INTÉGRER LA GÉOTHERMIE DANS LE BÂTIMENT ET LES INFRASTRUCTURES · INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES Longueur totale 16 kilomètres, dont 14 sur territoire suisse La ligne ferroviaire

BG Ingénieurs Conseils

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INTÉGRER LA GÉOTHERMIE DANS LE

BÂTIMENT ET LES

INFRASTRUCTURES:

EXEMPLES ET SAVOIR-FAIRE DE BG

INGÉNIEURS CONSEILS SA

1Juin 2017Conférence Alliance - EPFL

Orateur: Dr. Guillaume Massard, Chef d'unité Bâtiment Énergie Territoriale (BET)

[email protected]

+41 79 852 05 96

En collaboration avec: Emmanuel Rigaud (Domaine Infrastructures), Loïc Lepage (Domaine Bâtiment)

BG Ingénieurs Conseils 2

SOMMAIRE

Juin 2017Conférence Alliance - EPFL

Quelle géothermie?

Géothermie et

infrastructures:

potentiel des

parois moulées

Géothermie et

éco-quartiers:

potentiel à faible

profondeur

Géothermie et

industrie: l'essor

de la moyenne

profondeur

Géothermie et

stockage

saisonnier:

l'avenir…

Perspectives

BG Ingénieurs Conseils Juin 2017Conférence Alliance - EPFL 3

QUELLE GÉOTHERMIE ?


QUELLE GÉOTHERMIE ?

Gamme d'exploitation de l'énergie naturelle Haute / moyenne énergie (>150°C / 80 →150°C)

Utilisation directe/indirecte en production électrique

Basse énergie (40 → 80°C)

Utilisation directe en chauffage

Très basse énergie (< 30°C) : Utilisation indirecte en chauffage/climatisation individuel (via une PAC)

Méthodes d'échange de l'énergie Forages spécifiques (champs de sondes)

Opportunités (infrastructures)

Étude systématique des opportunités dans le cas des phases d'avant-projet



INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES

Longueur totale 16 kilomètres, dont 14 sur territoire suisse

La ligne ferroviaire CEVA relie Cornavin à Annemasse.


Opportunités étudiées sur env. 5'800 m de tranchées couvertes en parois moulées

Modélisation aux EF via FRACTure – utilisé en 2D (réalisé par Geowattet Enercret)

Hypothèses retenues

4 secteurs analysés représentant une surface potentielle activable de 230 000 m2

Scénario étudié avec couplage d'un apport externe


Modélisation 2D des parois moulée: Schéma du modèle retenu



Projet géothermie en parois moulées Surface complète activable évaluée à 230'000 m2

Bilan financier en parois moulée: environ 100 CHF/m2 (CHF HT/m2 - valeur 2008) pour l'ensemble

Projet réalisé: pilote tardif sur 7600 m2 avec coût réel de 200 CHF/m2

Projet géothermie CABA

Surface projet PM : 4'200 m2

Surface projet Radier : 3'430 m2

Puissance totale 200 kW

Devis travaux sous forme d'offre complémentaire 1'423'000,- CHF HT soit 185,-/m2



Contraintes de mise en oeuvre : Intégration sans éléments visibles dans les espaces publics et limitation des longueurs unitaires de tube à environ 100 ml

Pas de sortie de tubes ou collecteurs sur le domaine public

Espacement des tubes : 2 couples de tubes par cages d'armature des parois moulées et espacement de 50 cm en radier

Difficultés de conception ?

Juin 2017Conférence Alliance - EPFL 8




Parois moulées – Cages mises en œuvre en 1 élément


Radier– Équipements en nappe inférieure



L'ÉCO-QUARTIER: LA FAIBLE PROFONDEURQUARTIER DES CÈDRES À CHAVANNES-PRÊT-RENENS

en charge du contracting

énergétique



BG Ingénieurs Conseils SA

1. Concept énergétique globale pour le quartier

(PAC CH + solaire thermiques ECS (30%) +

géocooling FR)

2. Calibration du test de réponse thermique et

péjoration des propriétés thermiques du terrain

3. Simulation horaire des besoins

4. Simulation horaire de l'évolution de la

température du fluide caloporteur dans les

sondes sur 50 ans

5. Optimisation du dimensionnement du champ de

sondes et des choix techniques.

