Hirt Dominique - GE.CHComme le montre la figure ci-dessous, le secteur est actuellement occupé par de nombreux bâtiments : Vue aérienne du site. Le PLQ vise un renouvellement urbain

Hirt Dominique, ingénieur-conseil ETS-SICC Rue des Noirettes 34 / 1227 CAROUGE 13 février 2014

Concept Energétique Territorial / Vieusseux - Villars - Franchises CET / VVF Route de Meyrin / Route des Franchises / Rue Edouard-Rod / Avenue Edmond-Vaucher VVF

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TABLE DES MATIERES

1 ABREVIATIONS .................................................................................................................................................... 3 2 INTRODUCTION ET OBJECTIFS ........................................................................................................................... 5 3 MISE EN CONTEXTE ............................................................................................................................................ 5

3.1 LOCALISATION GÉOGRAPHIQUE .................................................................................................................. 5 3.2 CONTEXTE LÉGAL ET PROCÉDURAL ............................................................................................................ 6 3.3 CONTEXTE D’AMÉNAGEMENT ..................................................................................................................... 7 3.4 BÂTIMENTS EXISTANTS DANS LE SECTEUR .............................................................................................. 8 3.5 PROGRAMME DE CONSTRUCTIONS .......................................................................................................... 10 3.6 CONTEXTE PATRIMONIAL ......................................................................................................................... 15 3.7 CONTEXTE ÉNERGÉTIQUE .......................................................................................................................... 16 3.8 CONTEXTE ENVIRONNEMENTAL ................................................................................................................ 19

4 ETAT DES LIEUX ÉNERGÉTIQUE ........................................................................................................................ 24 4.1 POTENTIEL DES RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES RENOUVELABLES ET LOCALES AINSI QUE DES REJETS THERMIQUES ......................................................................................................................................................... 24 4.2 STRUCTURE QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DES BESOINS ÉNERGÉTIQUES ACTUELS ET DE LEUR ÉVOLUTION FUTURE ............................................................................................................................................... 45 4.3 LES ACTEURS CONCERNÉS ET LEUR RÔLE ................................................................................................ 48 4.4 LES INFRASTRUCTURES ÉNERGÉTIQUES EXISTANTES ET PROJETÉES ................................................... 51 4.5 SYNTHÈSE DE L'ÉTAT DES LIEUX ÉNERGÉTIQUE ...................................................................................... 56

5 STRATÉGIE ÉNERGÉTIQUE ET RECOMMANDATIONS........................................................................................ 58 5.1 PRINCIPES GÉNÉRAUX DE LA STRATÉGIE ÉNERGÉTIQUE DU PÉRIMÈTRE « VVF » .................................. 58 5.2 STRATÉGIE ÉNERGÉTIQUE PROPOSÉE POUR LE PLQ 29950 ..................................................................... 59

6 RÉSERVATIONS POUR LES INFRASTRUCTURES ÉNERGÉTIQUES ..................................................................... 63



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1 ABREVIATIONS classées par ordre alphabétique BT Basse Température CAD Chauffage A Distance CADIOM Chauffage A Distance Incinération Ordures Ménagères CCF Couplage Chaleur-Force CET Concept Energétique Territorial COP COefficient de Performance COPA COefficient de Performance Annuel ECS Eau Chaude Sanitaire FLPAI Fondation des Logements pour Personnes Agées ou Isolées GE Genève GeniLac® Projet d’un vaste réseau hydro-thermique à Genève, alimenté par l’eau du lac Léman GESDEC Service de géologie, sols et déchets GP Grand Projet HPE Haute Performance Energétique HT Haute Température IDC Indice de Dépense de Chaleur Len Loi cantonale sur l'énergie LGL Loi Générale sur le Logement LGZD Loi Générale sur les Zones de Développement LUP Logements d'Utilité Publique



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MO Maître de l'Ouvrage OPAIR Ordonnance sur la Protection de l'Air PAC Pompe A Chaleur PACA (Périmètres d'Aménagement Coordonnées d'Agglomération PLQ Plan Localisé de Quartier PSD Projet Stratégique de Développement PV PhotoVoltaïque SBP Surface Brute de Plancher SP Surface nette de Plancher SCHG Société Coopérative d'Habitation Genève SIA Société des Ingénieurs et Architectes SIG Services Industriels de Genève SRE Surface de Référence Energétique SITG Système d'Information du Territoire à Genève THPE Très Haute Performance Energétique UIOM Usine d’Incinération des Ordures Ménagères VdG Ville de Genève VVF Vieusseux - Villars - Franchises



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2 INTRODUCTION ET OBJECTIFS Ce concept énergétique territorial accompagne le plan localisé de quartier 29950 « Vieusseux – Villars – Franchises ». Il a comme objectif de traiter les enjeux stratégiques qui se posent à cette échelle du territoire pour la politique énergétique. Concrètement, il vise à définir la stratégie énergétique de court, moyen et long terme du site en tenant compte de la situation actuelle et du contexte énergétique du périmètre élargi. Il fournira les orientations et recommandations pour les différents acteurs concernés et indiquera les mesures de planification nécessaires à la mise en œuvre des stratégies proposées. En particulier, ce concept énergétique territorial devra indiquer les obligations et les réservations pour les infrastructures énergétiques à inscrire dans le PLQ, afin d’assurer la prise en compte de l’énergie dans les procédures d’aménagement et de planification. 3 MISE EN CONTEXTE 3.1 LOCALISATION GÉOGRAPHIQUE Le périmètre urbain du PLQ Vieusseux - Villars - Franchises "VVF" est délimité par la route de Meyrin, la route des Franchises, la rue Edouard-Rod et l'Avenue Edmond-Vaucher. Il est situé sur la commune de Genève.



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3.2 CONTEXTE LÉGAL ET PROCÉDURAL Le périmètre du PLQ est situé en zone de développement 3D et donc soumis à la LGZD. Malgré la possibilité de déroger à l’élaboration d’un PLQ qu’offre l’art. 2, al. 2, lit, e de la LGZD (concours SIA 142), il a été décidé d’élaborer un PLQ pour ce périmètre. Par conséquent, l’art. 3, al. 1, lit. f de la LGZD s’applique et l’élaboration d’un concept énergétique territorial au sens de l'article 6, alinéa 12, de la loi sur l'énergie, du 18 septembre 1986 devient obligatoire. Le présent concept énergétique territorial est élaboré selon la Directive de l’OCEN relative au concept énergétique territorial du 4 août 2010.



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3.3 CONTEXTE D’AMÉNAGEMENT Le plan directeur cantonal 2030 prévoit une densification du secteur « VVF ». Ce dernier est compris dans le périmètre du Grand Projet « Châtelaine », bien que l’intérêt principal des démarches liées au Grand Projet Châtelaine ne porte pas sur le périmètre « VVF ».

Extrait de la carte du plan directeur cantonal 2030. Le périmètre a également été intégré dans les « PACA » Genève / Meyrin / St-Genis et Genève / St-Genis / Gex. Par sa situation dans la couronne urbaine, qui devra subir une forte densification générale d’après le plan directeur cantonal 2030, le périmètre « VVF » se trouve dans un secteur très dynamique d’un point de vue du développement urbain.

Périmètre « VVF »



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3.4 BÂTIMENTS EXISTANTS DANS LE SECTEUR Comme le montre la figure ci-dessous, le secteur est actuellement occupé par de nombreux bâtiments :

Vue aérienne du site. Le PLQ vise un renouvellement urbain important du site. Le schéma ci-après indique les bâtiments qui devront être démolis. Il s'agit d'immeubles locatifs anciens représentant environ 260 logements.



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Bâtiments à démolir.



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3.5 PROGRAMME DE CONSTRUCTIONS Le programme de construction prévoit la réalisation d’au moins 550 nouveaux logements nécessitant la démolition et reconstruction de 260 logements existants. Pour se faire, la Société Coopérative d'Habitation Genève "SCHG" a lancé un concours SIA 142 pour l'évolution urbaine de ce site. Le programme de construction est constitué de 7 nouveaux immeubles de logements et de 2 nouveaux bâtiments destinés à des équipements publics (infrastructure communale, à définir), d’une surface brute de plancher totale d’environ 66'000 m2. Vue 3D avec bâtiments existants et projetés



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Données du projet d'évolution du site :



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Extrait du PLQ 29950 (état : 17.01.2014).



