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Géothermie et sous-sol neuchâtelois - Canton de Neuchâtel

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vendredi 7 septembre 2012<br />

dès 11h45 <strong>et</strong> jusqu'à 13h45<br />

LUNCH – DEBAT<br />

2012<br />

o r g a n i s a t i o n<br />

p a r t e n a i r e s


Flashwatt 765 (35)<br />

Lunch géothermie<br />

Le comble du luxe, c’est <strong>de</strong> vivre sur une mine d’or <strong>et</strong> <strong>de</strong> ne pas y toucher. Depuis<br />

toujours, l’humanité vit sur Terre, une planète dont 99% <strong>de</strong> la masse est à plus <strong>de</strong><br />

1000 <strong>de</strong>grés. Et plutôt que <strong>de</strong> s’en servir, l’humanité s’est dit « non, c’est beaucoup<br />

trop facile. Inventons plutôt la fission nucléaire ! ».<br />

Mais comme il s’agit également du comble <strong>de</strong> l’imbécilité, l’humanité a récemment<br />

changé d’avis. Et a inventé la géothermie. L’exploitation <strong>de</strong> la chaleur <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’énergie<br />

du <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong>… Contrairement au pétrole, la géothermie, c’est inépuisable à l’échelle<br />

humaine, c’est gratuit, <strong>et</strong> on en trouve aussi dans le canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>. D’accord,<br />

c’est une mine d’or métaphorique uniquement, on ne va pas trouver <strong>de</strong> pépites <strong>de</strong><br />

géothermie, mais c’est déjà très bien.<br />

« <strong>Géothermie</strong> <strong>et</strong> <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong> <strong>neuchâtelois</strong> », c’est le titre du prochain lunch-débat du<br />

Centre cantonal InfoEnergie, le vendredi 7 septembre au Laténium à Hauterive.<br />

Parce que dans le canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>, on n’a pas <strong>de</strong> pétrole, on n’a pas <strong>de</strong><br />

charbon, on n’a même pas énormément <strong>de</strong> <strong>sol</strong>eil, mais ça, on ne peut pas nous<br />

l’enlever, on a un <strong>sol</strong>. Autant s’intéresser à ça, du coup, hein, on ne va pas faire la<br />

fine bouche. L’étu<strong>de</strong> du <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> la manière dont on peut utiliser sa chaleur,<br />

c’est une spécialité locale. A travers le Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie <strong>de</strong><br />

l’Université <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>. Et la toute première chaire en géothermie du pays.<br />

En plus, <strong>de</strong>s étu<strong>de</strong>s ont été menées pour estimer le potentiel géothermique du<br />

canton. Et les résultats sont alléchants. L’exploitation <strong>de</strong> la chaleur <strong>de</strong>s nappes<br />

phréatiques est particulièrement prom<strong>et</strong>teuse. Elle est possible sur 14% du territoire<br />

cantonal. Principalement au bord du lac <strong>et</strong> dans le Val-<strong>de</strong>-Travers… <strong>Neuchâtel</strong><br />

bénéficie également d’un bon potentiel pour l’exploitation <strong>de</strong> son<strong>de</strong>s géothermiques<br />

verticales, reliées à <strong>de</strong>s pompes à chaleur. On peut également installer <strong>de</strong>s pieux<br />

énergétiques, <strong>sous</strong> les fondations <strong>de</strong>s nouveaux bâtiments. Ou encore exploiter la<br />

chaleur <strong>de</strong>s aquifères profonds ou celle <strong>de</strong>s tunnels. Comme ceux du RER<br />

<strong>neuchâtelois</strong>, si le proj<strong>et</strong> voit le jour…


Bref, métaphoriquement en tout cas, les <strong>Neuchâtel</strong>oises <strong>et</strong> les <strong>Neuchâtel</strong>ois vivent<br />

sur une mine d’or. Qui est loin d’être exploitée à 100%... A l’avenir, le canton pourra<br />

miser là-<strong>de</strong>ssus pour augmenter son autonomie énergétique. Mais attends Pépé,<br />

sors pas ta pelle, ça <strong>de</strong>man<strong>de</strong> quand même l’intervention <strong>de</strong>s professionnels.<br />

Des professionnels qui seront présents lors du lunch-débat du centre cantonal<br />

InfoEnergie sur la géothermie. Un ren<strong>de</strong>z-vous ouvert aux curieux en tous genres. Il<br />

a lieu le 7 septembre à 11h45 au Laténium à Hauterive. On s’inscrit au 032 889 47<br />

26.<br />

Julien Hirt<br />

RTN – La Radio <strong>Neuchâtel</strong>oise<br />

26 août 2012


<strong>Géothermie</strong> <strong>et</strong> <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong><br />

<strong>neuchâtelois</strong><br />

Liste <strong>de</strong>s participants


Lunch-débat 7 septembre 2012: <strong>Géothermie</strong> <strong>et</strong> <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong> <strong>neuchâtelois</strong><br />

Titre Prénom Nom Entreprise Fonction Adresse NPA Ville<br />

Monsieur Marc Affolter Bernard Matthey Ing. Conseils SA Hydrogéologue Dipl. La Gran<strong>de</strong>-Fin 19 2037 Montézillon<br />

