la géothermie profonde

GÉOTHERMIQUE PROFONDE :

UN BON SCÉNARIO POUR L'ALSACE

C

UN NOUVEL ATOUT POUR LA FILIÈRE BOIS ?

Pourquoi le bois d'œuvre utilisé en Alsace vient-il de forêts loin-taines, alors que les Vosges produisent la matière première enquantité et en qualité ? Parce qu'ici, le séchage coûte très cher,tout simplement ! Avec de la chaleur disponible en continu, lafilière bois disposerait d'un nouvel atout concurrentiel de taille.

DES SERRES GÉOTHERMIQUES ?

Utiliser de l'énergie fossile pour chauffer des serres n'est plus vrai-ment « environnementalement correct ». Mais la donne changeradu tout au tout quand la chaleur sera fournie en abondance par la géothermie, sans dégager de gaz à effet deserre. La rentabilité aussi sera au rendez-vous, car pour l'heure, les serriculteurs sont étranglés par l'envol du prix de l'énergie. Avec le développement de la géothermie, les fleurs, les fruits et les légumes alsaciens pourraient se faire une place au soleil !

TOURISME, LOISIRS ET GÉOTHERMIE

On peut aussi imaginer des installations touristiques et de loi-sirs qui utiliseraient la chaleur géothermique : piscines, centre nautique,thermes, centres de remise en forme,serres tropicales…

COUP DE POUCE À L'INDUSTRIE

En France, environ 70 % de l'énergie consommée par l'industriesert à fabriquer de la chaleur, intégrée à un processus de produc-tion : disposer d'une source d'énergie sûre, à un coût stable sur unepériode très longue, sans aléa d'approvisionnement, est un atoutévident pour attirer et fidéliser des industries utilisatrices de cha-leur.Quelques secteurs d'activité potentiellement intéressés par lagéothermie : lavage de la laine, teinture, séchage de produitsindustriels, réfrigération, extraction de substances chimiquesdistillation, récupération de métaux, évaporation, pâte àpapier, chauffage de serre, séchage de produits agricoles…

DU CAVIAR ALSACIEN ?

Tout comme l'agriculture, la pisciculture utilise de façon perti-nente la chaleur géothermique. En Gironde par exemple, 70tonnes d'esturgeons et quelques centaines de kilos de caviarsont produits chaque année par une installation réchauffée pardes eaux souterraines jaillissant à environ 70°C : sur ce site,l'économie annuelle est estimée à 4 000 TEP (tonnes équiva-lent pétrole). Avec le potentiel du sous-sol alsacien, la piscicul-ture pourrait fortement se développer, grâce au maintien douzemois par an d'une température constante dans les bassins d'éle-vage.

13 juin 2008. Mise en exploitation de la centrale pilote européenne de production d’électricité, à partir de la géothermie profonde de Soultz-sous-Forêts www.geothermie-soultz.fr

GéothermieSoultz

le 13 juin

Mise en exploitation

de la centrale pilote

européenne de production

d’électricité, à partir

de la géothermie profonde

de Soultz-sous-Forêts

13 juin 2008

c’est le jour G(comme GÉOTHERMIE)

GéothermieSoultz

GéothermieSoultz

SOMMAIRE

Contacts presseGEIE : Jean-Jacques GraffTéléphone : 03 88 80 53 63 - Fax : 03 88 80 53 51

Mobile : 06 75 69 68 68

E-Mail : [email protected]

Électricité de Strasbourg : Martine HoffTéléphone : 03 88 20 65 15 - Fax : 03 88 20 64 98

Mobile : 06 30 49 33 61


EDF : Isabelle CabléTéléphone : 03 88 25 38 32 - Fax : 03 88 25 38 38

Mobile : 06 88 18 01 19


Le jour G… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Un programme scientifique et industriel . . . . . . . . . . . . . 4

Une énergie de demain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Des applications scientifiques

et techniques uniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

* Le défi des failles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

* Le choix du forage dévié . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

* Le captage de la chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Schéma du site pilote européen

à Soultz-sous-Forêts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Expertises et bonnes pratiques nées

de la centrale pilote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Pourquoi à Soultz-sous-Forêts ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Des applications économiques potentielles . . . . . . . 13

Repères : vingt-deux ans de recherches

et de travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Une coopération européenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Les potentialités de géothermie profonde

en Europe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16


GéothermieSoultz

LE JOUR G…

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• Une première scientifique mondiale en géothermie.