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Phasage La réalisation de ces nouvelles constructions n'est possible qu'en démolissant du bâti, et en particulier de l'habitation. Raison pour laquelle les acteurs souhaitent donner la possibilité aux habitants de rester dans le site. Pour se faire, les étapes de réalisation sont projetées et indispensables. La première réalisation serait l'immeuble Vieusseux 23 en cours de procédure d'autorisation (DD 104995) avec 64 logements et des locaux d'activités sociaux-culturels.

Vieusseux 23



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De ce fait, en fin de travaux les habitants de la cité Villars ou Franchises pourraient intégrer cet ouvrage et libérer partiellement quelques bâtiments existants pour poursuivre l'évolution-transformation du périmètre. Ceci va automatiquement prendre quelques années pour respecter la vie sociale et l'humain de ce quartier urbain existant. Phasage



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3.6 CONTEXTE PATRIMONIAL La loi cantonale sur la protection des monuments, de la nature et des sites prévoit notamment les deux mesures de protection suivantes pour les bâtiments dignes d’intérêts :

- Le classement - L’inscription à l’inventaire

Ces mesures de protection sont souvent une source de conflit entre la politique énergétique et la protection du patrimoine en raison notamment des dispositions suivantes de cette loi : Immeubles classés : L’immeuble classé ne peut, sans l’autorisation du Conseil d’Etat, être démoli, faire l’objet de transformations importantes ou d’un changement dans sa destination (art. 15, al. 1). Immeubles inscrits à l’inventaire : Les immeubles inscrits à l’inventaire doivent être maintenus et leurs éléments dignes d’intérêt préservés (art. 9, al. 1). Il n’y a aucun immeuble classé ou inscrit à l’inventaire dans le périmètre du PLQ 29950.



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3.7 CONTEXTE ÉNERGÉTIQUE 3.7.1 Concepts et projets énergétiques pertinents Le PLQ 29950 est situé dans un environnement très dynamique du point de vue de l’énergie. Les éléments suivants ont été identifiés et considérés pour ce concept énergétique territorial : Concepts énergétiques territoriaux validés et en cours dans le périmètre élargi

Le réseau de chauffage à distance du Lignon Le périmètre « VVF » est dans la zone d’influence du chauffage à distance du Lignon auquel tous les bâtiments existants sont raccordés. Cet aspect est traité dans le chapitre 4.4.1. CET 2011-02, Quartier de la Forêt Le CET 2011-02 date de 2011 et le contexte énergétique a sensiblement évolué depuis son élaboration (tracé CAD, projet GeniLac®). Le CET 2011-02 ne fournit pas d’orientation énergétique concrète pour le périmètre « VVF ».

CET 2011-02 CET 2013-01

CET 2010-07 CET 2010-08

CET 2011-12

CET 2011-32

CET 2010-06

Quartier de l’Etang



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CET 2011-32 – Concept énergétique pour le PLQ 29713 Le PLQ 29713 prévoit la construction de 5 immeubles. Le CET du PLQ propose et analyse trois scénarios d’approvisionnement énergétique, basés respectivement sur des sondes géothermiques, le chauffage à distance et les pompes à chaleur air-eau. Le CET propose de retenir le premier scénario, basé sur des sondes géothermiques avec une recharge solaire. Concept énergétique territorial du quartier de l’Etang Le concept énergétique territorial du quartier de l’Etang, actuellement en cours de validation, prévoit un réseau thermique en boucle à basse température dans tout le quartier pour fournir des prestations de chaleur et de froid. L’équilibrage de la boucle pourrait se faire via un champ de sondes géothermiques ou via le futur réseau d’eau du lac GeniLac®. Plan directeur des énergies de la Ville de Vernier : Par la proximité de la Ville de Vernier (la limite communale entre Genève et Vernier se trouve à l’extrémité ouest du PLQ), ce document stratégique doit être pris en compte pour le concept énergétique du périmètre « VVF ». Il est actuellement en processus de validation communale. Il prévoit des axes stratégiques d’approvisionnement principaux pour chaque secteur de la Ville. Dans sa version provisoire (état mai 2013), le plan directeur des énergies préconise un approvisionnement basé sur le réseau d’eau du lac « GeniLac » et le réseau CAD SIG pour les secteurs de part et d’autres de la route de Meyrin à l’extrémité Est du territoire communal. Si cette stratégie se confirme, cela signifierait que le réseau GeniLac serait à proximité immédiate du PLQ « VVF ». Aspects énergétique du Grand Projet Châtelaine : Le périmètre « VVF » et les projets de construction ont été pris en compte dans les réflexions énergétiques liées au GP Châtelaine. Les documents actuellement disponibles ne fournissent cependant aucune orientation concrète en matière de stratégie énergétique pour le périmètre « VVF ».



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Source : La Fabrique Urbaine et al. : GP Châtelaine, Bourse de durabilité. Juillet 2013. 3.7.2 Objectifs énergétiques généraux Les objectifs de la politique énergétique cantonale s’inscrivent dans la vision à long terme du Conseil fédéral d’une société à 2000 Watts sans nucléaire. La stratégie énergétique cantonale repose sur les 3 piliers suivants1 :

la maîtrise et la réduction de la demande d’énergie;

1 RD 986 Rapport du Conseil d’Etat au Grand Conseil sur la conception générale de l’énergie 2005-2009 et projet de conception générale de l’énergie 2013. 8 mai 2013.



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la valorisation énergétique du territoire; la mobilisation des acteurs publics et privés.

En matière d’objectifs énergétiques communaux, de la Ville de Genève a adopté une stratégie générale intitulée « 100% renouvelable en 2050 » pour les besoins en chauffage de ses propres bâtiments. Bien qu’elle soit ambitieuse, la stratégie de la VdG n’est pas une stratégie territoriale, mais une stratégie pour ses propres bâtiments. 3.8 CONTEXTE ENVIRONNEMENTAL 3.8.1 Parcelles polluées Aucun site pollué n’est recensé dans le secteur du PLQ 29950. Carte pollution des sols



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3.8.2 Sous-sol et protection des eaux souterraines Aucune nappe d’eau principale n’est recensée dans le secteur du PLQ. La nappe d’eau temporaire du Petit-Saconnex s’étend à certaines périodes de l’année sur l’extrémité nord-ouest du PLQ. Elle est toutefois trop petite pour présenter un enjeu pour l’énergie. Il n’y a aucun secteur de protection des eaux dans le périmètre du PLQ. Conséquence pour l'énergie: - Les sondes géothermiques sont autorisées. - En cas d’utilisation de la géothermie, il n’y a pas de recharge thermique naturelle significative du terrain par

l’écoulement d’eaux souterraines. Carte des nappes d’eaux souterraines

Nappe temporaire du

Petit-Saconnex



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Carte des secteurs de protection des eaux

3.8.3 Qualité de l’air Les valeurs des immissions NO2 (moyenne) se trouvent entre 26 et 30 μg/m³ à l’endroit du PLQ 29950. La valeur limite d'immission annuelle fixée par l’OPair est de 30 μg/m³. Conséquence pour l'énergie: En raison des fortes concentrations dans l'air de NO2 et de particules fines dans les communes de Genève, de Carouge et du Grand-Saconnex, les installations productrices de chaleur alimentées au bois ou aux dérivés de bois sont déconseillées dans ces communes. Les conditions à respecter sont fixées dans l'annexe 1 de la Directive relative aux projets d'installations techniques de l'OCEN.

Secteur B de protection des eaux souterraines



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Carte de Genève des NO2 moyenne 5 dernières années



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Qualité de l'air (Source : SITG)

VVF Vieusseux



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4 ETAT DES LIEUX ÉNERGÉTIQUE 4.1 POTENTIEL DES RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES RENOUVELABLES ET LOCALES AINSI QUE DES

REJETS THERMIQUES 4.1.1 Evaluation du potentiel de la géothermie de faible profondeur (sondes géothermiques) Le potentiel géothermique dépend de la surface réellement disponible pour les sondes géothermiques, des caractéristiques géologiques du sous-sol et des caractéristiques techniques des sondes. Le secteur du PLQ « VVF » est déjà fortement contraint par les constructions existantes en surface et en sous-sol (parking) : Etat actuel : Bâtiments hors-sol (gris foncé) et sous-sol (gris clair) existants.

Bâtiments à démolir



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Etat futur : Plan du sous-sol



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Le tableau suivant montre l’évaluation du potentiel des sondes géothermiques avant et après la construction des nouveaux bâtiments :

Données et hypothèses: Pendant la phase

démolition - reconstruction

A l'état futur (après la construction des

nouveaux bâtiments)

Surface totale du périmètre (env.): 108'000 108'000 m2

Surface au sol des bâtiments hors‐sol et sous‐sol existants est restant en place (y compris parkings souterrains), env.

