Bulles Domes Géothermique Urbain (1981) Meaux 77100 (France)

Qu’est-ce que la Géothermie ?

Plus on descend dans la croûte terrestre, plus la roche et les eaux souterraines sont chaudes. Différentes techniques de géothermie permettent de récupérer cette chaleur, selon les différentes températures. Mais la chaleur des réservoirs n’est pas inépuisable…

+3 °C 
l’augmentation moyenne de la température tous les 100 m de profondeur.

La géothermie, du grec géo (la terre) et thermos (la chaleur) est un mot qui désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre, et la technologie qui vise à l’exploiter. Par extension, la géothermie désigne aussi parfois l’énergie géothermique issue de l’énergie de la Terre qui est convertie en chaleur.

Pour capter l’énergie géothermique, on fait circuler un fluide dans les profondeurs de la Terre. Ce fluide peut être celui d’une nappe d’eau chaude captive naturelle, ou de l’eau injectée sous pression pour fracturer une roche chaude et imperméable. Dans les deux cas, le fluide se réchauffe et remonte chargé de calories (énergie thermique). Ces calories sont utilisées directement ou converties partiellement en électricité.

L’énergie géothermique est localement exploitée pour chauffer ou disposer d’eau chaude depuis des millénaires, par exemple en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen.

La température des eaux géo thermales augmente avec la profondeur, selon le gradient thermique de chaque région (hausse moyenne de la température en fonction de la profondeur). Le gradient a une valeur mondiale moyenne de 3 °C pour 100 m de profondeur.
Il s’échelonne ensuite entre:
1 °C pour 100 mètres et 10 °C pour 100 mètres, selon les conditions physiques et géologiques de la région.

Les différents types de géothermie

Les techniques géothermiques diffèrent selon la température des eaux géothermales, laquelle définit aussi l’usage que l’on fait de ces eaux :
– entre 20 °C et 90 °C, la chaleur et l’eau géothermales sont utilisées pour le chauffage géothermique. C’est la géothermie basse énergie .
– entre 90 °C et 160 °C, l’eau est employée à la surface sous forme liquide. Elle transfère sa chaleur à un autre liquide, qui se vaporise à basse température et actionne une turbine pour la production d’électricité. C’est la géothermie de moyenne énergie.
– au-delà de 160 °C, cette eau se trouve alors sous forme de vapeur quand elle atteint la surface du sol. Elle fait tourner des turbines dont le mouvement génère également de l’électricité.
C’est la géothermie de haute énergie.
Les frontières des intervalles de températures ainsi définis sont indicatives, et les usages peuvent varier selon les conditions économiques des lieux considérés.

La disponibilité des ressources géothermiques

Cette chaleur est variable selon les zones. À la surface du globe, le flux géothermique moyen est faible (il s’agit de l’énergie disponible pour une superficie et une période données). Ce flux s’élève à 0,06 watt par mètre carré et par an, soit 3 500 fois moins que le flux d’énergie solaire reçu en une année par la même surface de sol ! C’est pourquoi on cherche à exploiter en priorité les ressources calorifiques de certaines zones susceptibles de fournir des quantités d’énergie importantes. Ces « réservoirs géothermiques » sont disponibles dans tous les bassins sédimentaires de la planète mais la géothermie haute énergie se situe surtout à proximité de volcans. Dans ces zones, le flux géothermique peut atteindre 1 watt/m²/an.

Les réservoirs géothermiques ont tendance à s’épuiser au fur et à mesure de leur exploitation, certains plus rapidement que d’autres. Leurs capacités de renouvellement reposent sur :
des sources de chaleur internes à la croûte terrestre (radioactivité essentiellement et chaleur résiduelle) .
des apports d’énergie venus de l’extérieur du réservoir (chaleur solaire) pour les usages de très basse température au moyen de pompes à chaleur (PAC). Assurer ces conditions de réchauffement se révèle d’autant plus crucial pour les PAC géothermales que le sous-sol est également refroidi par des facteurs extérieurs : en hiver, par exemple, on y récolte moins de chaleur.
la circulation des eaux souterraines qui leur permet de se réchauffer au contact de sources de chaleur éloignées du réservoir, avant de réintégrer celui-ci. Ainsi, pour pouvoir exploiter un réservoir de manière durable, on doit veiller à la reconstitution progressive de ses ressources calorifiques. Cela passe par le plafonnement des quantités de chaleur prélevées et la limitation dans le temps de l’exploitation du site.
En outre, la disponibilité de l’énergie géothermique est limitée géographiquement. Le transport de la chaleur sur de longues distances génère en effet d’importantes pertes thermiques. Il en résulte une difficulté à faire correspondre lieux de production et lieux de consommation pour couvrir les besoins en énergie.

GÉOTHERMIE

Réseaux de Chaleur et Production d’électricité pour une Ville..

La Ville de Meaux, qui s’est engagée dans le développement de la géothermie depuis 1982, dispose aujourd’hui de l’ensemble géothermique de chauffage urbain le plus important de France.

Grâce à la présence de 2 centrales de production thermique et de 8 puits, situés dans le quartier Beauval/Collinet (3 doublets) et le quartier de l’Hôpital (1 doublet), la géothermie alimente un réseau de chaleur urbain long de 43 km dont la chaleur est issue du Dogger, la nappe phréatique du bassin parisien.

Ainsi, 15 000 logements sont alimentés (75 % de la chaleur produite), sur un total de 21 000 logements que compte la Ville. L’hôpital, des bâtiments municipaux et de nombreux groupes scolaires bénéficient également du chauffage par géothermie. L’exploitation, gérée par le Syndicat Mixte pour la Géothermie de Meaux, fait l’objet d’une délégation de service public attribuée à la société Energie Meaux (groupe Coriance).

Un avenant à la délégation de service public, conclu en novembre 2011, prévoyait d’importants travaux : La réhabilitation des puits géothermiques existants pour une exploitation en réinjection,
le forage de 3 nouveaux puits de production (2 à Beauval et 1 à l’Hôpital), la mise en place d’une pompe à chaleur sur le réseau de Beauval.

Meaux fait partie des 10 % des réseaux de chaleur urbain les moins chers en France.

Entre 1998 et 2012, l’augmentation des prix du chauffage par géothermie a été inférieure à l’inflation (22,1% contre 25,09%) et nettement inférieure à l’augmentation des prix des autres sources d’énergie tel que le fioul (383,8 %) ou le gaz (114,8 %). À terme, il s’agit d’une baisse des émissions de CO2 de 11 700 t./an, soit l’équivalent des émissions annuelles de 9 800 voitures. Ramené à l’échelle de Meaux, ceci équivaudrait à réduire de 40 % la circulation automobile de ses habitants.

En 2013, la ville de Meaux a engagé des travaux de modernisation de son réseau de chaleur géothermique qui vont bientôt s’achever.

Plus de 20 millions d’euros d’investissements sont ainsi investis pour renforcer les moyens de production géothermique de la ville.

Le réseau de chaleur géothermique de Meaux en cours de modernisation:

Les travaux sont quasiment terminés. Avec 26 millions investis dans la modernisation et

l’extension du réseau meldois de géothermie, le site est tranquille pour trente ans !

 Le Site des Dômes Géothermique de Meaux (77)