La géothermie se développe à Orléans

Le ministre d’Etat Jean-Louis Borloo était en visite, lundi, au Bureau de recherche Géothermique et Minière (BRGM) d’Orléans. L’occasion pour lui de rencontrer les acteurs de la filière et d’assurer la promotion de la plate-forme expérimentale orléanaise pour les pompes à chaleur géothermiques.

Le Grenelle de l’environnement prévoit une contribution de la géothermie de 20 millions de tonnes équivalent pétrole annuelles supplémentaires en 2020. A l’horizon 2020, elle devrait contribuer ainsi pour 1,3 millions de tep (tonneséquivalent-pétrole) à l’objectif de produire 20 millions de tep d’énergie renouvelable supplémentaires. A la même échéance, il est prévu que 20 % de l’électricité produite dans les DOM soit d’origine géothermique.

Les secteurs où sont attendues les croissances les plus fortes sont les pompes à chaleur géothermiques pour les maisons individuelles (neuf et rénovation) ou pour le tertiaire et le collectif, ainsi que les réseaux de chaleur alimentés par géothermie profonde, souligne le BRGM. Le Grenelle de l’environnement fixe également des objectifs pour les pompes à chaleur géothermiques : plus de 600 000 logements à équiper d’ici 2020.

Pour accompagner le développement de ces technologies, le BRGM et la Région Centre ont mis en place une plateforme expérimentale pour les pompes à chaleur géothermiques.

Le Contrat de Projets État-Région Centre

Dans le cadre du Contrat de Projets État-Région Centre (2007-2013) signé le 8 mars 2007, le BRGM apporte son expertise et ses compétences à la réalisation du projet de création d’un « pôle européen d’excellence en géothermie » à Orléans.

Le BRGM et la Région financent et réalisent dans ce cadre une plateforme expérimentale sur les pompes à chaleur géothermiques d’envergure nationale.

Ce projet s’inscrit dans les priorités des deux entités. En effet, le BRGM, dans son contrat d’objectif, accorde une priorité aux ressources naturelles et plus spécifiquement à la géothermie sous toutes ses formes, de la production d’électricité à la fourniture de chaleur, tant en matière de recherche-développement que pour l’appui aux politiques publiques.

Le Conseil régional du Centre a engagé quant à lui une réflexion portant sur la création d’un « Pôle d’efficacité énergétique » et a identifié deux thématiques prioritaires : la biomasse et la géothermie, pour la production d’énergie des secteurs résidentiels et tertiaires qui représentent 50 % de l’énergie consommée dans la région.

Le projet s’organise autour d’une plateforme expérimentale située à Orléans sur les pompes à chaleur géothermiques et leurs échangeurs souterrains en vue d’une évaluation globale des performances des systèmes de chauffage fonctionnant avec des pompes à chaleur géothermiques, à partir des trois éléments constitutifs que sont le sous-sol, la pompe à
chaleur géothermique et le bâtiment.

Première phase du projet

L’objectif de la plateforme expérimentale est de tester les échangeurs souterrains des pompes à chaleur afin de développer de nouveaux produits, d’augmenter les performances et de maîtriser l’impact sur le sous-sol.

La première phase a été l’implantation sur le site du BRGM d’échangeurs de référence, largement instrumentés.

La plateforme expérimentale sur les pompes à chaleur géothermiques comprendra à terme :

• une activité de recherche-développement avec le développement de nouveaux produits dont la mise au point nécessite de nouveaux laboratoires aptes à répondre aux particularités des systèmes thermiques et à évaluer les produits dans des conditions dynamiques et réalistes. La recherche doit viser la connaissance des performances réelles, qualifier les impacts éventuels, optimiser et améliorer les systèmes de capteurs en sous-sol et leur mise en œuvre (matériel, forage, cimentation, nouveaux types de capteurs) ;
• l’évaluation et la certification des systèmes selon des références normatives. La plateforme proposant une vision intégrée des systèmes de chauffage permet en particulier d’évaluer les performances des différents systèmes ;
• la mise en place d’un réseau de démonstrateurs qui vise à valider les nouvelles technologies développées. Deux catégories sont envisagées : des démonstrateurs semiréalistes (installés aux laboratoires de recherche pour la démonstration de la technologie) et des démonstrateurs réels pour prouver les concepts dans des bâtiments réels (accompagné par des suivis sur les sites). Le BRGM centralise les données recueillies pour les rendre disponibles et valorisables.