31'600 31'600 m2

Surface au sol des bâtiments existants et à démolir 6'700 6'700 m2

Surface au sol des nouveaux bâtiments hors‐sol et sous‐sol (y compris parkings souterrains), env.:

21'000 21'000 m2

Surface restante = Surface hors bâtiments hors‐sol et sous‐sol (y compris parkings souterrains), après la construction des nouveaux bâtiments:

55'400 55'400 m2

Part de la surface restante indisponible pour les sondes géothermiques: routes, plantations importantes, conduites du sous‐sol, etc. (estimation):

50% 50%

Surface restante disponible pour les sondes géothermiques 27'700 27'700 m2

Surface totale disponible pour les sondes géothermiques 48'700 27'700 m2

Quantité de chaleur annuelle extraite par m linéaire 60 60 kWh/m/a

Puissance linéaire d'extraction de chaleur 30 30 W/m

Longueur des sondes 200 200 m

Espacement des sondes 8 8 m

Puissance maximale d'extraction de chaleur par les sondes:

4600 2600 kW

Potentiel annuel d'extraction de chaleur du sous-sol par les sondes géothermiques:

9100 5200 MWh/a

dont potentiel sous les nouveaux bâtiments (y compris parkings souterrains)

3900 0 MWh/a

Potentiel annuel d'injection de chaleur dans le sous-sol pour le rafraîchissement (entre 30 et 60 % de la quantité de chaleur extraite du sous-sol):

entre 2700 et 5500 entre 1600 et 3100 MWh/a



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Le schéma suivant montre l’évolution du potentiel géothermique. Le potentiel augmente dû à la démolition de certains bâtiments existants et diminue ensuite en raison des nouvelles constructions qui occuperont une partie du terrain.

Il est à noter que presque la moitié du potentiel géothermique se trouve sous les futures constructions (bâtiments et parkings). Avec les pratiques actuelles, ce potentiel n’est que difficilement exploitable si les sondes géothermiques ne sont pas installées avant de construire les bâtiments ou parkings souterrains. Ce potentiel (de même que le potentiel sous les bâtiments existants ou les routes) reste cependant partiellement exploitable par des sondes installées à proximité immédiate des bâtiments et par des sondes légèrement obliques (légère déviation de 1 à 2° par rapport à la verticale), ce qui nécessite une excellente coordination des usages du sous-sol. Les schémas suivants illustrent ces possibilités.

Potentiel sous les nouvelles constructions



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Schéma indiquant les zones exploitables et non exploitables du sous-sol sous les bâtiments avec des sondes installées à proximité immédiate (3m) des bâtiments :

Bâtim

ent e

xista

nt

Partie du sous-sol non exploitée par les

sondes géothermiques

Distance minimale entre bâtiment et sondes géothermique = 3m

Distance entre les sondes : 8 à 10m

200m



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Schéma indiquant les zones exploitable et non exploitable du sous-sol sous les bâtiments avec des sondes légèrement obliques installées à proximité immédiate (3m) des bâtiments :

Les deux schémas précédents sont simplifiés. En réalité, les sondes géothermiques créent un puits thermique autour d’une sonde géothermique. Même le terrain situé au-delà de 5 m est exploité par une sonde.

Bâtim

ent e

xista

nt

Partie du sous-sol non exploitée par les

sondes géothermiques

Sondes obliques d’une profondeur de 200m (déviation de 2° par

rapport à la verticale : correspond à une

distance horizontale d’environ 7m à 200m de

profondeur)

Distance minimale entre bâtiment et sondes géothermique = 3m

200m



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Puits thermique autour d’une sonde géothermique (source : Huber A., 20052).

L’équilibre entre l’extraction et l’apport de chaleur dans le sous-sol doit être garanti pour maintenir une température moyenne stable du sous-sol à long terme. Ainsi, le potentiel pour le rafraîchissement dépend de la chaleur extraite pour le chauffage et la préparation de l’eau chaude sanitaire. Etant donnée l’absence d’une recharge naturelle importante du sous-sol (par exemple par une nappe), une valorisation importante de la géothermie pour le chauffage n’est possible qu’en injectant de la chaleur dans le sous-sol, soit via un rafraîchissement par géo-cooling, soit par une injection d’un surplus de chaleur estivale provenant de capteurs solaires thermiques ou de CADIOM. 2 Huber A., 2005. Erdwärmesonden für Direktheizung, Phase 1 : Modellbildung und Simulation, rapport de l’OFEN,



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4.1.2 Potentiel de stockage saisonnier dans le sous-sol Les zones les plus favorables à un stockage géothermique saisonnier sont celles présentant des terrains argileux ou argilo-limoneux d’une certaine épaisseur. Dans le canton de Genève, ces zones se trouvent principalement dans le prolongement du lac. Le périmètre du PLQ « VVF » est quasiment dépourvu de couches argileuses. Il n’est pas impossible de faire un stockage saisonnier dans ce périmètre, ce n’est toutefois pas la zone la plus favorable pour déphaser de grosses quantités de chaleur que l’on pourrait transporter vers une zone favorable (en particulier le surplus estival de CADIOM). Potentiel de stockage saisonnier dans les terrains argileux

Pour l’analyse du potentiel d’un stockage géothermique saisonnier dans le périmètre du PLQ « VVF », il convient de distinguer les deux cas suivants :

1) Potentiel pour le stockage de chaleur de provenance locale (=environ le périmètre du concept énergétique territorial) ;

2) Potentiel pour le stockage de la chaleur fatale des Cheneviers, en particulier pour le surplus estival ne pouvant être valorisé par les réseaux de chauffage à distance.



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Ces deux cas n’ont pas le même périmètre d’analyse pertinent. Le premier cas doit être analysé à l’échelle locale, le deuxième à l’échelle du réseau de chauffage à distance. Le premier cas permet de stocker en particulier des rejets de chaleur locaux, un éventuel surplus estival d’une production de chaleur par des capteurs solaires thermiques ou la chaleur provenant d’un rafraîchissement estival des locaux par exemple par géocooling. Le stockage de ces sources de chaleur doit se faire sur place par des sondes géothermiques. L’injection de chaleur dans les sondes doit faire partie intégrante du dimensionnement des sondes géothermiques (ou champs de sondes géothermiques) afin de garantir l’équilibre thermique du sous-sol à long terme. Le stockage de ces sources de chaleur peut se faire même si les conditions géologiques ne sont pas des plus favorables, car c’est une condition pour une utilisation durable de la géothermie par des sondes. Le deuxième cas requiert une approche différente qui doit se faire à l’échelle du réseau de chauffage à distance. Le principe de base sera alors de prioriser les sites potentiels pour un stockage saisonnier par leur rentabilité :

En principe, le projet 1, plus rentable, sera réalisé avant le projet 2, le projet 2 avant le projet 3, et le projet 4 ne sera pas réalisé du tout (absence de rentabilité). La « rentabilité » d’un projet de stockage saisonnier dépend notamment de la proximité de la source de chaleur (c’est-à-dire du réseau CAD), des conditions du sous-sol (terrains argileux = favorables) et des possibilités de valoriser la chaleur stockée (c’est-à-dire la présence de preneurs de chaleur à proximité du stockage).

« Rentabilité » Limite de rentabilité

Projet 3Projet 2 Projet 1

Projet 4

Priorité décroissante



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Au lieu d’utiliser le terrain naturel comme milieu pour le stockage de la chaleur, il est également possible de construire un milieu artificiel, comme cela a été fait à plusieurs endroits en Allemagne, par exemple : Stockage dans une cuve d’eau, température maximale = 95° C (sans mise sous pression)3

Stockage dans un bassin de terre, température maximale = 80°C4

Exemple d’un stockage saisonnier à Hambourg dans une cuve d’eau de 4500 m3, alimenté par 2000 m2 de capteurs solaires thermiques5. Il n’est pas recommandé d’installer un tel stockage « artificiel » sous les bâtiments, en raison des risques de dilatations thermiques et de la durée de vie probablement inférieure du stockage à celle des bâtiments. Par conséquent, un tel stockage ne doit pas nécessairement être construit avant les bâtiments.

3 Source : http://www.saisonalspeicher.de/ 4 Source : http://www.saisonalspeicher.de/ 5 Source : http://www.saisonalspeicher.de/



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En résumé, il peut être conclu pour le périmètre Vieusseux – Villars – Franchises :

- Qu’un stockage saisonnier est indispensable dans le cas d’installations de sondes géothermiques afin de garantir l’équilibre thermique du sous-sol à long terme. On parlera alors plutôt d’une « recharge thermique estivale » et la source de chaleur sera locale (rafraîchissement des locaux, solaire, etc.).