Monsieur Dylan Benoît Planair SA Crêt 108a 2314 La Sagne<br />

Monsieur Jean-Pierre Berger Epervier 9 2053 Cernier<br />

Monsieur Pierre-Yves Blanc Conseiller général "Les Verts" Rue du Nord 161 2300 La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds<br />

Monsieur Guillaume Bonn<strong>et</strong> J.M. Lambel<strong>et</strong> SA Technicien chauffage V d'Etra 33 2009 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Eric Bov<strong>et</strong><br />

Monsieur Stéphane Coll<strong>et</strong> Alpiq inTec Romandie SA Chef <strong>de</strong> service M&R CVCS Av. <strong>de</strong>s Pâquiers 22 2072 Saint-Blaise<br />

Madame Sylviane Decorv<strong>et</strong> Service <strong>de</strong> l'énergie <strong>et</strong> <strong>de</strong> l'environnement Tomb<strong>et</strong> 24 2034 Peseux<br />

Monsieur Jérémy Dupuy Bernard Matthey Ing. Conseils SA La Gran<strong>de</strong>-Fin 19 2037 Montézillon<br />

Monsieur Stéphane Frey Alpiq inTec Romandie SA Responsable succursale <strong>Neuchâtel</strong> Av. <strong>de</strong>s Pâquiers 22 2072 Saint-Blaise<br />

Madame Clau<strong>de</strong> Grimm Le Courrier Correspondante <strong>neuchâtelois</strong>e Av. <strong>de</strong> la Gare 3 2000 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Maurice Grünig Service <strong>de</strong> l'énergie <strong>et</strong> <strong>de</strong> l'environnement <strong>de</strong> la Chaux-<strong>de</strong>-Fonds Rue du Rocher 3 2300 La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds<br />

Madame Nadine Jeanner<strong>et</strong> Service <strong>de</strong> l'énergie <strong>et</strong> <strong>de</strong> l'environnement Tomb<strong>et</strong> 24 2034 Peseux<br />

Monsieur Daniel Kaiser Ca<strong>sol</strong> Torner<strong>et</strong> 67 2322 Le Crêt-du-Locle<br />

Monsieur Christian Klauser Architecte Reg A dipl. EPFZ, SIA 71, Av. <strong>de</strong>s Alpes 2000 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Baptiste Krieger Planair SA Crêt 108a 2314 La Sagne<br />

Monsieur Sylvain Langel Bernard Matthey Ing. Conseils SA La Gran<strong>de</strong>-Fin 19 2037 Montézillon<br />

Monsieur René Lüthi Atelier d'architecture<br />

Monsieur Bernard Matthey Bernard Matthey Ing. Conseils SA La Gran<strong>de</strong>-Fin 19 2037 Montézillon<br />

Monsieur Guillaume Mauri<br />

CREGE Laboratoire suisse <strong>de</strong> géothermie, Université <strong>de</strong><br />

<strong>Neuchâtel</strong><br />

Rue Emile-Argand 11 2000 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Steeve Michaud Service <strong>de</strong> l'énergie <strong>et</strong> <strong>de</strong> l'environnement Tomb<strong>et</strong> 24 2034 Peseux<br />

Monsieur Yann Oberson a21 ingénieurs SIA Physicien SIA Beaux-Arts 21 2001 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Fabrice Perez Bureau A <strong>et</strong> C Architecte HES Rue du Château 17 2034 Peseux<br />

Madame Nicole Perrenoud Bureau EHE Ingénieure HES Rte <strong>de</strong> la Fon<strong>de</strong>rie 2 1700 Fribourg<br />

Monsieur Daniel Philippin a21 ingénieurs SIA Ingénieur environnement, climat-énergie Beaux-Arts 21 2001 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Thierry Pitt<strong>et</strong> Service <strong>de</strong> l'énergie <strong>et</strong> <strong>de</strong> l'environnement Responsable centre InfoEnergie Tomb<strong>et</strong> 24 2034 Peseux<br />

Monsieur Christian Rieben Géologue <strong>et</strong> hydrogéologue SIA Rue <strong>de</strong> la Charrière 50 2300 La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds<br />

Madame Séverine Scalia Giraud Bernard Matthey Ing. Conseils SA La Gran<strong>de</strong>-Fin 19 2037 Montézillon


Lunch-débat 7 septembre 2012: <strong>Géothermie</strong> <strong>et</strong> <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong> <strong>neuchâtelois</strong><br />

Monsieur Bernard Simon DSI-Desaules & Simn Ingénieurs civils SA Ing. Civil Raffinerie 1 2000 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Christian Thétaz J.M. Lambel<strong>et</strong> SA Technicien chauffage V d'Etra 33 2009 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Nicolas Zwahlen Viteos SA Adjoint au responsable Quai Max-P<strong>et</strong>itpierre 4 2001 <strong>Neuchâtel</strong><br />

Monsieur Simonin Porr<strong>et</strong> SA Technicien chauffage <strong>et</strong> sanitaire Goul<strong>et</strong>tes 8 2024 Saint-Aubin-Sauges


Dr Guillaume Mauri<br />

CREGE<br />

Centre d'hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong> à <strong>Neuchâtel</strong>


LE PROJET GEONE : DÉVELOPPEMENT DE LA GÉOTHERMIE PROFONDE<br />

DANS LE CANTON DE NEUCHÂTEL<br />

Guillaume Mauri<br />

Laboratoire <strong>de</strong> géothermie - CREGE<br />

Centre d’Hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong> - CHYN<br />

Université <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong> Septembre 2012<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