• Un procédé unique de production d’une énergie propre,disponible, renouvelable et quasiment inépuisable.

• Un concept novateur qui s’inscrit dans les recommandationsdu Grenelle de l’environnement.

• Des applications au profit des filières économiques locales et du développement durable.

Cette journée du 13 juin vient couronner l’investissement devingt-deux années de recherches et de travaux sur ce site pilote.La contribution de scientifiques, d’énergéticiens, d’institutionnelset d’entreprises de France, d’Allemagne et d’autres pays voisins,lui confère son caractère européen. Mais c’est toute la commu-nauté scientifique mondiale qui tire profit des enseignements etdes expériences de Soultz-sous-Forêts. En témoigne l’annonced’une publication prochaine d’un "Best Practice Handbook »(guide des meilleures pratiques), sous l’égide d’ENGINE* qui estune plateforme d'échange et d'information entre les acteurs de lagéothermie en Europe

Ce site pilote a bénéficié de 80 millions d'euros d’investisse-ments, dont 30 millions par l’Union européenne, 25 millions parl'Allemagne et 25 millions par la France (ADEME).

La centrale électrique produit 1,5 MWe, une quantité qui suffit àalimenter un village de 1 500 habitants, grâce à la chaleur del’eau pompée à 5 000 mètres de profondeur.

Cette eau est réinjectée dans le sous-sol après utilisation, dans uncycle permanent, sans incidence sur l’environnement. Il s’agitdonc d’une énergie propre, disponible, renouvelable, durable etqui représente une alternative à la production de vapeur obtenueen brûlant les énergies fossiles.

Le site de Soultz-sous-Forêts demeurera un site pilote et un labo-ratoire pour les recherches en géothermie profonde.

D'autres centrales géothermales seront conçues et construitespour la production d’énergie, avec des puissances de l'ordre de 20à 30 MW thermiques ou 3 à 5 MW électriques. Ce scénario estréalisable en Europe, le long de fossés d’effondrement comme legraben rhénan. Ce ruban de 30 km est l’un des sites privilégiés dela géothermie haute énergie, du fait de la composition de sonsous-sol, riche de roches fracturées.

*ENGINE : ENhanced Geothermal Innovative Network for Europe

À Soultz-sous-Forêts, elles sont fracturées naturellement, unavantage majeur, puisque l’eau est collectée en utilisant les fail-les naturelles du sous-sol. Mais il a fallu « détartrer » les failles etcréer une boucle de circulation dans le ventre de la terre pourfaire remonter l’eau chaude en surface où une centrale électriquecapte ses calories. Une gageure ? Plutôt, un défi de taille, sur-monté par les partenaires mobilisés sur ce site pilote.


• Il faut plus de deux mois de forage en continu, 24h/24 et 7j/7 pour atteindre laprofondeur requise.

• La durée d'exploitation d'un puits à plein rendement est estimée à 40 ans.• Les gisements doivent ensuite se ressourcer en chaleur, lentement, ou deman-

dent à être exploités autrement, par exemple pour alimenter un réseau de chaleur. La production d'électricité nécessiterait alors d’approfondir les foragesexistants ou de réaliser ailleurs d'autres forages.

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UN PROGRAMME SCIENTIFIQUE ET INDUSTRIEL

POUR UNE STRATÉGIE

DE DÉVELOPPEMENT DURABLE

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La journée du 13 juin marque l’aboutissement d’un programme à mi-chemin entre la recherche scientifique et l’industrie. La géothermie s’inscrit dans le « bouquet » des énergies de demainet des filières prometteuses, mises en avant au Grenelle de l’environnement, par le groupe de travail 1 qui a étudié cette thématique : « lutter contre les changements climatiques et maîtriser la demande énergétique ».Le rapport général qui reprend le contenu issu des travaux prépa-ratoires souligne la priorité de parvenir à une réduction impor-tante de la consommation d’énergie, dans tous les domaines. Deprogresser « et là la géothermie aidera, sur les émissions de gazà effet de serre, la consommation d’énergie et la production/uti-lisation d’énergies renouvelables, en exploitant des gisements deprogrès qui sont aujourd’hui importants et accessibles avec lestechniques actuelles. »Le Conseil européen a, pour sa part, fixé les étapes de « 3x20 »à l’horizon 2020 :- réduction de 20% des émissions de gaz à effet de serre ou 30%en cas d’engagement d’autres pays industrialisés,- baisse de 20% de la consommation d’énergie,- une proportion de 20% des énergies renouvelables dans laconsommation énergétique.