- Qu’un stockage saisonnier pour déphaser le surplus de chaleur estivale des Cheneviers devra être planifié à des endroits plus « rentables », notamment dans des milieux argileux et si possible plus proches de la source de chaleur (Cheneviers). Un tel projet devrait être planifié sur la base d’une analyse systématique plutôt que par une opportunité déclenchée par une procédure d’aménagement du territoire.

4.1.3 Evaluation du potentiel géothermique de moyenne profondeur6 On constate une certaine tendance vers une prospection et une exploitation de la géothermie de moyenne profondeur, en particulier des aquifères situés entre environ 1000 et 2500 m de profondeur. La température à ces profondeurs se trouve environ entre 45 et 95 °C. Une valorisation optimale de cette ressource nécessite des réseaux de chaleur. Ainsi, le périmètre (élargi) de Vieusseux serait un endroit idéal du point de vue des infrastructures énergétiques pour un projet géothermique de moyenne profondeur pour autant que les conditions géologiques locales s’avèrent favorables. SIG et l’Etat de Genève mènent actuellement le programme de prospection GEothermie 2020 qui devra fournir des informations plus détaillées sur la faisabilité de tels projets. Principe d’un doublet géothermique7 :

6 Les informations de ce chapitre ont été aimablement transmises en février 2014 par Michel Meyer, responsable du programme GEothermie 2020, SIG. 7 Source : energeô La Côte : http://energeo-lacote.ch/le-projet



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L’étude du potentiel géothermique du Canton de Genève8 a permis d’illustrer plusieurs coupes géologiques du bassin genevois. La coupe 3, dont l’emplacement est indiqué sur la carte ci-dessous, est la plus proche du périmètre VVF :

8 Evaluation du potentiel géothermique du canton de Genève – PGG, Rapport final, Octobre 2011.

Périmètre Vieusseux – Villars - Franchises

Coupe 3



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Le tableau suivant indique les couches géologiques potentiellement aquifères (jusqu’à 2500m de profondeur) :

Couche géologique

Profondeur Température attendue (avec un gradient géothermique de 33°C/km)

Débit envisageable* Puissance thermique envisageable avec un doublet* (avec une température de retour de 25°C)

Crétacé Env. 750m 37° C >20 l/sec > 1MW

Malm Env. 1500m 58° C 20 à 40 l/sec ; (100 l/sec si très

perméable) Grande variété de débits

(selon les expériences d’ailleurs)

3 – 6 MW (14 MW pour 100 l/sec)

Dogger Env. 2500m 91° C 20 à 30 l/sec 5 – 8 MW

*indications très grossières sur la base de projets d’ailleurs et d’estimations de la part de spécialistes, pouvant varier fortement. Une prospection géotechnique et des forages d’exploration seront nécessaires pour confirmer ces indications. Place nécessaire pour les installations en surface : Pour une plateforme de forage permettant de forer à 2500 m de profondeur, il faut prévoir au maximum une surface d’environ 4000 m2. La surface est moindre pour des forages moins profonds. Le schéma ci-dessous indique plusieurs emplacements possibles de 4000 m2 ou plus pour une installation de forage. Après le forage, il ne reste que la tête de puits (qui doit être en dehors des surfaces prévues pour les constructions, en particulier dans le cas des emplacements prévus pour de l’équipement public).



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Emplacements possibles pour une station de forage à 2500 m de profondeur (emplacements indiqués indépendamment des conditions géologiques)

Intégration du périmètre « Vieusseux – Villars – Franchises » dans le programme GEothermie 2020 : Des conditions géologiques favorables sont une condition sine qua non pour l’exploitation de la géothermie de moyenne et grande profondeur par un système ouvert (doublet). Plus le débit d’eau et la température sont élevés, plus les conditions sont favorables pour la mise en place d’un doublet géothermique. Bien qu’il soit important d’avoir des preneurs de chaleur à proximité d’un puits géothermique pour la valorisation de la chaleur, la demande de chaleur ne doit pas être le premier critère pour le choix de l’emplacement d’un forage géothermique de moyenne ou grande profondeur. C’est la raison pour laquelle ce périmètre doit être inclus dans le programme GEothermie 2020, mené par SIG et l’Etat de Genève. Ce programme prévoit une première campagne géophysique en 2014 ayant comme objectif de mieux caractériser les différentes couches géologiques de « moyenne profondeur », en particulier aux alentours des failles géologiques connues. Une phase de prospection détaillée est prévue pour fin 2014/2015. Elle permettra éventuellement de réaliser quelques forages exploratoires à 1000 – 1500 m de profondeur. Lors de cette phase de prospection détaillée, les critères géologiques devront être croisés avec les critères « de surface », notamment le potentiel de valorisation de la chaleur, ce qui pourrait rendre le site de « Vieusseux – Villars – Franchises » intéressant pour autant que les conditions géologiques soient favorables à cet endroit.



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Concrètement, il conviendra d’évaluer l’intérêt d’inclure le site de « Vieusseux – Villars – Franchises » dans la phase de prospection détaillée, sur la base des conclusions des différentes études en cours et des résultats de la campagne géophysique de 2014. Conclusions : Le périmètre Vieusseux – Villars – Franchise doit être intégré dans le programme GEothermie 2020 comme une zone stratégique en raison de son réseau de chaleur existant. Le choix des sites pour des forages d’exploration doit cependant découler principalement d’études géologiques et de campagnes géophysiques, et non pas de critères d’aménagement du territoire. Si les conditions géologiques s’avèrent favorables dans ce périmètre, la configuration favorable en surface (grande densité de besoins de chaleur, distribution par un réseau de chaleur, place disponible pour une plateforme de forage) justifierait l’étude d’un projet géothermique à moyenne profondeur et la planification des investigations y relatives. Dans l’intervalle, il est important d’optimiser les conditions de valorisation pour la chaleur géothermique, en particulier en abaissant au maximum les niveaux de températures du réseau de Vieusseux. 4.1.4 Evaluation du potentiel solaire Le potentiel de l’énergie solaire thermique et photovoltaïque dépend de la surface des toitures disponible pour la mise en place de capteurs thermiques ou de panneaux photovoltaïques et de leur rendement. Le solaire photovoltaïque peut être valorisé à travers le réseau électrique. Les possibilités de valorisation du solaire thermique dépendent des besoins de chaleur du PLQ, en particulier des besoins d’ECS, et des capacités de stockage de la chaleur. La surface des toitures et des façades étant limitée, le choix entre panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité et capteurs thermiques pour la production de chaleur doit être optimisé. Les panneaux hybrides (panneaux photovoltaïques récupérant simultanément de la chaleur) permettent de combiner les deux technologies, bien que le rendement thermique soit inférieur à celui de capteurs thermiques traditionnels. Pour le choix entre panneaux photovoltaïques et capteurs thermiques, il convient de tenir compte des autres sources de chaleur disponibles. Dans la zone d’approvisionnement de CADIOM et du CAD Lignon, les panneaux thermiques sont actuellement déconseillés par l’OCEN9 en raison de la disponibilité via CADIOM et le CAD Lignon de la chaleur fatale10 de l’UIOM des Cheneviers. Une valorisation de l’énergie solaire thermique au détriment de CADIOM pénalise directement la rentabilité économique du réseau CADIOM. Cette situation risque d’évoluer (par exemple par une extension du réseau CAD) et il convient de prendre toutes les mesures conservatoires pour maintenir une flexibilité quant à la valorisation du solaire thermique.

9 Information obtenue par l’OCEN en novembre 2013. 10 La chaleur fatale est une chaleur inéluctablement présente ou piégée dans certains processus qui parfois peut être récupérée et/ou valorisée. Ce terme désigne aussi la chaleur qui serait perdue si on ne l'utilisait pas au moment où elle est disponible.



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Irradiation solaire (Source : SITG)

Evaluation du potentiel solaire

Pot. min.

Pot. max.

Surface des toitures ‐ nouveaux bâtiments:

Bâtiment A 911 m2

Bâtiment B 1123 m2

Bâtiment C 1123 m2

Bâtiment D 1123 m2

Bâtiment E 1542 m2

Bâtiment F 1340 m2

Bâtiment G (estimation) 600 m2

EP 1 (équipement public) (estimation) 1100 m2

EP 2 (équipement public) (estimation) 1000 m2

Surface totale des toitures (nouveaux bâtiments) 9862 m2

Surface des toitures ‐ bâtiments existants et restant en place:

Bâtiment Cité Vieusseux 1‐7 1451 m2




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Pot. min.