1


BUTS DU PROJET GeoNE<br />

Objectifs initiaux du proj<strong>et</strong> GeoNE qui a débuté en mai 2010, financé par le canton<br />

• Contribution à la réalisation d'installations géothermiques produisant <strong>de</strong> la chaleur à<br />

moyen terme, puis <strong>de</strong> l'électricité à long terme dans le canton du <strong>Neuchâtel</strong>.<br />

• Pour obtenir c<strong>et</strong> objectif, il est prévu <strong>de</strong> fournir les mesures <strong>et</strong> calculs essentiels pour<br />

débuter l’exploration concrète <strong>de</strong> 3 sites dans le canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>.<br />

• Soutien au développement d’un centre <strong>de</strong> compétences en géothermie à<br />

l’Université <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong> (Laboratoire <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong>).<br />

• Actions <strong>de</strong> transfert <strong>de</strong> technologie pour le développement économique du canton.<br />

� Transfert <strong>de</strong>s connaissances nécessaires en géothermie <strong>et</strong> en prospection<br />

géologique/géophysique aux bureaux d’ingénieurs ,en particulier dans le canton<br />

<strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>.<br />

� Préparation <strong>et</strong> lancement d’une formation continue en systèmes géothermiques<br />

profonds (CAS DEEGEOSYS).<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

2


RÉALISATION DU PROJET GeoNE<br />

Phase actuelle: 2010 - 2012<br />

� Mandants<br />

• Service <strong>de</strong> l’énergie <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’environnement du canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong> (SENE).<br />

• Département <strong>de</strong> l’économie du canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong> (DEC)<br />

• Secrétariat d'Etat à l’économie (SECO)<br />

� Mandataire: Laboratoire <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong> - CREGE, via le Geothermal Investment Centre -<br />

GIC<br />

� Réalisation par <strong>de</strong>s collaborateurs du CREGE<br />

• Dr. G. Mauri, Dr. F. Negro, N. Clerc géol. dipl., Prof. E. Schill, Dr. F.-D. Vuataz,<br />

Dr. N. Giroud, Dr. Y. Ab<strong>de</strong>lf<strong>et</strong>tah, Dr. L. Guglielm<strong>et</strong>ti, L. Margu<strong>et</strong><br />

� Sous-contractants<br />

• Laboratoire d’énergétique industrielle - LENI (EPFL) : Etu<strong>de</strong> <strong>de</strong>s systèmes hybri<strong>de</strong>s<br />

pour valoriser la ressource géothermique à La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds.<br />

• Bureau B. Matthey Ing. Conseils, Montezillon : Valorisation <strong>de</strong> la chaleur<br />

géothermique pour la région du littoral <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong> à Marin.<br />

• Geowatt AG, Zurich : Modèle numérique <strong>de</strong> la température du <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong>.<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

3


SÉLECTION DE TROIS AQUIFÈRES POTENTIELS PROFONDS<br />

Sélection basés sur les résultats <strong>de</strong>s étu<strong>de</strong>s antérieures PGN (2008) <strong>et</strong> PDGN (2010)<br />

Aquifère<br />

Profon<strong>de</strong>ur (m)<br />

Température (°C)<br />

Débits (l/s)<br />

Mo<strong>de</strong> d’utilisation<br />

Malm<br />

350 - 650<br />

18 - 30<br />

15 - 20<br />

Avec PAC<br />

Thermique + eau potable<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

Dogger<br />

850 - 1200<br />

33 - 45<br />

10 - 15<br />

Avec ou sans PAC<br />

Thermique<br />

Muschelkalk<br />

1450 - 2150<br />

51 - 63<br />

10 - 15<br />

sans PAC<br />

Thermique<br />

4


SÉLECTION DES ZONES DE PROSPECTION<br />

Sélection <strong>de</strong> 3 régions d’étu<strong>de</strong>s<br />

� Région choisie sur les résultats antérieures (PGN ,2008; PDGN, 2010) <strong>et</strong> après discussions<br />

avec les services du <strong>Canton</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong>s villes<br />

� <strong>Neuchâtel</strong> – St-Blaise<br />

� Locle - La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds<br />

� Région sélectionnée après discussions concernant la ferm<strong>et</strong>ure <strong>de</strong> l’incinérateur <strong>de</strong><br />

Cottendart en 2015<br />

� Auvernier - Boudry<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

5


SÉLECTION DES ZONES DE PROSPECTION<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