NOUVEAUX CONTOURS

La première priorité que se donne le gouvernement durant la prési-dence française de l’Union européenne, est « la lutte contre leréchauffement climatique » a-t-il annoncé au Grenelle de l’environ-nement, à Paris en octobre 2007.

La géothermie profonde, comme les autres énergies renouvelables,propres et durables, s’inscrit dans les nouveaux contours de dévelop-pement qui se profilent dans une société aspirant à davantage desobriété et de raison, dans la consommation de l’énergie.

Cette énergie renouvelable, presque à l'infini, préserve l'environne-ment (aucun rejet dans l’atmosphère) et les énergies fossiles. Ellepermet de produire localement en limitant ainsi les contraintes liéesau transport de l’électricité. La production est continue, en touteindépendance d’un quelconque combustible.

L'implication dans le projet expérimental de géothermie profonde àSoultz-sous-Forêts du groupe EDF*, qui produit aujourd'hui en Franceune électricité à 95 % sans émission de CO2, illustre son ambitionde jouer un rôle de premier plan pour bâtir le futur énergétique euro-péen et développer les énergies de demain. Dans ce cadre, le Groupea d'ores et déjà engagé une vraie relance de ses investissements afinde pérenniser et de moderniser son patrimoine industriel (nucléaire,hydraulique et thermique), mais aussi de rechercher des solutionsinnovantes, pour la production d’une électricité sans émission deCO2, disponible et quasiment inépuisable.

La géothermie des roches fracturées a un rôle à jouer pour la produc-tion d’une énergie propre sans émission de gaz à effet de serre.L’exploitation de la chaleur contenue dans un périmètre de 1 km de rayon permettrait d’alimenter pendant un siècle, une centraleélectrique de 100 MW.

* Le groupe EDF : ÉS, EDF, EnBW, EIFER.


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Plus on approche du centre de la terre, plus le mercure grimpe :aux frontières des plaques tectoniques et dans les zones volcani-ques, la température peut s’élever de 10°C tous les 100 m et, à40 km de profondeur, la roche atteint 1 000° C. Les sourcesd’eaux chaudes et les volcans sont des manifestations visibles del’intensité de cette chaleur souterraine, lorsqu’elle affleure lesbords de l’écore terrestre.Cette chaleur est une énergie propre, une ressource quasimentinépuisable ! Ces atouts indéniables sont d’ailleurs l’objet de

recherches scientifiques et d’expérimentations en géothermie.Celles-ci étudient les moyens de capter la chaleur de la croûte terrestre (du sous-sol), pour la production de chaleur ou d’élec-tricité. Les développements sont prometteurs, comme le démon-tre le site pilote de géothermie profonde haute énergie de Soultz-sous-Forêts (67) où le procédé employé est celui de la géother-mie des roches fracturées. On entend par là l’utilisation des failles naturelles existant dans le sous-sol alsacien.


L’ÉNERGIE GÉOTHERMALE

UNE DES ÉNERGIES DU FUTUR,

SANS ÉMISSIONS CO2

L’énergie géothermale : sans gaz, ni effet de serre • 0g de CO2 émis, aussi bien lors de la production de l'énergie que lors de son

utilisation.• Au moment de la production et selon son type de conception, la centrale

électrique s’alimente avec l’électricité qu’elle produit.• L'utilisation exclusive en chaleur de l’énergie retirée du sous-sol est d'une grande

efficacité car la quasi totalité des calories produites peut être récupérée.

L’ÉNERGIE GÉOTHERMALE

UNE ÉNERGIE PROPRE, DISPONIBLE,

RENOUVELABLE ET DURABLE

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LES APPLICATIONS SCIENTIFIQUES

ET TECHNIQUES DE SOULTZ-SOUS-FORÊTS

UNIQUES AU MONDE !