Pot. max.


Bâtiment Cité Vieusseux 14 420 m2


Bâtiment Route de Franchise 54‐56 2062 m2

Bâtiment Edmond‐Vaucher 50 208 m2

Surface totale des toitures adaptées (bâtiments existants et restant en place): 9193 m2

Part des toitures disponible pour panneaux solaires (le reste de la toiture pouvant être occupée par les installations techniques, les terrasses, l'accès à la toiture, etc.)

60% 80%

Surface de toiture nécessaire pour les capteurs thermiques ou panneaux photovoltaïques

2 m2 de toitures par m2 de capteur/ panneau PV

Surface maximale de capteurs thermiques ou panneaux PV 5717 7622 m2

Production spécifique des panneaux photovoltaïques 130 kWhél/m2/a

Production spécifique des capteurs thermiques: 540

Potentiel valorisable (=fonction des besoins et du stockage) 400 540 kWhth/m2/a

Potentiel solaire PV (si 100% PV)

743 991 MWhth/a

dont bâtiments existants: 359 991 MWhth/a

Potentiel solaire thermique (si 100% thermique)

2287 4116 MWhth/a

dont bâtiments existants: 1103 1986 MWhth/a

Le potentiel des façades des bâtiments pour l’installation de panneaux photovoltaïques ne peut être évalué à ce stade parce qu’il dépend des choix architecturaux. Le potentiel est cependant présent, et une valorisation des façades sud (meilleur rendement), mais également est et ouest (bon rendement, production d’électricité déphasée par rapport aux pointes « solaires »), devra être envisagée et étudiée dans le cadre des différents projets de construction. Le potentiel solaire est également à mettre en relation avec les éventuels besoins de recharge thermique du sous-sol en cas d’utilisation de la géothermie.



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4.1.5 Evaluation du potentiel des eaux usées Le schéma ci-dessous montre le réseau des collecteurs d’eaux usées et d’eaux mélangées. Il y a plusieurs collecteurs d’eaux mélangées autour du périmètre « VVF ». Une valorisation optimale du potentiel énergétique des eaux usées doit être planifiée et coordonnée à l’échelle du bassin versant de la STEP. Cette ressource est limitée est peut être exploitée à différents endroits du réseau d’eaux usées. Par conséquent, les eaux usées devraient être valorisées dans une zone dépourvue d’autres sources de chaleur renouvelables (p.ex. dans une zone d’interdiction de sondes géothermiques) ou proche de la STEP pour des questions d’économies d’échelles des installations (PAC). En raison de la présence d’autres sources de chaleur, en particulier le réseau CAD et la géothermie, il n’est pas adéquat de valoriser cette ressource dans le périmètre « VVF ». Carte du réseau des collecteurs d’eaux usées et d’eaux mélangées

4.1.6 Aérothermie L’aérothermie pourrait être exploitée pour les pompes à chaleur (PAC) air-eau, mais le rendement est faible et le problème phonique difficile à résoudre à cette échelle.



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4.1.7 Rejets thermiques La carte ci-dessous indique les rejets thermiques dans le périmètre du PLQ et aux alentours :

A l’intérieur du PLQ, il n’y a pas de rejets thermiques importants. Le seul bâtiment à proximité immédiate du PLQ qui pourrait avoir des rejets thermiques est le bâtiment « Swisscom ». Ces éventuels rejets devraient être valorisés en priorité à l’intérieur de ce bâtiment qui est alimenté par la centrale thermique de Vieusseux.

Aucun rejet thermique significatif à l’intérieur

du périmètre

Zone de logement, sans rejets thermique

Bâtiment « Swisscom » : rejets thermiques à valoriser à l’intérieur du bâtiment

Bâtiment administratif sans rejets thermiques significatifs



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4.1.8 Synthèse des ressources énergétiques renouvelables locales Les ressources locales, par définition difficiles à transporter, sont à valoriser en priorité sur place.

Ressource Disponibilité Prestations énergétiques

Contraintes/conflits d’usage

Sondes géothermiques

Ressource disponible Chaleur BT Rafraîchissement

Equilibre thermique du sous-sol à garantir

Potentiellement en conflit avec d’autres usages du sous-sol

Géothermie de moyenne profondeur

A vérifier dans le cadre du programme GEothermie 2020

Chaleur MT/BT Des conditions géologiques favorables sont une condition sine qua non

CAD nécessaire pour valorisation Nuisances pendant la phase de

forage

Nappes d’eaux Indisponible

Solaire PV Ressource disponible ; possibilité d’installation sur les toitures et façades

Electricité À coordonner avec les capteurs thermiques

Potentiellement en conflit avec d’autres usages des toitures et façades

Solaire thermique Ressource disponible ; possibilité d’installation sur les toitures

Chaleur MT À coordonner avec les panneaux PV

Potentiellement en conflit avec d’autres usages des toitures

Aérothermie Disponible Chaleur BT Rendement des PAC dépendant de la température de l’air

Rejets thermiques Aucun rejet thermique significatif n’a été identifié à proximité du PLQ

Eoliennes domestiques

Disponible ; potentiel faible Electricité Nuisances sonores



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4.1.9 Synthèse des ressources énergétiques renouvelables régionales (= ressources transportables) La valorisation optimale des ressources régionales nécessite une planification à leurs échelles spatiales

pertinentes (> PLQ).

Ressource Disponibilité Prestations énergétiques

Contraintes/conflits d’usage

Géothermie profonde

Potentiel non confirmé à ce jour ; à vérifier dans le cadre du programme GEothermie 2020

(Electricité), chaleur HT

CAD nécessaire pour valorisation

Hydrothermie (eaux de surface)

Disponibilité via réseau (évaluations en cours), voir chapitre 4.4.2

Biomasse Indisponible pour des raisons de pollution de l’air

Electricité, chaleur HT

Qualité de l’air

Eaux usées Potentiel inadapté au niveau du PLQ pour permettre sa valorisation

Température minimale à la STEP pour le traitement des eaux usées

Chaleur issue de l’UIOM des Cheneviers

Potentiel disponible via CADIOM/CAD SIG à la centrale thermique de Vieusseux

Chaleur HT 50% renouvelable Disponibilité à Vieusseux limitée en

hiver en raison de la valorisation complète par CADIOM



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4.2 STRUCTURE QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DES BESOINS ÉNERGÉTIQUES ACTUELS ET DE LEUR ÉVOLUTION FUTURE

4.2.1 Besoins énergétiques actuels du site Besoins existants et restant en place: Affectation /

Cat. SIA SRE (m2)

IDC moyen du bâtiment (MJ/a)

Consommation de chaleur (chauffage, ECS) (MWh/a)

Source des données

Bâtiment Cité Vieusseux 1-7 Habitat collectif I 11'300 501 1'575 SITG, couche A.SCANE_INDICE_DERNIER

Bâtiment Cité Vieusseux 9 Habitat collectif I 3'745 421 438 SITG, couche A.SCANE_INDICE_DERNIER

Bâtiment Cité Vieusseux 2-12 (sans VX 10) Habitat collectif I 23'926 507 3'371 SITG, couche A.SCANE_INDICE_DERNIER



Bâtiment Cité Vieusseux 10 Hôpitaux/EMS VIII 6'402 699 1'243

Estimation, sur la base de: SITG surface/hauteur bâtiment, nombre d'étages, période de construction

Bâtiment Cité Vieusseux 14 Ecoles IV 1'911 675 358 Estimation, sur la base de: SITG surface/hauteur bâtiment, période de constr.

Bâtiment Route des Franchises 54-56 Ecoles IV 5'676 700 1'104 Estimation, sur la base de: SITG surface/hauteur bâtiment, période de constr.

Bâtiment Edmond-Vaucher 50 Ecoles IV 566 700 110 Estimation, sur la base de: SITG surface/hauteur bâtiment, période de constr.

Total (MWh/a) 12'146

Besoins existants des bâtiments à démolir: SRE

(m2) IDC moyen du bâtiment (MJ/a)

Consommation (MWh/a)

Source des données

Tous les bâtiments existants et devant être démolis

Habitat collectif I

18'994 679 3'577 SITG, couche A.SCANE_INDICE_DERNIER

A l’exception du bâtiment situé à l’Av. Edmond-Vaucher 50 qui est alimenté par une chaudière à mazout, l’ensemble du périmètre est actuellement alimenté par la centrale thermique située au n° 1, Cité Vieusseux.



