Géothermie en Grand Est

Pour davantage d’informations sur la géothermie, consultez le site internet crée par l’ ADEME et le BRGM afin d’apporter un ensemble de renseignements généraux et pratiques sur l’énergie géothermique : Géothermies.

Outil de référence dans le domaine des énergies renouvelables, entièrement dédié à la géothermie, le site Géothermies répond à deux objectifs :

• diffuser une information de qualité sur la géothermie,
• être un lieu d’échange et d’animation de la filière géothermie en France.

Vous y trouverez notamment des informations sur la réglementation en vigueur pour les forages de géothermie.

Dans la rubrique l’espace régional du site Géothermies, un article est dédié à la région Grand Est, où vous pouvez accéder notamment aux atlas des ressources géothermiques des aquifères en Alsace, en Champagne-Ardenne et en Lorraine. L’espace présente les spécificités régionales en géothermie.

Pour visualiser la carte des ressources géothermiques de surface sur nappe sur le SIGES sur le bassin Rhin-Meuse, vous pouvez cliquer sur le lien suivant « Carte des ressources géothermiques de surface ».

Document à télécharger

Géothermie de minime importance : guide sur la réglementation et les règles de l'art (PDF, 3.9 Mo)

Le potentiel géothermique en Alsace est multiple. Non seulement la nappe alluviale rhénane offre une ressource immédiate pour une exploitation géothermique de très basse température, mais la structure de graben du Fossé Rhénan offre également des possibilités pour des exploitations de géothermies de moyennes et hautes températures.
Le présent article n’abordera cependant que les potentialités sur aquifère de sub-surface correspondant à la géothermie de très basse température.

Les cartes de zonages réglementaires de la géothermie de minime importance sont consultables sur le site Géothermies.

Pour les exploitations concernant les potentialités en profondeur, des informations sont accessibles sous :

• L’espace régional du site Géothermies géré par l’ ADEME et le BRGM (dont des éléments sur l’exploitation géothermique profonde de Soultz-sous-Forêts) ;
• Le site du projet Interreg IV GeorG (cartographie du sous-sol du Fossé Rhénan et estimation de ses potentialités géothermiques).

La géothermie très basse énergie

La géothermie très basse énergie concerne l’exploitation des aquifères peu profonds et l’exploitation de l’énergie naturellement présente dans le sous-sol à quelques dizaines, voire quelques centaines de mètres.

L’Alsace est particulièrement favorisée par la présence de la nappe alluviale rhénane qui est l’une des plus importantes réserves en eau souterraine d’Europe. La quantité d’eau stockée, pour sa seule partie alsacienne, est estimée à environ 35 milliards de m³. Sa température varie peu au fil des saisons, entre 8 et 12 °C, et assure une efficience élevée même en hiver, dans le cas de son exploitation à travers des pompes à chaleur.

Le BRGM avait édité en juin 1985 une cartographie détaillée des potentialités et des contraintes de géothermie basse température en Alsace. Il s’agit d’un jeu de cartes avec notices réalisé pour chaque département (cartes « AQUAPAC »). Une carte des ressources en eau en Alsace est consultable sur le SIGES.

En 2021, un atlas des ressources géothermiques de surface sur nappe du territoire alsacien a été élaboré par le BRGM , en cohérence avec la méthodologie nationale.

La réalisation s’accompagne de conditions limitatives liées à la méthodologie nationale et au contexte local :

• L’exploitation des données et les résultats de l’analyse menée est limitée à la tranche de terrain comprise entre 0 et 200 m de profondeur ;
• Les résultats apportés ne s’affranchiront en aucun cas d’une étude de faisabilité locale à engager avant toute réalisation d’opération de géothermie ;
• La précision des résultats est fonction de la qualité et de la densité des données disponibles ;
• L’échelle de l’étude a été adaptée au contexte géologique et hydrogéologique du territoire alsacien ; ainsi, certaines couches aquifères traitées ont été regroupées afin de garder une cohérence par grandes unités géologiques et tenir compte du nombre de données disponibles par entité hydrogéologique ( BDLISA ).

Carte finale du potentiel géothermique sur aquifère en Alsace (Rapport BRGM /RP-70908-FR)

© BRGM

                                         Carte finale du potentiel géothermique en Alsace

L’analyse multicritères a conduit à l’élaboration d’une carte du potentiel géothermique sur nappe indiquant les secteurs favorables à l’implantation de pompes à chaleur en Alsace. Cette cartographie résulte de l’assemblage des différentes cartographies et de la sélection, pour chaque maille de la grille cartographique, des meilleurs indices de potentialité géothermique parmi ceux calculés pour chaque aquifère superposé (secteur Alsace bossue).