La géothermie des roches profondes permet de récupérer la cha-leur des roches chaudes en profondeur, par une circulation d’eauvers la surface.À Soultz-sous-Forêts, l’eau est pompée en grande profondeur, à 5 000 mètres sous terre, où elle se charge de calories en circulantdans les fractures existantes des roches chaudes, qui sont environà 200 °C. Elle remonte ensuite en surface, avec une températurequi avoisine les 180°C. Cette eau réchauffée passe alors dans unéchangeur où elle libère ses calories, avant d’être réinjectée dansle sous-sol pour se recharger en calories.

Ce premier parcours s’effectue en circuit fermé, appelé circuit primaire. Le circuit secondaire qui a récupéré les calories (du circuit primaire) à l’aide d’un échangeur, libère de l'énergie en alimentant une turbine radiale qui fait tourner un alternateur.C’est ce dernier qui produit l'électricité.De prime abord, le procédé est simple… Dans la pratique, ladémarche a posé bon nombre de défis aux équipes scientifiqueset techniques à l’œuvre depuis vingt ans, sur le site pilote deSoultz-sous-Forêts. Ils ont pris le parti d’un schéma de forage particulier, et d’un mode d’exploitation innovant. Le projet de Soultz-sous-Forêts a généré des avancées scientifiques ettechniques inespérées !

• La géothermie à basse température a recours aux pompes à chaleur pour le chauffage de piscines, de serres, de bâtiments… Elle est utilisée pour le chauffage seul, ou en association avec la climatisation.

• La géothermie moyenne et haute température (à partir de 150°C) permet de produire de l’électricité soit directement à partir de gisements de vapeur,soit à partir d’eau chaude. La centrale de Bouillante en Guadeloupe exploitéepar le groupe EDF depuis 1996 est la première et l’unique centrale géothermi-que en France, qui produise industriellement de l’électricité.

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DES DÉFIS SCIENTIFIQUES ET TECHNIQUES

L’INNOVATION À SOULTZ-SOUS-FORÊTS

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La production de la chaleur et de l’électricité par géothermie des roches fracturées a mobilisé des équipes de scientifiques etd’ingénieurs européens. 15 laboratoires de recherche et plusieurscentaines d'entreprises sous-traitantes se sont impliqués dans le projet.

Leur savoir-faire a permis d’apporter des réponses innovantes aux questions rencontrées sur le terrain. Exemples : comment travailler en aveugle sachant qu’aucune caméra ne permet devoir à travers 5 000 m de roche ? Quelle est la profondeur requisepour le forage ? Quel est le gradient* géothermique et quelleinfluence exercera-t-il sur les matériaux ? Quelle est la duréed’exploitation d’un puits à plein rendement ?

Et pour commencer, quel procédé de forage et comment détartrer les fractures des roches pour que l’eau circule avec undébit suffisant ?

UN PARI, UNE GAGEURE :

ROUVRIR LES FRACTURES DES ROCHES

En effet, les interstices des roches du sous-sol naturellement fractu-rées ont été en grande partie, colmatés par les temps géologiques.Il a fallu les « détartrer » pour permettre à l’eau de circuler et de secharger en calories au contact de la chaleur de la roche.

Cette opération a été réalisée en injectant progressivement durantplusieurs mois des dizaines de milliers de mètres cubes d'eau souspression… La boucle de circulation a ainsi été mise en place, dans leventre de la terre.


• Le gradient géothermique. La température des roches augmente en moyenne de1°C tous les 30 mètres de profondeur : c’est le gradient géothermique terrestremoyen. Il est plus élevé notamment dans les régions volcaniques. En Alsace, ilatteint 10°C par 100 mètres de profondeur sur les 1 000 premiers mètres.

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LE CHOIX DU FORAGE DÉVIÉ

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Suivant le procédé de forage pétrolier, 3 puits de forage sont en place, installés à distance de 6 mètres en surface et espacés de 700 m en profondeur. Cet écartement souterrain favorise lacirculation progressive de l’eau dans les multiples anfractuositésdes roches et lui laisse le temps nécessaire de se réchauffer, avantd’être aspirée.

Le rapprochement des têtes de puits, quant à lui, facilite l’exploi-tation et limite l’emprise au sol en surface. Ces raisons ont dictéle parti pris du forage dévié.