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4.2.2 Besoins énergétiques futurs liés au programme de construction Besoins énergétiques des nouveaux bâtiments: Chauffage Eau chaude

sanitaire Chaleur Rafraîchissement Electricité

Acteurs, Bâtiments

Utilisation selon SIA

SRE approximative (m2)

Beso

ins

spéc

ifiqu

es

(MJ/

m2)

Beso

ins

tota

ux

(MW

h/a)

Beso

ins

spéc

ifiqu

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(MJ/

m2)

Beso

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tota

ux

(MW

h/a)

Tota

l cha

leur

(MW

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Beso

ins

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m2)

Beso

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Beso

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spéc

ifiqu

es

(MJ/

m2)

Beso

ins

tota

ux

(MW

h/a)

SCHG Habitat collectif I 56'223 55 859 75 1171 2030 0 0 100 1562

FLPAI Hôpitaux, EMS VIII 5778 80 128 100 161 289 20 32 100 161

VG Ecoles IV (Infrastructure communale) 3800 70 74 25 26 100 0 0 40 42

Total 65'801 1061 1358 2419 32 1764

Besoins énergétiques des bâtiments existants restant en place: Chauffage Eau chaude

sanitaire Chaleur

Rafraîchissement

Electricité

Bâtiments Utilisation selon SIA

SRE (m2)

Beso

ins s

pécif

ique

s (M

J/m

2)

Beso

ins to

taux

(M

Wh/

a)

Beso

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pécif

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s (M

J/m

2)

Beso

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taux

(M

Wh/

a)

Tota

l cha

leur

(MW

h/a)

Beso

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pécif

ique

s (M

J/m

2)

Beso

ins to

taux

(M

Wh/

a)

Beso

ins s

pécif

ique

s (M

J/m

2)

Beso

ins to

taux

(M

Wh/

a)

Bâtiment Cité Vieusseux 1-7 Habitat collectif I

11'300 427 1340 75 235 1575 0 0 10

0 314

Bâtiment Cité Vieusseux 9 Habitat collectif I

3745 346 360 75 78 438 0 0 10

0 104

Bâtiment Cité Vieusseux 2-12 (sans VX 10)

Habitat collectif I

23926 432 2873 75 498 3371 0 0 10

0 665

Bâtiment Cité Vieusseux 16-18

Habitat collectif I

15565 329 1422 75 324 1746 0 0 10

0 432

Bâtiment Cité Vieusseux 11-21

Habitat collectif I

14738 463 1894 75 307 2201 0 0 10

0 409

Bâtiment Cité Vieusseux 10 Hôpitaux/EMS VIII

6402 599 1065 100 178 1243 0 0 10

0 178

Bâtiment Cité Vieusseux 14 Ecoles IV 1911 650 345 25 13 358 0 0 40 21 Bâtiment Route des Franchises 54-56

Ecoles IV 5676 675 1064 25 39 1104 0 0 40 63

Bâtiment Edmond-Vaucher 50

Ecoles IV 566 675 106 25 4 110 0 0 40 6

Total 83'829 10'468 1'678 12146 0 2193



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4.2.3 Synthèse des besoins énergétiques Evolution de la SRE :



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4.3 LES ACTEURS CONCERNÉS ET LEUR RÔLE Les acteurs-clé et leur rôle sont présentés dans le tableau ci-dessous. Au niveau de la maîtrise foncière, trois acteurs sont présents, ce qui facilite la réalisation de cette importante évolution urbaine : la SCHG, la FLPAI et la VdG.

Acteur Rôle

Office Cantonal de l’Energie (OCEN) Acteur-clé dans la planification énergétique territoriale ; Validation des concepts énergétiques (territoriaux et de bâtiment) ; Autorité compétente pour les subventions ; Coordination des différentes approches de planification énergétique territoriale

Société Coopérative d'Habitation de Genève (SCHG) ; Société de droit privé

Propriétaire d’une partie des parcelles du PLQ (voir plan ci-dessous) ; Maître de l'Ouvrage ( responsables pour le choix des standards énergétiques et des variantes d’approvisionnement) Propriétaire du réseau de distribution secondaire entre la centrale thermique de Vieusseux et les différents bâtiments du périmètre. Volonté de réaliser des bâtiments efficaces avec un approvisionnement énergétique performant.

Fondation des Logements pour Personnes Agées ou Isolées (FLPAI) ; Société de droit privé

Propriétaire d’une partie des parcelles du PLQ (voir plan ci-dessous) ; Maître de l'Ouvrage ( responsables pour le choix des standards énergétiques et des variantes d’approvisionnement). Volonté de réaliser des bâtiments efficaces avec un approvisionnement énergétique performant.

Ville de Genève (VdG) Propriétaire d’une partie des parcelles du PLQ (voir plan ci-dessous) ; Maître de l'Ouvrage ( responsables pour le choix des standards énergétiques et des variantes d’approvisionnement). Volonté de réaliser des bâtiments efficaces avec un approvisionnement énergétique performant.

Services Industriels de Genève (SIG) Exploitant du réseau de chauffage CAD Lignon et de la centrale thermique de Vieusseux. Responsable pour la planification du réseau d’eau du lac « GeniLac® » avec CGC Dalkia. Entité responsable pour la gestion opérationnelle du programme GEothermie 2020, en collaboration avec l’Etat.

Service de géologie, sols et déchets (GESDEC)

Service responsable pour la coordination du programme GEothermie 2020, en collaboration avec SIG.

Les différents Maîtres de l'Ouvrage sont conscients de l'enjeu énergétique et soucieux du développement durable. Raison pour laquelle les projets sont respectueux de toutes les règlementations en vigueur afin de minimiser l'impact écologique et énergétique des projets.



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Par contre l'ensemble des Maîtres de l'Ouvrage désire mettre à disposition rapidement, avec un contrôle des coûts, un respect de mise à disposition sur le marché de loyers abordables (LUP), ceci en garantissant une évolution urbaine agréable à vivre. Les recours à des techniques onéreuses à la mise en œuvre et à l'exploitation sont à éviter tout en ayant comme objectif le développement durable. Les trois maîtres de l’ouvrage (la SCHG, la FLPAI et la VdG) et SIG ont été consultés et sont d’accord avec les principes proposé dans ce concept énergétique territorial. Ils vont dans le sens d’une solution économique du développement durable. La Ville de Genève a confirmé oralement la compatibilité de la stratégie énergétique et des recommandations du présent concept énergétique avec la stratégie énergétique de la Ville lors d’une séance de présentation11. Le responsable du programme GEothermie 2020 à SIG a été informé de l’opportunité du périmètre Vieusseux – Villars – Franchises pour les démarches du programme de prospection géothermique.

11 Séance du 9.12.2013 avec M. Santines.



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Acteurs – Maîtres de l'Ouvrage



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4.4 LES INFRASTRUCTURES ÉNERGÉTIQUES EXISTANTES ET PROJETÉES 4.4.1 Principe énergétique existant L'ensemble du périmètre VVF est actuellement chauffé par une centrale thermique située au N°1 Cité Vieusseux. Cette centrale thermique est elle-même alimentée par le réseau CAD des SIG, venant du Lignon et interconnectée à CADIOM. De ce fait, de l'énergie renouvelable est présente pour couvrir une partie des besoins du site. Pendant les mois d’hiver, la chaleur est produite par les chaudières à gaz de la centrale thermique de Vieusseux. De mars à novembre, la chaleur est fournie par le réseau CAD des SIG, avec une partie renouvelable. La part d’énergie renouvelable effectivement fournie dépend des conditions d’exploitation des réseaux, des extensions du réseau, des raccordements supplémentaires et des nouvelles sources d’alimentation du réseau.



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Réseaux CAD-SIG / Lignon-Vieusseux CADIOM



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Réseaux CAD-SIG / Lignon-Vieusseux CADIOM

La particularité de la centrale du quartier de Vieusseux est la suivante:

- Raccordée à la CAD-SIG depuis 2012 par échangeur tubulaire - Echangeur de chaleur CAD-SIG pouvant fonctionner en réinjection sur le réseau primaire - Chaudières (3 unités) au gaz naturel avec secours mazout et récupérateurs intégrés pour un total de 13'950

kW Soit une chaufferie fonctionnant sur un réseau CAD-SIG et pouvant assurer son autonomie pour le site de Vieusseux. Mais il est également possible, depuis cette centrale thermique, de réinjecter, en cas de secours, de l'énergie dans le réseau de la CAD-SIG.