Le résultat obtenu pour le potentiel géothermique sur aquifère exprimé en pourcentage de couverture des nappes du territoire alsacien est favorable à 46% (toutes nappes confondues) et à 91% en nappe d’Alsace.

En complément de l’atlas et afin d’apporter des éléments de réflexions en amont d’un projet géothermique, il est néanmoins proposé une cartographie des valeurs moyennes mesurées de quelques paramètres physico-chimiques ( conductivité , pHh, dureté, TAC , teneurs en en fer et manganèse) qui interviennent dans l’apparition des phénomènes de corrosion ou de colmatage affectant les performances du forage . Cette information disponible uniquement sur quelques mailles de la zone d’étude (6 à 8%) sera communiquée en parallèlement aux valeurs de potentiel même si son calcul n’en tient pas compte.

Les couches cartographiques résultantes, sont téléchargeables dans l'onglet "Document à télécharger" ci-dessous.

Bibliographie

• Chabart M., Fourniguet G., Giuglaris E. (2021) – Atlas des ressources géothermiques de surface sur nappe du territoire Alsacien. Rapport final. Rapport BRGM/RP-70908-FR. 114 p.
• Dezayes C., Thinon I., Courrioux G., Tourlière B., Genter A. (2007) - Estimation du potentiel géothermique des réservoirs clastiques du Trias dans le fossé rhénan. Rapport final. Rapport BRGM/RP-55729-FR. 72 p.

Documents 

• Fiche scientifique numéro 10 : Géothermie très basse et basse énergie (BRGM) (PDF, 826.1 ko)
• Géorama numéro 12 : la géothermie, une énergie d’avenir (BRGM) (PDF, 3.3 Mo)
• Géorama numéro 20 : production de chaleur par géothermie, l’expertise du BRGM (PDF, 3.2 Mo)
• Fiche scientifique numéro 6 : Géothermie profonde en Alsace (BRGM) (PDF, 452 ko)

L’atlas du potentiel géothermique très basse énergie des aquifères superficiels de la région Champagne-Ardenne est un outil d’aide à la décision, destiné aux maîtres d’ouvrages potentiels, bureaux d’études, décideurs des collectivités territoriales et particuliers, afin qu’ils puissent déterminer la possibilité d’utiliser la géothermie lors d’un choix énergétique.

L’atlas (onglet Ressources géothermiques) et les cartes de zonages réglementaires de la géothermie de minime importance sont consultables dans l’espace régional Grand Est du site Géothermies.

Espace cartographique des ressources géothermiques de surface sur nappe en Champagne-Ardenne sur le site Géothermies

BRGM

Espace cartographique des ressources géothermiques de surface sur nappe en Champagne-Ardenne sur le site Géothermies

Paramètres pris en compte pour l’analyse du potentiel géothermique

L’outil d’aide à la décision pour l’installation de pompe à chaleur sur nappe est basé sur un Système d’Informations Géographiques ( SIG ) intégrant les nappes d’eau souterraines de Champagne-Ardenne situées entre 0 et 100 mètres de profondeur. Le potentiel géothermique des aquifères superficiels dépend du débit exploitable (ou productivité) de la nappe , de la profondeur d’accès à la ressource et de la température de l’ aquifère .
Lorsque plusieurs aquifères coexistent, l’outil permet d’orienter l’utilisateur vers la ressource en eau souterraine la plus intéressante. L’objectif de l’outil est d’apprécier en première approche l’intérêt de mettre en place un projet de géothermie très basse énergie sur nappe , mais n’a pas vocation à se substituer aux études de faisabilité à réaliser, préalablement à tout projet.

Réalisation et partenaires

L’atlas a été réalisé par le BRGM en 2011 en partenariat avec l’ ADEME Champagne-Ardenne (Fonds Régional Environnement Climat ou FREC), la Région Champagne-Ardenne et l’Europe (Fonds Européen de Développement Régional ou FEDER ).

Bibliographie

• Chabart M., Pinson S., Bernon N.(2012) - Atlas du potentiel très basse énergie des aquifères de la région Champagne-Ardenne. Rapport final. BRGM/RP-60024-FR. 116 p.