INJECTION, ASPIRATION

Le pompage de l’eau est assurée par les puits GPK 2 (pourGéothermie Profonde Kutzenhausen) et GPK4. Le troisième, GPK3est le puits d'injection par lequel l’eau repart sous terre après qu’on en ait retiré la chaleur qu’elle apportait. L’ensemble constituela boucle géothermale, appelée aussi circuit primaire.

Le forage s’effectue à une profondeur d'environ 5 000 m. Une distance sur laquelle a été placé un tubage en acier d'une longueurde 4 500 m et d'un diamètre d'environ 20 cm.

Les 500 derniers mètres en profondeur sont libres de tubage et servent à collecter l’eau chaude qui va remonter à la surface pour les2 premiers puits, et à disperser l’eau réinjectée pour le troisième.

CAPTATION DE LA CHALEUR

Les deux puits latéraux pompent de l’eau chaude géothermale qui circule naturellement à 5 000 m de profondeur. Cette eauremonte à la surface, à une température proche de 180 °C et à unepression suffisante pour garder sa forme liquide.

Elle passe par un système d’échangeurs de chaleur pour y libérer ses calories avant de rejoindre son milieu d’origine par l’intermédiairedu puits d’injection. Là, elle se réchauffe au contact des roches avant d’être à nouveau aspirée quelques jours ou quelques mois plustard. Ce circuit est appelé boucle primaire, son débit est de 120 m3

par heure.

En passant par le système d’échangeurs de chaleur, l’eau géother-male cède ses calories à un fluide de travail (ici de l’isobutane) qui va se transformer en vapeur sèche et entraîner une turbine, coupléeà un générateur.

A la sortie de la turbine, le gaz détendu va passer dans un aérocon-denseur pour y être refroidi, il sera ensuite redirigé dans le systèmed’échangeurs de chaleur pour y reprendre des calories de l’eau géo-thermale et ainsi de suite. Ce circuit est appelé boucle secondaire.


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SITE PILOTE EUROPÉEN

DE SOULTZ-SOUS-FORÊTS

PRINCIPE D’EXPLOITATION

• L'eau chaude naturellement présente dans le sous-sol est aspirée par les deux puits de production latéraux (1).

• Elle est remontée à la surface à une température d'environ 180°C, passe à travers un échangeur de chaleur (2) dont le réseau secondaire entraîne une turbine et un générateur électrique raccordé au réseau.

• Puis, l'eau refroidie est réinjectée dans son milieu d'origine par le puits central (3) et se réchauffe au contact des roches (4) avant d’être à nouveau aspirée, quelques jours ou quelques mois plus tard, par l'un des deux puits latéraux (1).

• Le débit de cette boucle peut atteindre 120 m3 par heure pour chacun des deux puits de production.

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EXPERTISES

ET BONNES PRATIQUES

LE PROGRAMME DE RECHERCHE SCIENTIFIQUE

DE SOULTZ-SOUS-FORÊTS EST À CE JOUR,

LE PLUS AVANCÉ AU MONDE DANS LE DOMAINE

DE LA GÉOTHERMIE PROFONDE

Les travaux de Soultz-sous-Forêts ont été suivis par des scientifi-ques mondiaux, durant ces vingt dernières années, et le serontencore. Une quarantaine de thèses de doctorat a été soutenue etenviron 200 publications ont été produites entre 2001 et 2008.

Un bilan récapitulatif de l’ensemble des résultats scientifiquesdoit être dressé par l’European Hot Dry Rock Association(l’EHDRA). Il s’agit d’un forum d’échanges scientifiques relatifs ausite de Soultz-sous-Forêts. Un point sera également fait sur laproduction scientifique réalisée au cours des vingt dernièresannées d’exercice. Parallèlement à la finalisation du projet de

Soultz-sous-Forêts, le projet ENGINE (Enhanced GeothermalInnovative Network for Europe) qui est une plateformed’échange et d’information entre les acteurs de géothermie enEurope, va produire plusieurs chapitres d’un guide des bonnespratiques (best practice book).

Ces documents regroupent les acquis et les méthodologies d’étu-des du site pilote, mais aussi les besoins et les manques identifiésà toutes les phases du projet.

Le site restera un laboratoire d’études et d’expérimentations des-tinés aux études de phénomènes souterrains et du comporte-ment des installations techniques. D’autres centrales serontconstruites pour des applications énergétiques, grâce aux ensei-gnements tirés de Soultz-sous-Forêts.