3 zones d’étu<strong>de</strong>:<br />

- <strong>Neuchâtel</strong> – St-Blaise<br />

- Locle - La Chaux-<strong>de</strong>-<br />

Fonds<br />

- Auvernier - Boudry<br />

6


EXPLORATION DES RESSOURCES<br />

GÉOTHERMIQUES PROFONDES - Géologie (1)<br />

• Modèles géologiques 3D<br />

• Mesures gravimétriques<br />

• Validation <strong>de</strong>s modèles<br />

géologiques avec la<br />

gravimétrie<br />

• Modèle <strong>de</strong>s<br />

températures en<br />

profon<strong>de</strong>ur<br />

• Potentiel géothermique<br />

• Concept <strong>de</strong> prospection<br />

pour un site:<br />

� Concept pour une<br />

campagne sismique<br />

2D<br />

� Concept pour un<br />

forage profond<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

7


EXPLORATION DES RESSOURCES<br />

GÉOTHERMIQUES PROFONDES - Géologie (2)<br />

• Modèles géologiques 3D<br />

• Mesures gravimétriques<br />

• Validation <strong>de</strong>s modèles<br />

géologiques avec la<br />

gravimétrie<br />

• Modèle <strong>de</strong>s<br />

températures en<br />

profon<strong>de</strong>ur<br />

• Potentiel géothermique<br />

• Concept <strong>de</strong> prospection<br />

pour un site:<br />

� Concept pour une<br />

campagne sismique<br />

2D<br />

� Concept pour un<br />

forage profond<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

8


EXPLORATION DES RESSOURCES<br />

GÉOTHERMIQUES PROFONDES – Gravimétrie (1)<br />

• Modèles géologiques 3D<br />

• Mesures gravimétriques<br />

• Validation <strong>de</strong>s modèles<br />

géologiques avec la<br />

gravimétrie<br />

• Modèle <strong>de</strong>s<br />

températures en<br />

profon<strong>de</strong>ur<br />

• Potentiel géothermique<br />

• Concept <strong>de</strong> prospection<br />

pour un site:<br />

� Concept pour une<br />

campagne sismique<br />

2D<br />

� Concept pour un<br />

forage profond<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

Carte gravimétrique <strong>de</strong>s anomalies <strong>de</strong><br />

Bouguer (résiduelles)<br />

2<br />

GeoNE : 2300 stations sur 145 km<br />

9


EXPLORATION DES RESSOURCES<br />

GÉOTHERMIQUES PROFONDES – Gravimétrie (2)<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

10


EXPLORATION DES RESSOURCES<br />

GÉOTHERMIQUES PROFONDES – potentiel thermique<br />

Température calculée au toit du<br />

Muschelkalk<br />

(modèle détaillé <strong>Neuchâtel</strong>-St Blaise)<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

Région <strong>Neuchâtel</strong> – St Blaise<br />

Caractéristiques Zone Monruz Zone St Blaise<br />

Aquifères<br />

potentiels<br />

Malm<br />

Dogger<br />

Muschelkalk<br />

Conditions<br />

thermiques<br />

Prof. moy.<br />

(m)<br />

400<br />

900<br />

1450<br />

T°C<br />

moyenne<br />

12 - 21<br />

21 - 35<br />

42 - 55<br />

Températures réduites<br />

par l’eff<strong>et</strong> du karst<br />

Prof. moy.<br />

(m)<br />

800<br />

1300<br />

1850<br />

T°C<br />

moyenne<br />

20 - 31<br />

29 - 46<br />

47 - 63<br />

Températures les plus<br />

élevées<br />

11


VALORISATION DE LA CHALEUR GÉOTHERMIQUE<br />

� Analyse <strong>de</strong> scénarios pour valoriser la chaleur géothermique dans les régions <strong>de</strong><br />

<strong>Neuchâtel</strong> <strong>et</strong> St-Blaise - Marin<br />

Réalisation: Bureau B. Matthey Ing. Conseils, Montezillon<br />

� Etu<strong>de</strong> <strong>de</strong>s systèmes hybri<strong>de</strong>s pour valoriser la ressource géothermique<br />

à La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds<br />

Réalisation: Laboratoire d’énergétique industrielle - LENI, EPFL<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

12


CONCLUSION DE LA PHASE 1 DU PROJET GeoNE (1)<br />

Région <strong>Neuchâtel</strong> – St Blaise<br />

Caractéristiques Zone St Blaise<br />

Géologie : Très favorable<br />

fracturation-<br />

failles<br />

Site <strong>de</strong> forage<br />

potentiel<br />

Aquifères<br />

potentiels<br />

Malm<br />

Dogger<br />

Muschelkalk<br />

Conditions<br />

thermiques<br />

Utilisation <strong>de</strong> la<br />

chaleur<br />

Prix <strong>de</strong> revient<br />

<strong>de</strong> l’énergie<br />

(ct/kWh)<br />

Marin – Nord <strong>de</strong><br />

l’autoroute<br />

Prof. moy.<br />

(m)<br />

800<br />

1300<br />

1850<br />

T°C<br />

moyenne<br />

20 - 31<br />

29 - 46<br />

47 - 63<br />

Températures les plus<br />

élevées<br />

Nouveau CAD : haute<br />

T°C/basse T°C<br />

Malm : 15.7 / 20.4<br />

Dogger : 16.6 / 23.4<br />

Muschelkalk : - / 15.3<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

13


CONCLUSION DE LA PHASE 1 DU PROJET GeoNE (2)<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

14


FORMATION CONTINUE EN GÉOTHERMIE PROFONDE<br />

- 1ère édition : nov. 2011 - juin 2012<br />

- 4 modules <strong>de</strong> 5 jours<br />

- 1er module: 21-25 nov. 2011<br />

- 26 participants: CH, F, D, I, SP<br />

- Sponsoring : OFEN <strong>et</strong> SIG<br />

www.unine.ch/foco<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

15


CONCLUSION DE LA PHASE 1 DU PROJET GeoNE<br />

Objectifs initiaux du proj<strong>et</strong> GeoNE ont été atteints<br />

• Fournir les mesures <strong>et</strong> calculs essentiels pour débuter l’exploration concrète <strong>de</strong> 3 sites<br />

dans le canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>.<br />

1. <strong>Neuchâtel</strong> St-Blaise<br />

2. La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds Est<br />

3. Cottendart<br />

• Contribution à la réalisation d'installations géothermiques avec les étu<strong>de</strong>s sur:<br />

