la géothermie philippe laplaige amiens, 9 octobre 2008
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La géothermie
Philippe LAPLAIGEAmiens, 9 octobre 2008
SOMMAIRESOMMAIRE
La géothermie Rappel de quelques définitions de base
Description des différentes filièresLa production d’électricitéLa production de chaleur
Développement de la géothermie – Objectifs et mesures d’accompagnement
LA GEOTHERMIELA GEOTHERMIE
Quelques définitions de base
Toutes les énergies renouvelables ne sont pas issues du soleil …
La présence de cette chaleur s’appréhende 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
La température augmente avec la profondeurLa température augmente avec la profondeur
1 000
2 000
3 000
50 100 150 200Température (°C)
Profondeur (m)
G = 10 °C/100 m
G = 3 °C/100 m
G = 2 °C/100 m
1 600
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
La chaleur de la TerreLa chaleur de la Terre
Origine de la chaleur de la terre :Elle provient pour l’essentiel (pour
90%) de la radioactivité naturelle croûte terrestre
+ Echanges thermiques zones
internes (1 000 à 4 300°C)
Flux de chaleur géothermal (60 W/m2 – soit 7 000 fois moins que flux solaire)
La chaleur de la terreLa chaleur de la terre
Energie locale, disponible partout
Indépendante des conditions climatiques
Exploitable grâce à une multitude de
techniques
Géothermie : définitionGéothermie : 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 ; l’influence 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 qu’en soit l’origine.
La géothermieLa géothermie
On distingue On distingue deuxdeux grands domaines grands domaines d’applicationd’application
• La production d’électricité
• La production de chaleur
La production d’électricitéLa production d’électricité
Gisement haute énergie et vapeur géothermaleGisement haute énergie et vapeur géothermale
Représentation schématique d’un système
haute énergie
Largage de vapeur géothermale lors de tests de puits
Production d’électricitéProduction d’électricité
Début en 1904 à LARDERELLO en Toscane Essor industriel à partir des années 60 Environ 10 000 MW installés En 3ème place après l’hydroélectricité 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
La production d’électricitéLa production d’électricité(situation en France)(situation en France)
La Guadeloupe La baie de Bouillante
Géothermie production d’électricitéGéothermie production d’électricité
Centrale géothermique de Bouillante
Schéma de principe
LA PRODUCTION DE CHALEUR LA PRODUCTION DE CHALEUR GEOTHERMALEGEOTHERMALE
La production de chaleur géothermaleLa 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
Une multitude de techniques disponibles
Les puits canadiens ou provençauxLes puits canadiens ou provençaux
Techniques de préchauffage ou de rafraîchissement
La géothermie des pompes à chaleur sur La géothermie des pompes à chaleur sur capteurs enterréscapteurs enterrés
La géothermie des pompes à chaleur sur La géothermie des pompes à chaleur sur capteurs enterréscapteurs enterrés
Capteurs horizontaux Capteurs verticaux
Les champs de sondes géothermiquesLes champs de sondes géothermiques
Les fondations thermoactivesLes fondations thermoactives
Les fondations géothermiquesLes fondations géothermiques
Détail de l’armature d’un pieu énergétique
Schéma d’un bâtiment construit sur pieux
énergétiques
Les pompes à chaleur sur eau de nappeLes pompes à chaleur sur eau de nappe
Schéma de principe d’une pompe à chaleur sur eau de nappe
Pompe à chaleur sur nappe d’eau souterraine
Les 16 000 m2 de la CAF de Lyon sont chauffés à l'aide de deux pompes à chaleur sur eau de nappe
Les réseaux de chaleur géothermiquesLes réseaux de chaleur géothermiques
1 000 m
2 000 m
Les réseaux de chaleur géothermiquesLes réseaux de chaleur géothermiques
La géothermie des réseaux de chaleur
Autres usagesAutres usages
Chauffage de serres Chauffage de bassins de pisciculture
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)
La géothermie en FranceLa géothermie en France
(Situation et objectifs)(Situation et objectifs)
Situation des énergies renouvelables en France (1)Situation des énergies renouvelables en France (1)
Filières
Contribution
relative
Bois et déchets de bois env. 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 thermique 0,05%
Les renouvelables thermiques en France en 2004
Chiffres-clés
• 4,5% de l’énergie consommée en 2004
• soit 12,7 Mtep
Situation des énergies renouvelables en France (2)Situation des énergies renouvelables en France (2)
Filières
Contribution relative
Hydraulique 93,7%
Déchets urbains solides (UIOM) 2,9%
Bois et déchets de bois 2.4%
Biogaz de décharge et méthanisation 0,43%
Eolien 0,85%
Géothermie 0,032%
Solaire photovoltaïque 0,0015%
Les énergies renouvelables électriques en France en 2004 (15% soit 5,7 Mtep)
Filières Situation 2006
Situation 2020
BIOMASSE dont Bois individuelBâtiments et réseaux de chaleur
8 8007 400200
15 0007 4002 000
GEOTHERMIE 230 1 300
POMPES A CHALEUR (hors capteurs enterrés) 150 1 050
SOLAIRE THERMIQUE 20 927
UIOM ET BOIS DIB 400 900
BIOGAZ 55 555
TOTAL 9 662 19 682
Contributions en ktep enr mobilisées
Enjeux Grenelle chaleur renouvelable
Contributions attendues des différentes formes de géothermie (production thermique)
2005 2010 2020
Géothermie des aquifères profonds
130 ktep 185 ktep 500 ktep
Géothermie des aquifères superficiels et des champs de sondes
50 ktep 75 ktep 250 ktep
Géothermie domestique (PAC sur capteurs enterrés)
48 ktep 185 ktep 550 ktep
TOTAL 226 ktep 445 ktep 1 300 ktep
Accompagnement de l’ADEME
Les actions d’accompagnement sont multiples et variées :
• Aides financières aux études et aux investissements
Opérations de démonstration, opérations exemplaires, opérations de diffusion – création d’un fonds chaleur renouvelable à partir du 1er janvier 2009 – soutien à la R&D
• Soutien à la structuration de l’offre professionnelle
(démarches QUALIPAC, QUALIFORAGE , NF PAC)
• Prise en garantie des risques géologiques et miniers
(Fonds de garantie géothermie, Fonds AQUAPAC)
• Actions de communication (Site Web geothermie-perspectives.fr, publication d’une lettre d’information trimestrielle, participations à colloques et séminaires, journées techniques…)
• Centre technique (assistance aux professionnels) – actions de R&D, plate-forme d’essais sur les capteurs enterrés, création d’outils (ex. SIG sur les ressources superficielles),
• Actions de formation (existence d’un 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
Merci de votre attention