Les travaux réalisés entendent répondre aussi aux problématiques qui se posent aux professionnels aujourd’hui, parmi lesquelles ont peut citer :

• étudier les performances relatives des différents types de capteurs enterrés ;

• développer et tester des capteurs innovants ;

• évaluer les conditions de l’utilisation du sous-sol pour le stockage de chaleur ;

• évaluer les performances saisonnières des capteurs ;

• examiner la dérive éventuelle des performances des capteurs sur le long terme ;

• fournir aux professions concernées des éléments pour le dimensionnement des capteurs ;

• évaluer l’impact physique, chimique et biologique sur le sous-sol de son exploitation thermique.

Des projets de recherche ayant leur propre financement sont d’ores et déjà accueillis sur le site de la plateforme : un projet ANR pour tester des échangeurs compacts (projet ECLIPSE), un projet cofinancé par la Région Centre et le BRGM pour étudier l’impact biologique de l’exploitation thermique des aquifères.

Dans le cadre de ce projet, des partenariats scientifiques ont été mis en place avec l’Ecole des Mines de Paris et l’INES (Institut national de l’énergie solaire), notamment par la mise en place de thèses conjointes. D’autres partenariats étroits ont par ailleurs été mis en œuvre avec le CSTB et l’ADEME.

Seconde phase du projet – horizon 2009/2010

Implantation sur le site du l’IUT d’Orléans d’un dispositif d’échangeurs géothermiques dit « champ de sondes ».

La seconde phase envisagée consiste à implanter sur le site de l’IUT d’Orléans un dispositif d’échangeurs géothermiques dit « champ de sondes », instrumentés, avec un double objectif :

• disposer d’un champ de sondes expérimental afin de progresser dans la maîtrise de cette technologie, le tout en coopération avec différentes équipes de recherches du campus d’Orléans-la-Source ;

• dédier une partie du dispositif à la formation, qui donnera au nouveau département GTE « Génie Thermique et Energie » de l’IUT un positionnement national à forte visibilité. La formation pourra développer un module géothermie spécifique, s’appuyant sur des infrastructures expérimentales uniques en France et la proximité d’organismes de recherche investis dans la géothermie.
  Le développement du projet sur le site de l’IUT correspond à une demande formulée à l’échelon national, notamment par l’ADEME, pour déployer en France la filière géothermique, très peu développée par rapport aux pays voisins. Ce second volet s’accompagnera d’une extension des partenariats, plus spécifiquement locaux, qui devrait conduire certaines de ces entreprises à devenir des partenaires techniques importants du projet.

La plateforme expérimentale devra faire progresser la compréhension scientifique des échanges thermiques avec le sous-sol afin d’en accroître le champ d’application. Dans ce contexte de fort développement des pompes à chaleur, la visibilité de la plateforme sur le campus de l’IUT constituera un levier efficace pour valoriser les entreprises partenaires et susciter de nouvelles initiatives locales qui bénéficieront des effets d’entraînement et de notoriété.

L’implantation du premier « champ de sondes » expérimental français sur le site de l’IUT doit renforcer l’impact de la plateforme déjà considérée comme le noyau dur du « Pôle d’Efficacité Energétique » en région Centre et contribuera au développement des interactions entre les acteurs locaux de la recherche (BRGM, CNRS), l’enseignement supérieur (Université d’Orléans, IUT) et les entreprises.

Plus largement, ce développement sur l’IUT d’Orléans, avec la mise en place d’une formation professionnelle unique en France, renforcera le positionnement de la plateforme expérimentale orléanaise en tant que centre d’excellence sur les pompes à chaleur géothermiques, à la fois scientifique, technologique, professionnel et de formation comme anticipé dans le montage du projet-cadre « SIMBIO » porté par le CSTB, le CNRS et le CEA.

Animation de la filière

Cette action permettrait aussi l’expérimentation et la formation des futurs intervenants de la filière sur le site de l’IUT d’Orléans. Le pôle géothermie de la région Centre devrait aussi comprendre un volet formation, avec une composante de formation initiale grâce au POLYTECH d’Orléans, auquel le BRGM et l’ADEME pourraient aussi contribuer.

La plateforme expérimentale devrait par ailleurs rapidement s’ouvrir sur des partenariats avec des industriels souhaitant y qualifier leurs équipements.