1. Analyse <strong>de</strong> scénarios pour valoriser la chaleur géothermique dans les régions <strong>de</strong><br />

<strong>Neuchâtel</strong> <strong>et</strong> St-Blaise – Marin (Bureau B. Matthey Ing. Conseils, Montezillon)<br />

2. Etu<strong>de</strong> <strong>de</strong>s systèmes hybri<strong>de</strong>s pour valoriser la ressource géothermique<br />

à La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds (Laboratoire d’énergétique industrielle - LENI, EPFL)<br />

• Actions <strong>de</strong> transfert <strong>de</strong> technologie pour le développement économique du canton.<br />

1. Transfert <strong>de</strong>s connaissances en géothermie <strong>et</strong> en prospection<br />

géologique/géophysique aux bureaux d’ingénieurs.<br />

2. Formation continue en systèmes géothermiques profonds (CAS DEEGEOSYS). 26<br />

participants pour la 1 ère édition (2011 – 2012)<br />

• Développement d’un centre <strong>de</strong> compétence à <strong>Neuchâtel</strong> :<br />

Laboratoire <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong> - CREGE ( CHYN – UNINE)<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

16


Merci <strong>de</strong> votre attention !<br />

Guillaume Mauri<br />

Laboratoire <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong> - CREGE<br />

c/o CHYN<br />

Rue E.-Argand 11<br />

CH-2000 <strong>Neuchâtel</strong><br />

guillaume.mauri@unine.ch<br />

www.unine.ch/chyn<br />

www.crege.ch<br />

Centre d’hydrogéologie <strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie - CHYN<br />

17


M. Marc Affolter<br />

Bernard Matthey Ing. Conseils SA


Lunch-Débat-2012<br />

<strong>Géothermie</strong> <strong>et</strong> <strong>sous</strong>-<strong>sol</strong> <strong>neuchâtelois</strong><br />

Scénarios à m<strong>et</strong>tre en œuvre sur le littoral<br />

<strong>neuchâtelois</strong> pour valoriser l’eau <strong>de</strong> forages<br />

géothermiques<br />

Marc Affolter<br />

Géologue - Hydrogéologue dipl.<br />

Bernard Matthey Ingénieurs-Conseils S.A.,<br />

2037 Montezillon (NE)<br />

Laténium, <strong>Neuchâtel</strong>, 7 septembre 2012


Etu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> faisabilité, géothermie « profon<strong>de</strong> »<br />

1986-2012<br />

� 1986: Etu<strong>de</strong> du potentiel géothemrique du Littoral (OFEN, commission <strong>de</strong> l’énergie)<br />

� 2004: <strong>Géothermie</strong> Marin-Epagnier, CAD HT (Service <strong>de</strong> l’énergie NE)<br />

� 2008: PGN, Laboratoire Suisse <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong>, (Fondation Protechno)<br />

� 2010: PDGN, Laboratoire Suisse <strong>de</strong> <strong>Géothermie</strong>, (GIC-canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>)<br />

�2011-2012: Programme GeoNE, (GIC-canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong>)<br />

�Littoral (<strong>Neuchâtel</strong> & St.-Blaise Marin)<br />

o Laboratoire <strong>de</strong> géothermie: Ressource<br />

o B. Matthey SA: Mo<strong>de</strong> d’exploitation <strong>et</strong> <strong>de</strong> distribution<br />

(haute température / basse enthalpie)


Ressource disponible <strong>et</strong> exploitables à <strong>Neuchâtel</strong><br />

Ressource à confirmer<br />

« Risque » géologique<br />

Risque géologique<br />

Risque technique


Aquifère profonds (hydrothermie)<br />

Bassin Parisien<br />

Riehen (1994)<br />

Schéma: S. Cattin, CREGE<br />

©BMICSA<br />

©BMICSA


Aquifères profonds<br />

Situation, profon<strong>de</strong>ur <strong>et</strong> état <strong>de</strong>s proj<strong>et</strong>s <strong>de</strong> forages géothermiques profonds en Suisse<br />

effectués entre 1987 <strong>et</strong> 1998 avec l'ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> la Confédération (modifié d’après OFEN 1998).<br />

PGN, CREGE 2008


GeoNE – Littoral <strong>Neuchâtel</strong>ois<br />

Ressource en Ville <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong><br />

RESSOURCE<br />

� Mo<strong>de</strong> d’exploitation: Hydrothermie, recherche d’eau souterraine<br />