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A noter que cette production de chaleur (échangeur-chaudières-primaire) appartient depuis son raccordement à la CAD, aux SIG. Puissance souscrite 10'000 kW Puissance maximum 13'950 kW Remarque: Le bâtiment de l'Administration Fédérale, ainsi que le collège Henri-Dunant sont raccordés en direct à la CAD-SIG (dès 2013) sans passer par la centrale thermique de Vieusseux selon souhait des SIG. Ceci a été rendu possible par la pose de conduites sur la route des Franchises vers le carrefour du Bouchet.

Le couplage chaleur-force (CCF) : Les installations de couplage chaleur-force permettent la production simultanée d’électricité et de chaleur. Ces installations permettent d’augmenter significativement le rendement énergétique global par rapport à une chaudière (production de chaleur sans électricité) ou une production électrique sans valorisation de la chaleur. Actuellement, il n’y a aucune installation de couplage chaleur-force dans le périmètre « VVF ». Les conditions-cadre économiques ne permettent actuellement pas une exploitation économiquement raisonnable de telles installations à l’échelle d’un quartier. D’un point de vue technique (puissance, distribution de la chaleur par le réseau) la centrale thermique de Vieusseux pourrait être un site favorable pour l’installation d’un couplage chaleur-force. Cette possibilité pourrait être reconsidérée lorsque les conditions-cadre économiques le permettront.



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4.4.2 Le réseau d’eau du lac GeniLac® GeniLac® est un projet de réseau d’eau du lac actuellement en planification par SIG et CGC Energie . Le projet GeniLac® est composé de deux branches : une pour le centre-ville, l’autre pour la zone aéroportuaire. Le nouveau réseau, d’une capacité de l’ordre de 80 MW, sera alimenté par un échangeur au Vengeron et organisé en boucle fermée (zone aéroportuaire) et avec deux conduites. Il pourrait être opérationnel dès 2017/2018. D’après le stade actuel de la planification, il est fort probable que les secteurs de chaque côté de la route de Meyrin à l’extrémité est du territoire communal de Vernier soient alimentés par le réseau GeniLac®. D’après les informations de SIG12, la possibilité d’amener une conduite d’eau du lac entre le lac et Chandieu serait également étudiée. Ces deux secteurs sont déjà reliés par une galerie technique (voir ci-dessous), et il n’est pas exclu que le réseau GeniLac® soit disponible à l’avenir en bordure du périmètre « VVF ».

4.4.3 Galeries techniques Les galeries techniques ne sont pas des infrastructures énergétiques proprement dites, mais permettent, selon leurs contraintes respectives, une installation relativement simple et économique de réseaux énergétiques. Elles sont donc d’un intérêt particulier pour la planification énergétique territoriale. La figure ci-dessous montre le tracé des galeries techniques à proximité du PLQ 29950. Galerie technique à proximité du PLQ

Dans la planification de GeniLac®, la possibilité d’utiliser des galeries techniques est étudiée par SIG/CGC Energie.

4.4.4 Le réseau du gaz Le réseau du gaz est disponible à l’intérieur du PLQ (et alimente actuellement la centrale thermique située au n° 1, Cité Vieusseux).

12 Informations obtenues par téléphone en novembre 2013 de la part de M. Michel Monnard, responsable des activités thermiques à SIG.



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4.4.5 Le réseau électrique Le secteur du PLQ est desservi par le réseau électrique. 4.5 SYNTHÈSE DE L'ÉTAT DES LIEUX ÉNERGÉTIQUE Les deux graphes ci-dessous permettent de comparer grossièrement l’offre13 énergétique locale (géothermie et solaire) et la demande énergétique du PLQ à l’état futur.

Le graphe ci-dessus n’indique pas le potentiel des ressources renouvelables transportables telles que CADIOM ou les eaux usées, ni la géothermie de moyenne et grande profondeur. Leur potentiel doit être évalué au périmètre pertinent de chaque ressource et leur valorisation doit être coordonnée et planifiée à une échelle spatiale plus large que le PLQ. La comparaison entre l’offre et la demande énergétique locale montre qu’il est extrêmement difficile de couvrir l’ensemble des besoins thermiques par les énergies renouvelables, ce qui confirme l’intérêt de maintenir le principe d’approvisionnement par un réseau de chauffage à distance. Cela permet d’augmenter les possibilités d’utilisation des

13 Pour le potentiel géothermique, il s’agit de la chaleur à la sortie des sondes, sans la partie électrique de la PAC, qui dépend du COP de la PAC, et donc de la prestation à fournir (ECS ou chauffage BT).



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ressources énergétiques renouvelables, en particulier la part renouvelable de CADIOM et, éventuellement, la géothermie de moyenne ou grande profondeur à l’avenir. Le potentiel géothermique de faible profondeur (sondes géothermiques) permettrait cependant de couvrir largement les besoins thermiques des nouveaux bâtiments (environ 2.4 GWh pour la chaleur). La comparaison montre également un fort déséquilibre pour l’électricité.



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5 STRATÉGIE ÉNERGÉTIQUE ET RECOMMANDATIONS 5.1 PRINCIPES GÉNÉRAUX DE LA STRATÉGIE ÉNERGÉTIQUE DU PÉRIMÈTRE « VVF » Conformément à la stratégie énergétique cantonale, proposée par le Conseil d’Etat, il convient de

minimiser la demande d’énergie, valoriser au maximum le potentiel énergétique du territoire, et de mobiliser les acteurs-clé.

Dans une optique d’une valorisation optimale à l’échelle cantonale des différentes ressources énergétiques renouvelables et locales ainsi que des rejets thermiques, on peut retenir les constats et principes suivants pour le périmètre « VVF » :

Les infrastructures énergétiques actuelles, en particulier la centrale thermique située au n° 1, Cité Vieusseux, la liaison avec le CAD Lignon/CADIOM et les réseaux de distribution secondaire du quartier doivent être maintenus et continuer à apporter une plus-value pour la politique énergétique.

La centrale thermique et le réseau de quartier assurent une grande flexibilité quant à la source d’approvisionnement et pour la valorisation des énergies renouvelables, ainsi que pour la sécurité d’alimentation du réseau CAD Lignon. Le périmètre « VVF » est ainsi un élément important dans le réseau CAD du Lignon qu’il convient de mettre au bénéfice d’une évolution favorable de l’ensemble du réseau CAD.

Au niveau du périmètre élargi, les acteurs concernés (en particulier SIG et CADIOM) doivent prendre toutes les mesures pour améliorer l’efficacité générale du réseau de chauffage à distance et augmenter la part d’énergie renouvelable dans le réseau.

Malgré les avantages que présentent les réseaux énergétiques et un approvisionnement centralisé, il faut constater aujourd’hui que le réseau est actuellement alimenté principalement par des énergies fossiles et que cette situation n’est clairement pas compatible avec la société à 2000 Watts.

Vu les incertitudes sur l’évolution des réseaux, en particulier sur les possibilités d’augmenter la part d’énergie renouvelable dans le réseau (p.ex. géothermie de moyenne/grande profondeur, PAC haute température sur GeniLac) et d’améliorer l’efficacité générale (p.ex. par des installations de couplage chaleur-force), des mesures conservatoires et des mesures de planification doivent être prises aujourd’hui afin de garantir une contribution adéquate de ce périmètre à l’atteinte de la société à 2000 Watts à long terme.

Ainsi, l’accès aux ressources renouvelables, locales et limitées doit être raisonnablement « sécurisé » afin de permettre une éventuelle valorisation future.



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5.2 STRATÉGIE ÉNERGÉTIQUE PROPOSÉE POUR LE PLQ 29950 La stratégie énergétique du PLQ 29950 devra permettre, en partant de la situation actuelle, de contribuer à l’atteinte de l’objectif de long terme de la Société à 2000 Watts sans nucléaire. Ainsi, la stratégie énergétique du PLQ 29950 est composée de trois volets :

1. Les actions à court terme 2. Les mesures de planification pour le moyen terme 3. Les mesures conservatoires pour le moyen et long terme

Cette stratégie énergétique, qui est une stratégie de transition, a l’avantage de pouvoir être adaptée selon l’évolution du contexte (conditions-cadres technico-économiques, accès aux ressources, évolution des besoins, enjeux de politique énergétique et climatique, etc.).

