Service Géologique National
Transition énergétique et espace souterrain
Dans le cadre du plan gouvernemental pour accélérer le déploiement de la géothermie, le BRGM a signé avec l’État, en 2023, une convention pluriannuelle portant sur plusieurs études. La réalisation d’un inventaire national géothermique profond, consistant à préciser la caractérisation des cibles géothermiques profondes, a ainsi été lancée. Cet outil doit favoriser le passage à l’acte des maîtres d’ouvrage et des opérateurs de tels projets. Le BRGM a également commencé à établir une carte nationale d’étiquettes énergétiques pour la mise en œuvre de sondes géothermiques verticales. Celle-ci doit encourager le déploiement de cette technologie, destinée notamment aux opérations de petite taille.
Estimation de la conductivité thermique du sous-sol sur une épaisseur de 100 m, l’un des paramètres nécessaires au calcul d’une étiquette énergétique du sous-sol (zones grisées en cours d’évaluation). © BRGM
Pour garantir la sûreté, l’efficacité et la viabilité économique de son stockage souterrain, il est crucial de comprendre l’impact sur l’hydrogène (H2) des nombreux micro-organismes naturellement présents dans le sous-sol et susceptibles de s’en nourrir. Le projet HyLife, lancé fin 2023, consiste à établir un panorama européen de la diversité et de l’activité de ces micro-organismes, à travers l’analyse et la caractérisation de plusieurs sites de stockage potentiels dans toute l’Europe (cavités salines, aquifères, réservoirs déplétés). Il s’agit d’identifier des facteurs clés pour sélectionner les plus favorables.
Laboratoire du BRGM, la plateforme MIMAROC a été inaugurée en 2023. Elle couple des cellules d’expérimentation in situ et des moyens numériques d’analyse d’images permettant un suivi in operando des processus thermo-hydro-méca-chimiques (THMC). Les modèles THMC ainsi développés renforceront la capacité à prédire les évolutions des systèmes souterrains aux échelles de temps nécessaires à l’évaluation de sûreté des technologies étudiées, en particulier pour la géothermie et le stockage de CO2.
Réunissant la France, l’Allemagne, les Pays-Bas et la Belgique, le projet DGE-ROLLOUT (2019-2023)visait à favoriser, pour les réseaux de chaleur urbains, le recours à l’énergie géothermique profonde dans les calcaires du Dinantien (Carbonifère). Se concentrant sur les Hauts-de-France, le BRGM en a étudié le potentiel de géothermie profonde, incluant les besoins en surface, afin de déterminer les zones favorables au déploiement de cette technologie. S’appuyant sur ces résultats, Engie Solutions a proposé un projet de géothermie pour l’usine Renault de Douai, permettant de décarboner 67 % de ses besoins thermiques.
Carte de la chaleur en place pour le réservoir du Dinantian dans l'Europe du Nord-Ouest. © BRGM
Le projet CO2-Dissolved entre dans une nouvelle phase. Après une évaluation technico-économique positive du concept, qui associe stockage de CO2 dissous en aquifère et récupération d’énergie géothermique, un nouvel accord de partenariat lie le BRGM, SLB et Sageos autour de la réalisation d’un premier pilote commercial. Deux sites sont pressentis, en Centre-Val de Loire et en Île-de-France, où les études de préfaisabilité démarreront dès 2024. Ce premier pilote pourrait ainsi voir le jour sous deux à cinq ans.
Entre 2018 et 2023, le BRGM a mené avec Bordeaux Métropole, et le soutien de l’Ademe, un programme de R&D visant à développer la géothermie de surface sur ce territoire. Une application en ligne a été créée, qui met à disposition les connaissances des ressources géothermiques sur les premières centaines de mètres de profondeur. Une étude sur le potentiel de couverture des besoins des bâtiments par la géothermie a également été initiée, sans toutefois permettre de l’évaluer en raison d’un manque de données. Enfin, un appui aux porteurs de projets a permis de concrétiser de nombreuses installations de géothermie sur le territoire.
La géothermie de surface pourrait couvrir jusqu’à 36 % des besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire sur Chartres Métropole. C’est ce que conclut une étude du BRGM qui consistait, d’une part, avec le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), à estimer les besoins des bâtiments et, d’autre part, à évaluer le potentiel énergétique de la géothermie de surface (assistée par pompe à chaleur) sur le territoire. La cartographie produite combine caractéristiques du sous-sol, besoins des bâtiments, contraintes foncières et réglementaires et densité urbaine.
Modèle géologique de Bordeaux Métropole représentant le sous-sol jusqu’à un maximum de 660 m de profondeur. Les plans représentés sont : en couleur, les toits des principaux aquifères qui constituent les ressources géothermiques sur nappe ; en noir, les toits des principales formations peu perméables. © BRGM
Dans le cadre du programme Transition énergétique dans la Caraïbe (Interreg V - TEC 2019-2023), le BRGM a développé une nouvelle approche d’exploration géophysique en Guadeloupe – exportée ensuite à Saint-Vincent – issue de la combinaison de méthodes électromagnétiques adaptées. Celle-ci a permis d’évaluer la continuité en mer du réservoir géothermique de Bouillante. L’établissement a également mené la première étude connue sur la géochimie des eaux géothermales des îles de Guadeloupe, Martinique, Dominique, Montserrat et Sainte-Lucie, dont une des principales retombées a été d'améliorer les estimations de température des réservoirs géothermiques. Le BRGM a, par ailleurs, remis à l’Assemblée nationale un rapport sur les potentialités géothermiques des îles de Guadeloupe, Martinique, La Réunion, Mayotte et Saint-Pierre-et-Miquelon.
Modèle de résistivité autour de la centrale de Bouillante qui permet d’apercevoir un potentiel réservoir géothermique. Le modèle est réalisé pour la première fois grâce à l’utilisation d’une acquisition jointe terre-mer de méthode électromagnétique.