Documents 

• Fiche scientifique numéro 10 : Géothermie très basse et basse énergie (BRGM) (PDF, 826.1 ko)
• Géorama numéro 12 : la géothermie, une énergie d’avenir (BRGM) (PDF, 3.3 Mo)
• Géorama numéro 20 : production de chaleur par géothermie, l’expertise du BRGM (PDF, 3.2 Mo)

Pour visualiser la carte des ressources géothermiques de surface sur nappe sur le SIGES sur le bassin Rhin-Meuse, vous pouvez cliquer sur le lien suivant « Carte des ressources géothermiques de surface ».

Atlas du potentiel géothermique des aquifères lorrains

L’atlas des ressources géothermales superficielles pour pompes à chaleur des aquifères lorrains est un outil d’aide à la décision, destiné aux maîtres d’ouvrages potentiels, bureaux d’études, décideurs des collectivités territoriales, afin qu’ils puissent déterminer la possibilité d’utiliser la géothermie lors d’un choix énergétique. L’atlas permet, lorsque plusieurs nappes coexistent, d’orienter l’utilisateur vers la ressource en eau souterraine la plus intéressante.
Toutefois, les résultats sur les débits apportés par l’étude ne sont qu’indicatifs. En tout état de cause, ces résultats ne sauraient constituer une étude de faisabilité d’un projet.

L’atlas du potentiel géothermique des aquifères lorrains (onglet Ressources géothermiques) et les cartes de zonages réglementaires de la géothermie de minime importance sont consultables dans l’espace régional Grand Est du site Géothermies.

Espace cartographique des ressources géothermiques en Lorraine sur le site Géothermies

Géothermies - BRGM

                   Espace cartographique des ressources géothermiques en Lorraine sur le site Géothermies

Paramètres pris en compte pour l’analyse du potentiel géothermique

Le potentiel géothermique des aquifères superficiels de la Lorraine dépend du débit espéré, de la température, de la qualité physico-chimique de l’eau et de la profondeur de la nappe .

Pour certains paramètres, et en particulier pour les débits, l’insuffisance des données disponibles, n’a pas permis de faire un tri systématique de celles-ci, ce qui a parfois entraîné des difficultés pour leur traitement.

Un atlas étant par définition constitué de cartes, une attention particulière a été apportée à la réalisation de la cartographie des paramètres, en veillant à toujours suivre une démarche scientifique consistante. La variabilité spatiale des paramètres a donc été étudiée. Pour la majorité des nappes , des krigeages géostatistiques des paramètres ont été faits.

Toutefois, les résultats sur les débits apportés par l’étude ne sont qu’indicatifs. L’atlas est en effet un outil d’aide à la décision sur la géothermie très basse énergie, qui donne des orientations sur les potentialités d’exploitation des nappes . Les points suivants doivent notamment être pris en compte puisqu’ils peuvent limiter les précisions de l’analyse variographique et de la qualité des interpolations :

• les formations carbonatées sont hétérogènes (fissurées voire karstifiées), et les données de débit qui ont été collectées le sont aussi ;
• l’estimation des débits ne tient pas compte des interférences des pompages entre eux.

Ainsi, les résultats de l’interpolation des débits pourraient ne pas être représentatifs de la réalité. En tout état de cause, ces résultats ne sauraient constituer une étude de faisabilité d’un projet.

Le potentiel géothermique est disponible pour les cinq nappes suivantes :

• calcaires du Tithonien,
• calcaires de l’Oxfordien,
• calcaires du Dogger,
• calcaires du Muschelkalk,
• grès du Trias inférieur.

Réalisation et partenaires

L’atlas a été réalisé par le BRGM en 2007 en partenariat avec l’ ADEME Lorraine, l’Agence Régionale de l’Environnement de Lorraine, EDF et en association avec la DRIRE Lorraine.

Bibliographie

• Bourgine B., Filhine-Tressarieu T., Monnot P., Nguyen-Thé D., Denis L., Robelin C. (2007). Atlas du potentiel géothermique des aquifères lorrains. Rapport final. BRGM/RP-54987-FR. 84 p.
• Guignat.S. (2016). Diagnostic thermique des sites thermaux du Massif des Vosges -– Phase 1 : inventaire et caractérisation des ressources géothermales sur le territoire du Massif des Vosges. Rapport final. BRGM/RP-66313-FR.37 p.

Documents 

• Fiche scientifique numéro 10 : Géothermie très basse et basse énergie (BRGM) (PDF, 826.1 ko)
• Géorama numéro 12 : la géothermie, une énergie d’avenir (BRGM) (PDF, 3.3 Mo)
• Géorama numéro 20 : production de chaleur par géothermie, l’expertise du BRGM (PDF, 3.2 Mo)
• Géothermie de surface : une énergie performante et durable pour les entreprises (PDF, 7.1 Mo)