6. Implantation et coordination des forages

7. Suivi et réception des travaux

8. Études et suivi de la réalisation des centrales

thermiques



Calibration du test de réponse thermique et péjoration des propriétés

thermiques du terrain (Logiciel PILESIM2)

BG Ingénieurs Conseils Juin 2017 14Conférence Alliance - EPFL

L'INDUSTRIE: LA MOYENNE PROFONDEURGÉOTHERMIE MOYENNE PROFONDEUR À YVERDON

La géothermie dans l'aquifère Malm

• Température de l'eau à 43°C

• Profondeur à 1'100 m sur site choisi

• Débit favorable et stable

• Risque d'échec de forage réduit

Les besoins en chaleur des serres agricoles

• Chauffage à 75°C

• Chauffage par chaudière à gaz

• Grand consommateur d'énergie fossile

• Besoin en CO2

Valoriser cette ressource pour

les serres existantes?

BG Ingénieurs Conseils Juin 2017 15Conférence Alliance - EPFL

Localisation du projet

Schéma de principe

L'INDUSTRIE: LA MOYENNE PROFONDEURGÉOTHERMIE MOYENNE PROFONDEUR À YVERDON

• Localisation : Montagny-Près-Yverdon

• État actuel : demande d'autorisation de forage

• Travaux prévus :

o Forage géothermique en doublet à 1'100 m de

profondeur

o Adaptation de la distribution de chaleur dans

les serres existantes pour valoriser

directement la géothermie

o Conserver les chaudières à gaz pour appoint

de chaleur et la production de CO2

• Avantages :

o Couverture 80% de chauffage par l'énergie

renouvelable

o Réduction des émissions CO2

o Approvisionnement d'énergie thermique

indépendant

o Coût d'énergie thermique raisonnable (estimé

à 6 ct/kWh)


LE STOCKAGE SAISONNIER: L'AVENIR

Futurs enjeux : optimiser les réseaux de chaleur à distance et

les consommations d'énergie et mieux contrôler la production

d'énergie renouvelable intermittente


LE STOCKAGE SAISONNIER: L'AVENIRÉVOLUTION DE L'UTVD DES CHENEVIERS

Énergie stockable = 35 GWh = 1/5 Bernex actuel

Source : rapport UNIGE interconnexion CADIOM-CADSIG, 2015 –

courbe de juin 2013 à juin 2014

Situation future (2022)

Énergie stockable = 80 GWh

Situation actuelle

Réseau CADIOM-CADSIG 512 GWh


LE STOCKAGE SAISONNIER: L'AVENIRÉVOLUTION DES BESOINS DE CHALEUR

2013

Sous-secteurs "Bernex" 150 GWh


TOTAL 520 GWh

2040

Sous-secteurs "Bernex" 200 GWh


TOTAL 710 GWh


LE STOCKAGE SAISONNIER: L'AVENIRDIFFÉRENTS SYSTÈMES DE STOCKAGE

Stockage saisonnier d'énergie thermiqueStockage saisonnier d'énergie thermique

Stockage saisonnier d'énergie thermique

STES : stockages artificiels

physico-chimiques

MCPthermochimiq

ues

en cuve

surface souterrain

en bassin

eaumélange

eau/sable-gravier

UTES : stockages dans le terrain

en aquifère (ATES)

peu profond profond

sondes géothermiques (BTES)

horizontal vertical pieux


LE STOCKAGE SAISONNIER: L'AVENIRDIFFÉRENTS SYSTÈMES DE STOCKAGE

Exemple : concept BG de stockage thermique saisonnier en gravières

BG Ingénieurs Conseils 15/06/2017Présentation BG - Systèmes Énergétiques Territoriaux 21

1. LA GÉOTHERMIE A UN FORT POTENTIEL À COURT TERME EN SUISSE: À FAIBLE ET MOYENNE PROFONDEUR, INTÉGRÉE DANS LES INFRASTRUCTURES

2. LA RESSOURCE DOIT ÊTRE BIEN CONNUE POUR GARANTIR LA PERFORMANCE À LONG TERME. IL FAUT PRÊTER ATTENTION A LA PROXIMITÉ ENTRE PROJETS.

3. LE DIMENSIONNEMENT D'INSTALLATIONS PERFORMANTES DEMANDE UNE BONNE CONNAISSANCE DES BESOINS ACTUELS ET FUTURS

4. LE RECOURS AU STOCKAGE GÉOLOGIQUE OU EN GRAVIÈRE EST UNE SOLUTION D'AVENIR

PERSPECTIVES


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MERCI POUR VOTRE ATTENTION

22April 2017

Orateur: Dr. Guillaume Massard, Chef d'unité Bâtiment Énergie Territoriale (BET)

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En collaboration avec: Emmanuel Rigaud (Domaine Infrastructures), Loïc Lepage (Domaine Bâtiment)

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