� Température: 20-60 C<br />

� Profon<strong>de</strong>ur <strong>de</strong> forage: 350 m à 1’800 m<br />

� Débit: 10 à 20 l/s<br />

PGN, CREGE 2008


GeoNE – Littoral <strong>Neuchâtel</strong>ois - Objectifs<br />

Ressource<br />

Production <strong>de</strong> chaleur<br />

Thermalisme<br />

Valorisation <strong>de</strong> la ressource<br />

� Optimum énergétique <strong>et</strong> économies d’énergie. Pas <strong>de</strong> « CAD<br />

gaz camouflé».<br />

� Exploitation du différentiel <strong>de</strong> température maximum <strong>de</strong> la<br />

ressource.<br />

� Cohérence dans le choix d’exploitation. Pas <strong>de</strong> création <strong>de</strong><br />

besoins supplémentaires (Frutigen).<br />

� Utilisation <strong>de</strong> machines thermiques (PAC) combinées avec<br />

une ou plusieurs unités <strong>de</strong> couplage chaleur-force au gaz.<br />

Eau potable<br />

Piscicultures, serres tropicales


GeoNE – Littoral <strong>Neuchâtel</strong>ois<br />

- Objectifs<br />

Scénarios d’exploitation<br />

� Particuliers à chaque secteur<br />

� Fonction <strong>de</strong>s conditions locales (ressource <strong>et</strong> <strong>de</strong>man<strong>de</strong> <strong>de</strong> chaleur)<br />

� Etu<strong>de</strong>s techniques <strong>et</strong> économiques détaillées pour les secteurs <strong>Neuchâtel</strong> <strong>et</strong><br />

St-Blaise-Marin<br />

� Performance énergétique, investissements à prévoir, prix <strong>de</strong> revient <strong>de</strong> la chaleur<br />

� Rentabilité <strong>et</strong> compétitivité <strong>de</strong> la chaleur géothermique dans le contexte<br />

énergétique <strong>neuchâtelois</strong><br />

� Perm<strong>et</strong> le choix <strong>de</strong>s scénarios d’exploitation (optimum en fonction <strong>de</strong> la<br />

ressource disponible) <strong>et</strong> montage d’un proj<strong>et</strong>


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

Choix du schéma <strong>de</strong> production <strong>de</strong> chaleur


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

Scénarios d’exploitation à <strong>Neuchâtel</strong>


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

<strong>Neuchâtel</strong> – sites <strong>de</strong> forages potentiels


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

<strong>Neuchâtel</strong> Intégration au Chauffage Urbain Maladière


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

Intégration au Chauffage Urbain Maladière


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

Intégration au Chauffage Urbain Maladière<br />

� Prix <strong>de</strong> revient compétitif pour la plupart <strong>de</strong>s scénarios, sans subventions ni taxes<br />

<strong>de</strong> raccor<strong>de</strong>ment<br />

� Conditions: succès <strong>de</strong>s forages<br />

� Economies <strong>de</strong> gaz probables, scénarios réalistes: jusqu’à 25%<br />

� 100% ECS, arrêt <strong>de</strong>s chaudières en été<br />

� Prix <strong>de</strong>s forages: 1.3 à 6.4 Mios CHF<br />

scénarios optimistes jusqu’à 50%<br />

� Investissements totaux 4.9 (Malm) à 12.5 Mios CHF (Muschelkalk)<br />

�Cible à privilégier: Dogger <strong>et</strong> Muschelkalk


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

Scénarios à Saint-Blaise-Marin


Proj<strong>et</strong> GeoNE – Saint-Blaise-Marin


Proj<strong>et</strong> GeoNE – Saint-Blaise-Marin<br />

Système <strong>de</strong> distribution à haute température<br />

Le niveau thermique du flui<strong>de</strong> pompé est élevé dans une centrale <strong>de</strong> chauffe située idéalement à proximité<br />

du forage <strong>et</strong> composée d’un système <strong>de</strong> machines thermiques (PAC) <strong>et</strong> d’un système d’appoint <strong>et</strong> <strong>de</strong><br />

secours (CCF <strong>et</strong> chaudière) puis distribué via un réseau <strong>de</strong> conduites enterrées i<strong>sol</strong>ées vers <strong>de</strong>s<br />

consommateurs. La combinaison d’une pompe à chaleur électrique <strong>et</strong> d’un couplage chaleur-force est<br />

appelée PAC-Gaz.


Proj<strong>et</strong> GeoNE – St-Blaise, Haute température<br />

Exploitation du Muschelkalk<br />

P = 4.5 MWth<br />

COP = 1.97 après pertes réseau


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

St-Blaise – distribution à haute température<br />

� Prix <strong>de</strong> revient proche <strong>de</strong> la compétitivité pour la plupart <strong>de</strong>s scénarios,<br />

sans subventions ni taxes <strong>de</strong> raccor<strong>de</strong>ment<br />

� Conditions: succès <strong>de</strong>s forages<br />

� COP Global: 1.5 à 2.0 (44 – 50 % d’énergie géothermique)<br />

� Prix <strong>de</strong>s forages: 2.1 à 7.5 Mios CHF<br />

� Investissements totaux 10.7 (Malm) à 20.0 Mios CHF<br />

�Cible à privilégier: Dogger <strong>et</strong> Muschelkalk


Proj<strong>et</strong> GeoNE – Saint-Blaise-Marin<br />

Réseau à basse enthalpie<br />

La chaleur est transportée jusqu’aux consommateurs à la température <strong>de</strong> la ressource géothermique<br />

(20-50 C) via un réseau <strong>de</strong> conduites enterrées. L’élévation <strong>de</strong> la température au niveau <strong>de</strong>mandé par le<br />

consommateur pour le chauffage <strong>et</strong> l’eau chau<strong>de</strong> est ensuite réalisée par <strong>de</strong>s machines thermiques (PAC)<br />

décentralisées en fonction <strong>de</strong>s besoins thermiques <strong>de</strong> chaque immeuble. C<strong>et</strong>te forme <strong>de</strong> distribution <strong>de</strong> la<br />

chaleur géothermique <strong>sous</strong> forme <strong>de</strong> réseaux « froids » est peu répandue, malgré ses avantages en termes<br />

d’efficacité énergétique.


