Géothermie et sous-sol neuchâtelois - Canton de Neuchâtel
Géothermie et sous-sol neuchâtelois - Canton de Neuchâtel
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 !