• Les 15 premières années ont été particulièrement consacrées à des recherchessoutenues dans plusieurs disciplines comme la chimie des roches, la géologie, lamicrosismologie… La recherche s’est poursuivie durant la phase de réalisation dupilote expérimental de production d’électricité, qui est désormais opérationnel.

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GÉOTHERMIE SOULTZ

EN CHIFFRES

• 22 années de recherche

• + de 20 km de forage

• 60 000 m3 d'eau injectés pour "détartrer" les fractures entre les roches

• 5000 m de profondeur

• 11 km de longueur pour la boucle d'eau géothermale

Données par puits de production

• 35 litres d'eau par seconde à 180°C

• 13 MW de chaleur extraits

• 2,1 MW de production électrique brute

• 0,6 MW de consommation pour le fonctionnement de l'installation

• 1,5 MW de production électrique nette

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LE CHOIX DE SOULTZ-SOUS-FORÊTS

UN SITE PARTICULIÈREMENT

ADAPTÉ AUX RECHERCHES ET AUX

APPLICATIONS EN GÉOTHERMIE

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Le sous-sol de Soultz-sous-Forêts et des environs est particuliè-rement riche en ressources énergétiques. Il a connu d’autresapplications à d’autres époques, avec les forages pétroliers quiexistaient à Kutzenhausen et à Pechelbronn, distants de quelqueskilomètres seulement du site de forage.

Le sous-sol du site, composé de roches naturellement fracturées,est particulièrement adapté aux applications en géothermie.Le site a été analysé et sélectionné par le BRGM (Bureau deRecherche Géologiques et Minières) pour la température élevéede son sous-sol et la présence de granite fracturé.

Les particularités géologiques, semblables à celles de ce sitepilote européen, se retrouvent en Alsace sur une trentaine dekilomètres le long du Rhin, du nord au sud de la région. Le péri-mètre d’action reste donc largement ouvert, sachant qu’une cen-

trale géothermique n'exploite qu'un territoire souterrain d'unrayon d'un kilomètre environ et que ses exploitations en surfacen'occupent qu'un hectare. D’autres centrales géothermiquespourraient être construites en Alsace, sans risquer de dénaturer lepaysage.

Dans les systèmes géothermiques, les forages sont réalisés à desprofondeurs qui dépassent les 3 000 m et jusqu’à 5 000 m dansle cas de Soultz-sous-Forêts. Il est également établi à la faveurdes recherches sur place, qu’il est possible d’aller moins profond,en obtenant un niveau de performance et de chaleur suffisantspour faire fonctionner les centrales les plus récentes. Un autreenseignement tiré de Soultz-Sous-Forêts.

La chaleur interne de la terre provient:• d'une énergie résiduelle datant de la phase d'accrétion de la terre,• d'une désintégration naturelle d'éléments radioactifs : uranium, thorium,

potassium contenus dans les roches terrestres.

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DES APPLICATIONS

ÉCONOMIQUES POTENTIELLES

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1,5 MW électriques produits par la chaleur géothermale et injectée dans un réseau électrique suffit à alimenter un village de 1 500 personnes. C’est Électricité de Strasbourg qui achèterale courant produit et le distribuera sur son réseau. La mise en service de la centrale pilote de Soultz-sous-Forêts vient enrichirle mix énergétique alsacien, 100 % sans gaz à effet de serre, grâceà la production nucléaire et hydraulique. Mais la vocation du sitepilote européen est de rester un laboratoire de recherches etd’applications pour d’autres centrales électriques à venir, suivantcette « maquette ».

Quelles seront donc, concrètement, les applications au nord del’Alsace ?

De perspectives prometteuses se dessinent sur le terrain écono-mique et certaines, sont déjà à l’étude. Sans oublier que si les essais du puits GPK2 sont concluants, le puits GPK4 sera également mis en service et la puissance totale devrait atteindre2 à 3 MWe.

LA FILIÈRE BOIS

Le Conseil régional d’Alsace, les deuxDépartements alsaciens et la Chambrerégionale d'agriculture conduisent déjàune réflexion commune sur les filièreséconomiques, notamment agricoles, quipourraient tirer profit des ressources dusite, autour des puits.