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

St-Blaise – distribution à basse enthalpie<br />

�Meilleure performance énergétique, pas <strong>de</strong> pertes, adaptation au niveau thermique<br />

<strong>de</strong> chaque utilisateur<br />

� COP Global: max 4.5 (78% d’énergie géothermique)<br />

� Prix <strong>de</strong> revient compétitif à partir d’un débit <strong>de</strong> 20 l/s <strong>et</strong> T> 30 °C<br />

� Solution à privilégier dans le cas <strong>de</strong> la construction d’un nouveau réseau<br />

�Compenser la faible compétitivité par une taxe <strong>de</strong> raccor<strong>de</strong>ment<br />

� Conditions: succès <strong>de</strong>s forages<br />

� Investissements totaux 7.5 (Malm) à 11.9 Mios CHF (Dogger)<br />

�Cible à privilégier: Malm avec revente d’eau potable


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

St-Blaise – distribution à basse enthalpie –<br />

possibilité d’abaissement du prix <strong>de</strong> la chaleur<br />

� Revente d’eau <strong>de</strong>stinée à la consommation (Malm)<br />

� Thermalisme (Dogger <strong>et</strong> Muschelkalk)<br />

� Subventions <strong>et</strong> taxes <strong>de</strong> raccor<strong>de</strong>ment<br />

� Production locale d’électricité par CCF décentralisé (basse enthalpie): -3-4 cts/kWh


Proj<strong>et</strong> GeoNE –<br />

Conclusions<br />

� Condition fondamentale: disponibilité <strong>de</strong> la ressource!<br />

� <strong>Neuchâtel</strong>: compétitivité pratiquement acquise en cas <strong>de</strong> succès <strong>de</strong>s forages<br />

� St-Blaise: Proche <strong>de</strong> la compétitivité en cas <strong>de</strong> succès <strong>de</strong>s forages<br />

� Risque d ’échec <strong>de</strong>s forages (manque d’eau) à couvrir<br />

� Echec total: investissements à perte!<br />

� Echec partiel <strong>de</strong>s forages (1/2) ≥ + 1.5 cts /kW par rapport aux prévisions<br />

� Investir dans les forages! priorité au succès géologique<br />

� Garantir le risque (confédération)<br />

� Participation aux investissements <strong>de</strong>s forages (min. 50%) (<strong>Canton</strong>, taxe CO 2)<br />

� Performance économique: Haute enthalpie<br />

� Performance énergétique: Basse enthalpie, à privilégier avec <strong>de</strong>s débits > 20 l/s<br />

� Opportunité d’action immédiate: Cottendart!


Réseau CADBAR–<br />

Conditions d’exploitation <strong>de</strong> la ressource géothermique<br />

Conditions géologiques comparables aux secteur Saint-Blaise/Marin


Réseau CADBAR–<br />

Principe d’intégration <strong>de</strong> la géothermie au réseau existant (11 MWth)


Réseau CADBAR–<br />

Intégration <strong>de</strong> la géothermie <strong>et</strong> économies <strong>de</strong> combustible<br />

� Solution compétitive au plan financier, i<strong>de</strong>m CUM <strong>Neuchâtel</strong><br />

� Economies <strong>de</strong> combustible (gaz, bois ou autres combustibles)<br />

<strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong><br />

� 22 % avec 15 l/s à 40°C (scénario probable)<br />

� > 50 % avec 20 l/s à 60°C (scénario optimiste)


Réseau CADBAR–<br />

Plan d’action<br />

� « Intérêt possible » si « disponibilité <strong>et</strong> garantie <strong>de</strong> la ressource»<br />

� Affiner les prévisions <strong>de</strong> réussite géologique <strong>et</strong> définir le site <strong>de</strong> forage<br />

�Qui veut investir <strong>et</strong> assumer le risque en cas d’échec ?<br />

�Ordres <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>ur: Forages <strong>de</strong> captage équipé (sans dispositif <strong>de</strong><br />

réinjection ni traitement)<br />

Malm: 450 m ~ 1’200’000.-<br />

Dogger: 800 m ~2’000’000.-<br />

Muschelkalk: 1’700 m ~4’250’000.-


M. Maurice Grünig<br />

Service <strong>de</strong> l'urbanisme <strong>et</strong> environnement<br />

<strong>de</strong> la Ville <strong>de</strong> la Chaux-<strong>de</strong>-Fonds


Proj<strong>et</strong> <strong>de</strong> géothermie en aquifère profond.<br />

Maurice Grünig<br />

Présentation du 7 septembre 2012 – LUNCH-DEBAT


Nous confirmons nos objectifs !<br />

Proj<strong>et</strong> MEU


Proj<strong>et</strong> d’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> forage<br />

géothermique<br />

en aquifère profond.


