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La géothermie Philippe LAPLAIGE Amiens, 9 octobre 2008.

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1 La géothermie Philippe LAPLAIGE Amiens, 9 octobre 2008

2 SOMMAIRE La géothermie Rappel de quelques définitions de base Description des différentes filières La production délectricité La production de chaleur Développement de la géothermie – Objectifs et mesures daccompagnement

3 LA GEOTHERMIE Quelques définitions de base

4 Toutes les énergies renouvelables ne sont pas issues du soleil … La présence de cette chaleur sappréhende par la notion de gradient géothermique Deux grandes catégories Les énergies issues du soleil énergies solaires, éolien, hydraulique, bioressources, … La chaleur de la Terre La géothermie est la valorisation de la chaleur de la Terre

5 La température augmente avec la profondeur Température (°C) Profondeur (m) G = 10 °C/100 m G = 3 °C/100 m G = 2 °C/100 m Le gradient géothermique moyen est de 3,3 °C/100 m, mais il peut être variable selon les zones considérées Profils de température en fonction de la profondeur selon plusieurs valeurs du gradient géothermal

6 La chaleur de la Terre Origine de la chaleur de la terre : Elle provient pour lessentiel (pour 90%) de la radioactivité naturelle croûte terrestre + Echanges thermiques zones internes (1 000 à 4 300°C) Flux de chaleur géothermal (60 W/m 2 – soit fois moins que flux solaire)

7 La chaleur de la terre Energie locale, disponible partout Indépendante des conditions climatiques Exploitable grâce à une multitude de techniques

8 Géothermie : définition Cependant, proche de la surface, la chaleur présente dans le sous-sol est plutôt de la chaleur stockée liée au rayonnement solaire et aux précipitations ; linfluence du flux géothermal y est moindre. Par convention, il est admis toutefois que la géothermie reste la valorisation de la chaleur présente dans le sous-sol quel quen soit lorigine.

9 La géothermie On distingue deux grands domaines dapplication La production délectricité La production de chaleur

10 La production délectricité

11 Gisement haute énergie et vapeur géothermale Représentation schématique dun système haute énergie Largage de vapeur géothermale lors de tests de puits

12 Production délectricité Début en 1904 à LARDERELLO en Toscane Essor industriel à partir des années 60 Environ MW installés En 3ème place après lhydroélectricité et la biomasse Activité présente dans une trentaine de pays (USA, Indonésie, Philippines, Mexique, Japon, Islande, Italie, …) Puissances unitaires de quelques centaines de kW à quelques dizaines de MW

13 La production délectricité (situation en France) La Guadeloupe La baie de Bouillante

14 Géothermie production délectricité Centrale géothermique de BouillanteSchéma de principe

15 LA PRODUCTION DE CHALEUR GEOTHERMALE

16 La production de chaleur géothermale Activité présente dans une cinquantaine de pays, 2ème source de production de chaleur par énergie renouvelable dans le monde, après le bois-énergie, La France, pays leader dans le domaine, Une très grande diversité de techniques utilisables

17 Une multitude de techniques disponibles

18 Les puits canadiens ou provençaux Techniques de préchauffage ou de rafraîchissement

19 La géothermie des pompes à chaleur sur capteurs enterrés

20 Capteurs horizontaux Capteurs verticaux

21 Les champs de sondes géothermiques

22 Les fondations thermoactives

23 Les fondations géothermiques Détail de larmature dun pieu énergétique Schéma dun bâtiment construit sur pieux énergétiques

24 Les pompes à chaleur sur eau de nappe Schéma de principe dune pompe à chaleur sur eau de nappe

25 Pompe à chaleur sur nappe deau souterraine Les m2 de la CAF de Lyon sont chauffés à l'aide de deux pompes à chaleur sur eau de nappe

26 Les réseaux de chaleur géothermiques m m

27 Les réseaux de chaleur géothermiques

28 La géothermie des réseaux de chaleur

29 Autres usages Chauffage de serresChauffage de bassins de pisciculture

30 Production de chaleur géothermale Géothermie domestique (géothermie des PAC sur capteurs enterrés horizontaux et verticaux) Géothermie intermédiaire (géothermie des PAC sur aquifères superficiels ou sur champ de sondes pour le tertiaire et le résidentiel collectif) Géothermie des aquifères profonds (géothermie des réseaux de chaleur urbains)

31 La géothermie en France (Situation et objectifs)

32 Situation des énergies renouvelables en France (1) Filières Contribution relative Bois et déchets de boisenv. 72,5% Déchets urbains solides (UIOM) env. 16,5% Biogaz de décharge et méthanisation et biocarburants env. 6,5% Géothermie et pompes à chaleur géothermiques env. 3,5% Solaire thermique0,05% Les renouvelables thermiques en France en 2004 Chiffres-clés 4,5% de lénergie consommée en 2004 soit 12,7 Mtep

33 Situation des énergies renouvelables en France (2) Filières Contribution relative Hydraulique93,7% Déchets urbains solides (UIOM)2,9% Bois et déchets de bois2.4% Biogaz de décharge et méthanisation0,43% Eolien0,85% Géothermie0,032% Solaire photovoltaïque0,0015% Les énergies renouvelables électriques en France en 2004 (15% soit 5,7 Mtep)

34 Filières Situation 2006 Situation 2020 BIOMASSE dont Bois individuel Bâtiments et réseaux de chaleur GEOTHERMIE POMPES A CHALEUR (hors capteurs enterrés) SOLAIRE THERMIQUE20927 UIOM ET BOIS DIB BIOGAZ55555 TOTAL Contributions en ktep enr mobilisées Enjeux Grenelle chaleur renouvelable

35 Contributions attendues des différentes formes de géothermie (production thermique) Géothermie des aquifères profonds 130 ktep185 ktep500 ktep Géothermie des aquifères superficiels et des champs de sondes 50 ktep75 ktep250 ktep Géothermie domestique (PAC sur capteurs enterrés ) 48 ktep185 ktep550 ktep TOTAL226 ktep445 ktep1 300 ktep

36 Accompagnement de lADEME

37 Les actions daccompagnement sont multiples et variées : Aides financières aux études et aux investissements Opérations de démonstration, opérations exemplaires, opérations de diffusion – création dun fonds chaleur renouvelable à partir du 1er janvier 2009 – soutien à la R&D Soutien à la structuration de loffre professionnelle (démarches QUALIPAC, QUALIFORAGE, NF PAC) Prise en garantie des risques géologiques et miniers (Fonds de garantie géothermie, Fonds AQUAPAC)

38 Actions de communication (Site Web geothermie-perspectives.fr, publication dune lettre dinformation trimestrielle, participations à colloques et séminaires, journées techniques…) Centre technique (assistance aux professionnels) – actions de R&D, plate-forme dessais sur les capteurs enterrés, création doutils (ex. SIG sur les ressources superficielles), Actions de formation (existence dun module pour le montage de projets de PAC sur nappe ou sur champs de sondes) Editions (guides techniques, DVD, brochure de vulgarisation, …) Partenariat actif avec le BRGM

39 Merci de votre attention


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