Les premières ébauches mettent en avant des avantages très netspour la filière bois. En effet, parce qu’il coûte très cher en Alsace,le séchage du bois défavorise la filière alsacienne au profit du bois d’œuvre provenant de forêts lointaines. Avec de la chaleurdisponible en continu, la filière bois disposerait d'un nouvel atout concurrentiel de taille.

Les atouts de l’énergie géothermale • Dans les industries, 70% de l’énergie est utilisée sous forme de chaleur dans

les procédés thermiques.• En basse température, l’agriculture, l’horticulture sous serres chauffées, la

pisciculture, le séchage de la biomasse… constituent également des débouchéspotentiels.

LA FILIÈRE AGRICOLE

Le recours aux ressources énergétiqueslocales (bois, solaire, géothermie), pro-fite à l’activité économique locale etfavorise la création de filières intégrées.Car elles génèrent le raccourcissementdes circuits de production, la réductiondes transports, la maitrise de la qualité,

voire, le lancement de nouvelles activités. L’élevage d’esturgeonset la culture sous serres de fruits, de légumes et de fleurs habitués au climat tempéré, sont sérieusement à l’étude avec la Chambre régionale d’agriculture d’Alsace.

A L’ÉTUDE AVEC L’ENTREPRISE ROQUETTE

Un client naturel de la géothermie ! L’entreprise élabore à partirde l'amidon extrait du maïs, de la pomme de terre ou du blé, unegamme de plus de 600 produits adaptés aux besoins de l'indus-trie. Les applications sont très diversifiées : alimentation, papier,bio-industries, pharmacie… Roquette est le premier producteurfrançais dans sa spécialité. Il est aussi l'un des plus performantsau monde. Son usine à Beinheim sèche à longueur d'année desmilliers de tonnes de produits agricoles. Or, l’opération deséchage demande là aussi, beaucoup d’énergie. L’utilisation del’énergie géothermale, est dans le cas de Roquette, une solutionidéale. Un projet de forage est à l'étude pour alimenter l'usine :« C'est intéressant pour les deux parties, explique GuillaumeFichet, Directeur du site. De notre côté, nous avons besoin d'uneénergie abondante et peu sensible aux aléas du marché mondial.De son côté, le site géothermique doit avoir un client local qui s'engage sur le long terme, afin de rentabiliser les investisse-ments. »

TOURISME

Utiliser la chaleur géothermique pourréchauffer des piscines, un centre nau-tique, des thermes, des centres deremise en forme, des serres tropicales…Un projet est en cours au Bioscope,parc de loisir sur l'environnement situédans le Haut-Rhin.

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VINGT-DEUX ANS

DE RECHERCHES ET DE TRAVAUX

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1984-1987

Démarrage du projet avec des travaux préliminaires, menés par leBRGM (Bureau de recherches géologiques et minières), avec lesoutien de l'ADEME pour la France et du Geologisches Landesamtdu Bade-Wurtemberg pour l’Allemagne. En 1987, l'accord decoopération franco-allemand est signé.

1987-1992

Étude de faisabilité. Des essais de mini-fracturations de la rochehydraulique sont réalisés, mais cette technique sera abandonnéeau profit des fractures naturelles.

1993-1997

Deux puits sont forés à une profondeur de 3 500 mètres, où del'eau chaude est naturellement présente. Des techniques sontdéveloppées pour stimuler la roche fracturées autour de l'extré-mité des puits, dans un environnement de granite chaud, riche enfractures hydrothermalisées.

1997 : PREMIÈRE MONDIALE !

Première mondiale ! L'équipe réussit à faire circuler de l'eau entredeux puits distants de 450 mètres. L'eau aspirée par un puitsarrive à la surface à une température de 142°C. Elle est ensuiteréintroduite dans son milieu naturel par le second puits. Cetteboucle entre la surface et les profondeurs, qui atteignent un débitde 25 litres par seconde, est une première mondiale.

1998-2000

Forage à 5 000 m. L’un des puits est approfondi jusqu’à 5 000 m,pour rechercher une température de roche plus élevée : les 203°Csont atteints. La stimulation des fractures profondes se poursuitpour créer un véritable réservoir souterrain.