Quartier <strong>de</strong> la Joux-Perr<strong>et</strong><br />

Quartier « Le Corbusier »<br />

Quartier Le Crêt-du-Locle<br />

Forages<br />

prévisibles<br />

VADEC, incinération <strong>de</strong>s ordures,<br />

CAD départ principal


Des investissements valorisés :<br />

CAD en ville dès 1926<br />

58 km <strong>de</strong> tuyaux<br />

400 bâtiments, 8 centrales<br />

10 millions <strong>de</strong> l. équivalent mazout<br />

Proj<strong>et</strong> MEU, 2009-2012<br />

Management Energétique Urbain<br />

Plan directeur <strong>de</strong> l’énergie<br />

En étu<strong>de</strong> dès 2011<br />

Va<strong>de</strong>c SA<br />

Proj<strong>et</strong> <strong>de</strong> centralisation <strong>de</strong>s déch<strong>et</strong>s,<br />

extension du réseau CAD ?<br />

Proj<strong>et</strong> GeoNE<br />

Développement <strong>de</strong> la<br />

géothermie profon<strong>de</strong><br />

dans le canton <strong>de</strong> <strong>Neuchâtel</strong><br />

<strong>et</strong> amélioration <strong>de</strong>s<br />

connaissances géologiques<br />

Proj<strong>et</strong> <strong>de</strong> tunnel routier<br />

Gaine technique disponible<br />

Valorisation du potentiel « chaud ou froid »


Proj<strong>et</strong> MEU 2010<br />

(Management Energétique Urbain)


Industries<br />

Centrale <strong>de</strong> chauffage<br />

Centre sportif<br />

Blanchisserie<br />

Serres horticoles<br />

Laiterie<br />

Quartier Esplana<strong>de</strong><br />

Forage<br />

Production<br />

<strong>de</strong> béton<br />

Nouveau<br />

quartier<br />

« Minergie »


- Modéliser la <strong>de</strong>man<strong>de</strong> en chaleur du quartier<br />

- Proposer <strong>de</strong>s <strong>sol</strong>utions pour diminuer le coût<br />

opératoire <strong>et</strong>/ou les émissions <strong>de</strong> CO 2


Viteos Consommation CAD, gaz, électricité <strong>et</strong> eau<br />

SITN Données <strong>de</strong>s bâtiments, environnement <strong>et</strong><br />

OFS<br />

géographiques<br />

Données recensement, i<strong>de</strong>ntifiant EGID<br />

SIA Normes pour les températures <strong>de</strong><br />

dimensionnement<br />

Service d’urbanisme<br />

<strong>et</strong> <strong>de</strong> l’environnement,<br />

La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds<br />

Cadastre, SRE, consommations, surface toits<br />

plats, protection <strong>de</strong>s bâtiments, technologie <strong>de</strong><br />

chauffage, propriétaires, consommations <strong>de</strong><br />

mazout, énergies renouvelables,<br />

géothermie, i<strong>sol</strong>ation <strong>de</strong> bâtiments, <strong>et</strong>c.


Puissance requise <strong>de</strong> chauffage [W/m 2 ]<br />

Minergie rénové<br />

Minergie neuf<br />

Indice <strong>de</strong> dépense <strong>de</strong> chaleur [MJ/m 2 an]


� Coûts <strong>et</strong> CO 2, différentes options :<br />

� Extension du CAD :<br />

› 3 branches <strong>et</strong> <strong>de</strong>nsifications<br />

� Nouvelles centrales thermiques pour CAD:<br />

› Cogénération gaz<br />

› Cogénération bois<br />

› <strong>Géothermie</strong> + PAC, <strong>sol</strong>aire photovoltaïque, bois…<br />

� Capteurs <strong>sol</strong>aires thermiques à haute<br />

température<br />

� Rénovation <strong>de</strong>s bâtiments


Mo<strong>de</strong> d’exploitation <strong>de</strong> la géothermie <strong>de</strong>s aquifères profonds.


Structure géologique<br />

<strong>et</strong> aquifères<br />

du massif <strong>de</strong> Pouillerel<br />

<strong>et</strong> <strong>de</strong> la vallée <strong>de</strong><br />

La Chaux-<strong>de</strong>-Fonds<br />

Extrait du livre<br />

POINT (S) D’EAU © 2003<br />

Selon ISSKA 2003


Structure géologique <strong>de</strong> la région<br />

Zones noyées en bleu<br />

Proj<strong>et</strong> <strong>de</strong> base, forage à 1’500 m,<br />

température 50-60 C<br />

Extrait du livre<br />

POINT (S) D’EAU © 2003<br />

Selon ISSKA 2003


L’EXPRESS – L’IMPARTIAL / mardi 30 novembre 2010


Forage sur la parcelle « CISA »,<br />

surface disponible, environ 5’000 m²


Quartier « Le Corbusier »<br />

Quartier <strong>de</strong> la Joux-Perr<strong>et</strong><br />

Quartier Le Crêt-du-Locle<br />

VADEC, incinération <strong>de</strong>s ordures,<br />

CAD départ principal


La suite du proj<strong>et</strong> :<br />

- Mesures sismiques à réaliser<br />

- Lancer l’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> faisabilité


Daniel Bürgin<br />

Donc… à suivre…<br />

Merci <strong>de</strong> votre attention !

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