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La géothermie fait son retour dans les éco-quartiers

Par Grégoire Noble
,
le 14 avril 2014
Les réseaux de chaleur qui avaient connu une première heure de gloire au début des années 1980, reviennent sur le devant de la scène. Ils disposent aujourd'hui de nombreuses perspectives d'utilisations nouvelles grâce à l'avancée des technologies. L'éco-cité Ivry Confluences constitue un bon exemple de ce renouveau.
A côté des réseaux électriques intelligents, dits "smartgrids", souvent sous le feu des projecteurs, existent d'autres solutions de distribution de l'énergie dans des quartiers à vocation durable.
Largement utilisés après les chocs pétroliers des années 1970, les réseaux de chaleur avaient connu un premier âge d'or jusqu'à la moitié de la décennie suivante. Le retour à la normale sur les marchés des énergies fossiles avait alors marqué un coup d'arrêt aux nouveaux développements. Les réseaux de chaleur urbains avaient alors entamé une traversée du désert qui allait durer une vingtaine d'années. "Il y a aujourd'hui de nouvelles perspectives d'applications pour les réseaux de chaleur basse température", expose Jean-Baptiste Bernard, d'Ecome Ingénierie, à l'occasion des Journées de la Géothermie. "Ces réseaux peuvent être centralisés, avec une grosse pompe à chaleur qui envoie de l'eau chaude vers les différents bâtiments d'une ZAC, ou décentralisés : l'eau à basse température circule entre les divers bâtiments qui sont tous équipés de PAC", précise-t-il.

Pérenniser, adapter et créer des réseaux

Cette géothermie de basse énergie constitue un enjeu primordial dans l'atteinte des objectifs du Grenelle de l'Environnement : leur nombre doit ainsi être multiplié par trois d'ici à 2020. "Il s'agit donc de pérenniser les réseaux déjà existants, de les adapter à la géothermie (si ce n'est pas leur source d'énergie, NdlR) et d'en créer de nouveaux", prévient Nicolas Monneyron de Cofely qui prend l'exemple de l'éco-cité d'Ivry Confluences (Val-de-Marne) en petite couronne parisienne. "Il s'agit d'une opération de très grande ampleur qui consiste à recréer quasiment la moitié de la ville ! Sur une superficie de 145 hectares, plus d'un million de m² neufs seront construits. Il faut donc accompagner la montée en régime d'énergie et de chaleur dans le temps, puisque les besoins seront multipliés par 6 d'ici à 2025, passant de 10 GWh aujourd'hui à 60 GWh pour l'eau chaude sanitaire et le chauffage", détaille-t-il.
La solution a consisté à profiter de réseaux déjà existant à proximité, afin de mailler l'ensemble de la zone. Le futur réseau de chaleur sera donc relié à Energivry et au réseau parisien CPCU. En outre, il tirera également avantage de la présence d'un incinérateur de déchets ménagers sur la commune comme source de chaleur, et de la préexistence d'un doublet de géothermie rebouché dans les années 1980.
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La géothermie fait son retour dans les éco-quartiers

Progrès techniques dans les forages et en surface

Tête de puits
Tête de puits © Grégoire Noble
"Il s'agira d'adapter les réseaux existants, de les mailler et de créer une centrale géothermique de 10 MW. Pour la ZAC Ivry Confluence, le passage de ce réseau de chaleur se fera en même temps que celui des autres réseaux (égouts, télécoms, etc.). C'est le rôle de l'aménageur que de l'imposer", déclare Nicolas Monneyron.
Une fois terminé, le quartier sera approvisionné à hauteur de 48,5 % par de la géothermie, à 22,5 % par la chaleur de l'incinérateur, à 22,5 % par des sources fossiles et à 6,5 % par du bois énergie, soit un approvisionnement à plus de 50 % par des renouvelables. Un ratio qui octroie un avantage sur la TVA et permet de baisser les prix de la construction. "Il y a une bonification pour le promoteur en présence d'un réseau classé. Pour 100 logements, ce gain est estimé à environ un demi-million d'euros, soit largement de quoi équiper une sous-station !", précise le spécialiste de Cofely.
La solution type consiste donc, pour l'aménageur, à imposer des émetteurs de chaleur basse température dans les lots en construction. Il est important que la ZAC soit viabilisée en incluant les investissements relatifs au réseau de chaleur dans le programme d'aménagement. L'adaptation de réseaux existants présente un intérêt certain, tout comme la mise en place d'un agrément de titre V permettant d'économiser sur la construction.

De gros progrès réalisés depuis les années 1980

Au point de vue des techniques, de grandes avancées ont été réalisées depuis les premiers pas dans les années 1970-1980. La gestion du risque est aujourd'hui beaucoup mieux prise en compte, tout comme l'anticipation des besoins futurs. "Les diamètres des tubes sont supérieurs de nos jours, et le débit peut atteindre jusqu'à 400 m3/heure", estime Eric Lasne, directeur général de CFG Services.
Les inclinaisons des forages sont plus fortes, grâce à de doubles points d'inflexion des trajectoires souterraines, et les doublets sont maintenant plus écartés afin d'éviter la perturbation du puits de production par la bulle froide qui se forme autour de celui de réinjection. Les matériaux employés ont également bénéficié de progrès : afin de prévenir la corrosion des tubes, des "casings" en surépaisseur sont utilisés au contact du fluide géothermal salé, tandis que le recours à des ciments allégés permet de supprimer les "diverting valves" qui constituaient autrefois des points de faiblesse.
De nouveaux outils de diagnostic permettent également de contrôler l'état des puits, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur, afin de contrôler l'état résiduel de l'acier de l'ouvrage dans le temps. Autant d'avancées qui permettent "d'optimiser les coûts et les délais, tout en minimisant les risques", conclut Eric Lasne.
En surface, d'autres innovations font également leur apparition. Luc Sitter, de CFERM Ingénierie, en identifie trois : "Les PAC haute température, qui permettent de produire de l'eau à 90 °C compatible avec des émetteurs de chaleur classiques, en sous-refroidissant la réinjection, ce qui autorise la valorisation d'aquifères intermédiaires moins chauds que la couche du Dogger.
Les thermo-frigo-pompes qui produisent chaleur et eau glacée également à partir de ces aquifères intermédiaires pour des usages mixtes (tertiaire ou locaux d'activités). Enfin, les réseaux plastiques, adaptés aux températures moyennes des réseaux de basse énergie qui réduisent le montant de l'investissement initial
". Autant de progrès qui devraient permettre la multiplication des projets de réseaux de chaleur en dehors de l'Île-de-France, pour l'heure terre promise de la géothermie française.
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