyenne ou de grande profondeur), ces possibilités sont encore incertaines et les sources de

chaleurs utilisables (UIOM, géothermie profonde) ne se trouvent pas à proximité immédiate du

périmètre d’étude.

38

La solution de CAD n'a de sens que si la part des énergies renouvelables dans ce réseau peut

être augmentée de manière significative. Si une telle augmentation se révèle être impossible, la

stratégie devra être vérifiée et adaptée.

En plus du raccordement aux réseaux CAD et GéniLac, il est recommandé d’utiliser l'énergie

solaire photovoltaïque pour la production d’électricité.

Une troisième alternative comprenant des installations individuelles est proposée pour les zones

résidentielles de densité faible à moyenne. Dans ces zones, les bâtiments existants devront être

en priorité assainis et équipés de pompes à chaleur. Là où un assainissement ou l’installation de

pompe chaleur se révèlent impossibles, les chaudières à mazout devront être substituées par des

chaudières fonctionnant au gaz naturel. Ces installations de chauffage devront être combinées

avec la production d'énergie solaire thermique. Lors du remplacement des vieux bâtiments par

des constructions nouvelles l’installation de pompes à chaleur devra être favorisée.

6.3 Vision stratégique

La vision stratégique d'ensemble est composée des stratégies suivantes:

1) GéniLac + pompe à chaleur (PAC) + photovoltaïque

Cette stratégie est prioritaire dans les secteurs présentant une densité élevée et une

grande proportion de bâtiments commerciaux. La valorisation de l’énergie renouvelable

basse température pour une utilisation haute température se fait grâce aux pompes à

chaleurs.

2) CAD + photovoltaïque

Cette stratégie est prioritaire pour les bâtiments ayant des besoins en chaleur élevés et

présentant actuellement un raccordement au réseau CAD.

3) i) Assainissement des bâtiments + PAC à sonde enterrée, PAC air/eau

ii) Substitution du mazout par le gaz naturel

Cette stratégie est à prioriser dans les zones résidentielles présentant une densité faible à

moyenne.

La Figure 19 illustre la distribution géographique des stratégies décrites ci-dessus. La répartition

relative à la production de chaleur et de froid se trouve dans leTableau 5. Cette répartition est

fortement dépendante de la disponibilité des sources d’énergie renouvelables (cf. Tableau 3) et

de la définition des priorités géographiques.

39

Figure 19 : Sources priorisées d’énergie par secteur

Chaud HT + ECS Chaud BT Froid

GeniLac+PAC : 25 GWh/a GeniLac : 40 GWh/a GeniLac : 45 GWh/a

CAD : 50 GWh/a, donc 25

GWh/a renouvelable

PAC à sonde enterrée, PAC

air/eau : 15 GWh/a

Conventionnel : 5 GWh/a

Solaire thermique : 5 GWh/a

Gaz naturel : 16 GWh/a

Total des besoins :

100 GWh/an

Total des besoins :

55 GWh/an

Total des besoins :

50 GWh/an

Tableau 5: Stratégie proposée au regard des besoins énergétique et des ressources

disponibles en prenant compte de la priorisation des sources d’énergie

renouvelable.