2013

Actions à court terme

Mesures de planification pour le moyen terme

Mesures conservatoires pour le moyen et long terme

Stratégie énergétique

VVF



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5.2.1 Actions à court terme Pour l’organisation générale du quartier : Actions Acteurs

responsables

- Maintenir la centrale thermique et les réseaux secondaires du quartier (à l’exception des réseaux alimentant les bâtiments à démolir) ; certaines liaisons sont à réorganiser en raison des différentes constructions prévues (voir plan, chapitre 6).

SIG, SCHG, FLPAI, VdG

Pour les nouveaux bâtiments : Actions Acteurs

responsables

- Minimiser les besoins énergétiques au maximum en choisissant un standard énergétique élevé (Minergie P ou Très Haute Performance Energétique (THPE) selon la loi sur l’énergie) ;

SCHG, FLPAI, VdG

- Alimenter les nouveaux bâtiments par la centrale thermique de Vieusseux, alimentée en hiver par le gaz naturel (secours au mazout) et du printemps et l’automne par le CAD Lignon/CADIOM pour bénéficier de la chaleur fatale issue de l’UIOM des Cheneviers (50% renouvelable) ;

SIG, SCHG, FLPAI, VdG

- Prévoir la température la plus basse possible pour la distribution de la chaleur depuis la centrale thermique de Vieusseux (p.ex. 70°C), afin de maximiser les possibilités de valorisation d’éventuelles sources d’énergies renouvelables, en particulier la géothermie de moyenne profondeur et le futur réseau « GeniLac® » ;

Bureau d’ingénieur, SIG, SCHG, FLPAI, VdG

- Equiper les toitures et les façades au maximum par des panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité (dans le cas d’un raccordement au réseau CAD via la centrale thermique de Vieusseux, les capteurs solaires thermiques sont déconseillés en raison de la disponibilité de la chaleur fatale des Cheneviers, via CADIOM) ;

Bureau d’ingénieur, SCHG, FLPAI, VdG

- Alternativement, alimenter les nouveaux bâtiments par des sondes géothermiques, en particulier ceux présentant des besoins de rafraîchissement (EMS). Dans ce cas, équiper les toitures par des capteurs solaires thermiques pour couvrir au moins 50% des besoins d’ECS.




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Pour les bâtiments existants : Actions Acteurs

responsables

- Le bâtiment sis Avenue Edmond-Vaucher 50, actuellement chauffé par une chaudière à mazout, pourra être raccordé à la centrale thermique de Vieusseux via la conduite raccordant le bâtiment « Swisscom » et le nouveau bâtiment d’équipement public à la centrale thermique de Vieusseux.

VdG

- Equiper les toitures et les façades au maximum par des panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité (les capteurs solaires thermiques sont déconseillés en raison de la disponibilité de la chaleur fatale des Cheneviers, via CADIOM) ;

SCHG, FLPAI, VdG

La stratégie thermique proposée pour ce périmètre est basée sur un approvisionnement centralisé via la centrale thermique existante de Vieusseux. C’est la poursuite du principe d’approvisionnement actuel qui présente tous les avantages en termes de flexibilité d’approvisionnement et de valorisation d’énergies renouvelables (notamment via CADIOM, et dans le futur éventuellement aussi par la géothermie de moyenne ou grande profondeur). Cependant, malgré les avantages que présentent les réseaux énergétiques et un approvisionnement centralisé, il y a des incertitudes importantes quant aux possibilités d’améliorer la structure d’approvisionnement du réseau de chauffage à distance. L’évolution des conditions-cadre économiques des installations de couplage chaleur-force est incertaine et la possibilité d’une exploitation d’éventuels aquifères dans le sous-sol à moyenne ou à grande profondeur doit d’abord être démontrée. Il est donc tout à fait justifiable de maintenir, en alternative à la stratégie « réseau », une stratégie énergétique pour les nouveaux bâtiments du PLQ basée sur des sondes géothermiques et du solaire thermique. 5.2.2 Mesures de planification pour le moyen terme Pour la centrale thermique et l’approvisionnement des réseaux CAD SIG : Mesure Acteurs responsables

- Abaisser au maximum la température de distribution dans les conduites depuis la centrale thermique de Vieusseux afin d’augmenter les possibilités de valoriser les ressources renouvelables, en particulier la géothermie de moyenne profondeur et la chaleur de « GeniLac® ».

Bureau d’ingénieur, SIG, SCHG, FLPAI, VdG

- Planifier des sites possibles pour des projets géothermiques de moyenne profondeur. Si les conditions géologiques s’avèrent favorables à l’endroit du PLQ 29950, planifier une prospection géophysique et, le cas échéant, un forage exploratoire pour alimenter la centrale thermique de Vieusseux et/ou le réseau CAD. Les emplacements possibles pour une plateforme de forage sont indiqués sur la carte du chapitre 4.1.3). Ces travaux sont à coordonner avec le programme GEothermie 2020, mené conjointement par SIG et l’Etat de Genève.

SIG (responsable du programme GEothermie2020), Etat, en collaboration avec SCHG, FLPAI, VdG



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Mesure Acteurs responsables

- Etudier les possibilités d’utiliser les galeries techniques existantes (voir chapitre 4.4.3) pour acheminer l’eau du lac à proximité du réseau CAD SIG et de l’alimenter par des PAC à haute température.

SIG/CGC Dalkia

5.2.3 Mesures conservatoires pour le moyen et long terme Pour l’organisation générale du quartier :


- Prévoir les réservations nécessaires sur le PLQ pour les futurs raccordements à la centrale thermique.

Bureau d’ingénieur, Office de l’urbanisme

- Prévoir la possibilité (place, raccordements, etc.) de remplacer une ou plusieurs des chaudières bicombustibles de Vieusseux par des installations de couplage chaleur-force. L’objectif est de pouvoir rapidement installer un CCF dès que les conditions cadres technico-économiques deviennent favorables.

SIG

Pour les nouveaux bâtiments :


- Prévoir la possibilité future (en particulier les gaines techniques) d’installer des capteurs thermiques en toiture. Les capteurs thermiques deviendront intéressants dès que le surplus de chaleur estivale de CADIOM peut être valorisé autrement.


- Prévoir un chauffage à très basse température, compatible avec une éventuelle future alimentation par des sources d’énergie renouvelables (notamment des sondes géothermiques ou le réseau GeniLac®)


- Prévoir une surcharge admissible d’au moins 50kg/m2 sur les toitures pour l’installation de tout type de panneaux solaires photovoltaïques ou de capteurs solaires thermiques.


- Dans la mesure du possible, prévoir toutes les sorties de toitures centralisées et regroupées afin de libérer la plus grande surface libre possible pour l’installation de panneaux photovoltaïques ou de capteurs solaires thermiques.




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6 RÉSERVATIONS POUR LES INFRASTRUCTURES ÉNERGÉTIQUES Le schéma ci-dessous indique les réservations à prévoir sur le PLQ pour les infrastructures énergétiques.



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Précisions : Les tracés des liaisons CAD tiennent compte du phasage prévu du PLQ pour la construction des différents

bâtiments et parkings souterrains. Les réservations pour les liaisons CAD sont suffisamment flexibles pour que la stratégie de raccordement puisse être adaptée à d’éventuelles modifications du phasage prévu pour le PLQ.

Pour des raisons d’efficacité de la centrale thermique de Vieusseux, il est proposé de raccorder tous les nouveaux bâtiments via des liaisons CAD secondaires à la centrale thermique.

Si la stratégie basée sur la géothermie est retenue pour les nouveaux bâtiments, une surface d’environ 8600 m2 est nécessaire pour les sondes géothermiques (d’une profondeur de 200m et espacées de 8m), ce qui correspond à environ 50% de la surface indiquée en marron sur la plan. C’est-à-dire 50% de la surface indiquée sur le plan doit rester disponible pour la mise en place de sondes géothermiques (notamment libre de plantations importantes).

L’installation des panneaux solaires photovoltaïques ou de capteurs thermiques est à coordonner avec d’éventuelles autres utilisations des toitures (végétalisation, terrasses, etc.). Dans la mesure du possible, prévoir toutes les sorties de toitures côté nord afin de libérer la plus grande surface possible pour l’installation de panneaux photovoltaïques ou de capteurs solaires thermiques.

Les emplacements possibles pour une installation de forage pour la géothermie à moyenne profondeur sont indiqués sur la carte du chapitre 4.1.3.

Etabli, le 13_février 2014 D. Hirt / A. Sudano / R. Nägeli

Documents

Hirt Dominique - GE.CHComme le montre la figure ci-dessous, le secteur est actuellement occupé par de nombreux bâtiments : Vue aérienne du site. Le PLQ vise un renouvellement urbain