2001-2005

La boucle souterraine est bouclée. Deux autres puits sont forés à5 000 mètres : un puits est destiné à l'injection de l'eau, les deuxautres à sa récupération. Le travail de stimulation des rochesreprend au bas des nouveaux puits pour permettre la circulationd'eau. En 2005, la boucle est bouclée : après six mois de testsintensifs, la partie souterraine du site est déclarée opérationnellepour l'exploitation !

2006-2008

Travaux en surface. Les tests se poursuivent pour étudier le com-portement hydraulique et thermique de l'échangeur profond eten tirer des conclusions sur le court/moyen/ long terme.Parallèlement, en surface, la centrale électrique est réalisée.Chargée de transformer un flux d'eau chaude en courant électri-que, elle doit relever d'importants défis techniques : l'eau qui cir-cule dans la boucle est corrosive, extrêmement saline, calcaire etatteint 200°C. Des solutions techniques exclusives sont appor-tées par le GEIE et par des entreprises intermédiaires dontCryostar et Turboden pour la partie production d’électricité.

13 JUIN 2008 :

MISE EN EXPLOITATION

DE LA CENTRALE !

Elle produit 1,5 MWe et si les essais du puits GPK2 sontconcluants, le puits GPK4 sera également mis en service et lapuissance devrait atteindre 2 à 3 MWe.


GéothermieSoultz

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Le projet pilote européen de Soultz-sous-Forêts a été initié en1987 par un groupe de partenaires scientifiques français (BRGM,CNRS et École des Mines de Paris) et allemands. Depuis 1997,son pilotage est assuré par le Groupement Européen d’IntérêtÉconomique (GEIE) « Exploitation Minière de la Chaleur »,créé par Électricité de Strasbourg (ÉS) et Pfalzwerke (PW), sonhomologue allemand du Palatinat. En 1999, EDF a intégré leGroupement en lui apportant son expertise. Fin 2006 deux autrespartenaires les ont rejoints : l’énergéticien allemand EnBW - EDF en est l’actionnaire industriel- et la société Evonik, elle aussi allemande et spécialisée dans les services énergétiques.

Les deux tiers des financements proviennent de fonds publicseuropéens (en trois parties égales entre Bruxelles, l’ADEME et leMinistère de l’Environnement allemand), et pour le troisièmetiers, par les partenaires industriels regroupés dans le GEIE. En2001, la Commission Européenne, l’ADEME et le Ministère del’Environnement allemand (BMU) ont signé avec le GEIE descontrats pour le financement de la 1ère phase du forage de 2 puitssupplémentaires jusqu’à 5 000 m de profondeur et la stimulationdes puits pour accroître la performance hydraulique du réservoirsouterrain, en milieu granitique chaud et fracturé.

En 2004, ils ont signé le financement de la deuxième phase duprojet en vue de créer les conditions pour activer la circulationd’eau chaude géothermale entre le réservoir et la surface à l’aidede pompes de circulation. Cette technique appelée « EGS »(Enhanced Geothermal Systems) permet de transformer cetteénergie d’origine géothermique en électricité, via un pilote deproduction compris entre 4 et 6 MWe bruts (EGS Pilot Plant).

G.E.I.E. "Exploitation Minière de la chaleur"

BP38 - Route de Soultz 67250 Kutzenhausen (France) Tél. +33 3 88 80 53 63Fax +33 3 88 80 53 51 E-mail : [email protected]

www.geothermie-soultz.fr


UNE COOPÉRATION EUROPÉENNE

ENTRE PARTENAIRES SCIENTIFIQUES,

ÉCONOMIQUES ET INSTITUTIONNELS

EUROPÉENS

GéothermieSoultz

GÉOTHERMIQUE PROFONDE :

UN BON SCÉNARIO POUR L'ALSACE

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LES PARTENAIRES INDUSTRIELS LES PARTENAIRES INSTITUTIONELS LES PARTENAIRES SCIENTIFIQUES


www.edf.com

http://ec.europe.eu www.brgm.fr www.electrcicte-strasbourg.fr

http://www2.ademe.fr

http://www2.ademe.fr

www.pfalzwerke.de www.pfalzwerke.de

www.ife.no

www.insu.cnrs.fr

www.gga-hannover.de

www.mesy-online.com

www.gtc-info.de

www.dhm.ch

www.enbw.com

www.bestec-for-natura.com

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la géothermie profonde