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)
+41 79 852 05 96
En collaboration avec: Emmanuel Rigaud (Domaine Infrastructures), Loïc Lepage (Domaine Bâtiment)
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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 ?
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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
Juin 2017Conférence Alliance - EPFL
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INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES
Longueur totale 16 kilomètres, dont 14 sur territoire suisse
La ligne ferroviaire CEVA relie Cornavin à Annemasse.
Juin 2017Conférence Alliance - EPFL
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
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Modélisation 2D des parois moulée: Schéma du modèle retenu
INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES
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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
INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES
BG Ingénieurs Conseils
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 ?
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INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES
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INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES
Parois moulées – Cages mises en œuvre en 1 élément
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Radier– Équipements en nappe inférieure
INFRASTUCTURES: LES PAROIS MOULÉES
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L'ÉCO-QUARTIER: LA FAIBLE PROFONDEURQUARTIER DES CÈDRES À CHAVANNES-PRÊT-RENENS
en charge du contracting
énergétique
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L'ÉCO-QUARTIER: LA FAIBLE PROFONDEURQUARTIER DES CÈDRES À CHAVANNES-PRÊT-RENENS
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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
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L'ÉCO-QUARTIER: LA FAIBLE PROFONDEURQUARTIER DES CÈDRES À CHAVANNES-PRÊT-RENENS
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)
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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
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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
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LE STOCKAGE SAISONNIER: L'AVENIRÉVOLUTION DES BESOINS DE CHALEUR
2013
Sous-secteurs "Bernex" 150 GWh
Réseau CADIOM-CADSIG 370 GWh
TOTAL 520 GWh
2040
Sous-secteurs "Bernex" 200 GWh
Réseau CADIOM-CADSIG 510 GWh
TOTAL 710 GWh
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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
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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)
+41 79 852 05 96
En collaboration avec: Emmanuel Rigaud (Domaine Infrastructures), Loïc Lepage (Domaine Bâtiment)