Forage et équipement de puits à usage...

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Forage et équipement de puits à usage géothermique géothermique ir Marine NIHANT Première Attachée à la Direction des Eaux souterraines Antenne de Liège Eaux souterraines - Antenne de Liège Tél. : 04/224 58 40 Mail : [email protected] 1 Département de l’Environnement et de l’Eau

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  • Forage et quipement de puits usage gothermiquegothermique

    ir Marine NIHANTPremire Attache la Direction des Eaux souterraines Antenne de LigeEaux souterraines - Antenne de Lige

    Tl. : 04/224 58 40 Mail : [email protected]

    1Dpartement de lEnvironnement et de lEau

  • PLAN DE LEXPOSE

    1) Introduction : t pes de gothermie1) Introduction : types de gothermie

    2) Gothermie trs basse nergie : 2 sources de chaleur

    E l it ti d l h l d l t i- Exploitation de la chaleur de leau souterraine

    - Exploitation de la chaleur du sol : SGV (principe, utilisations, dimensionnement, test de rponse thermique)

    3) Ri l t i3) Risques pour les eaux souterraines

    4) Lgislation wallonne : existante et en projet

    - Base lgale

    - Rubriques

    C diti t i ll- Conditions sectorielles

    - Agrment des foreurs

    5) I t d t t hi t ti5) Importance des supports cartographiques et perspectives

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  • INTRODUCTION

    Types de gothermie :

    haute nergie : T > 120 C moyenne nergie : 60 C < T < 120 C moyenne nergie : 60 C < T < 120 C basse nergie : 30 C < T < 60 C trs basse nergie : T < 30 C trs basse nergie : T < 30 C

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  • GEOTHERMIE TRES BASSE ENERGIE

    Gothermie de trs basse nergie (Tempratures < 30C)

    Deux sources de chaleur : leau souterraine et le sol Pas dutilisation directe de la chaleur de la ressource par simple change Ncessite la mise en uvre de pompes chaleur ( PAC ) (images BRGM)

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  • GEOTHERMIE TRES BASSE ENERGIE

    Exploitation de la chaleur de leau souterraine :p

    Forage et quipement dun puits de prise deau souterraine Deux systmes de rejet de leau capte aprs utilisation : Deux systmes de rejet de l eau capte aprs utilisation :

    - rejet dans la nappe via un puits dit dinjection (image ADEME) - rejet dans un exutoire de surface

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  • GEOTHERMIE TRES BASSE ENERGIE

    Exploitation de la chaleur du sol :p

    Deux systmes de prlvement de la chaleur : (images BRGM)- les capteurs horizontaux placs 80 cm environ de profondeur (chaleur du sol)- les capteurs horizontaux placs 80 cm environ de profondeur (chaleur du sol) - les capteurs verticaux placs dans des puits denviron 50 120 m de profondeur,

    appels aussi sondes gothermiques verticales.

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  • GEOTHERMIE TRES BASSE ENERGIE

    Sondes gothermiques verticales :

    Les capteurs verticaux sont constitus de 2 tubes de polythylne formant un U(donc 4 sondes), descendus dans un puits for, et scells dans celui-ci par un coulis qui se doit tre la fois impermable et conducteur thermique gnralementcoulis qui se doit tre la fois impermable et conducteur thermique, gnralement compos dun mlange de ciment et dargile. Dans les sondes circule un fluide caloporteur (eau + antigel).

    Quelques photos (socit Morand Forages - source : BRGM) :

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  • GEOTHERMIE TRES BASSE ENERGIE

    Sondes gothermiques verticalesg q

    Photo de droite : exemple de pied de sondes (photo SPW) Photo de gauche : tube central = tube dinjection du coulis de remplissage injecter Photo de gauche : tube central = tube d injection du coulis de remplissage, injecter

    sous pression au fond du puits (photo BRGM)

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  • GEOTHERMIE TRES BASSE ENERGIE

    Sondes gothermiques verticalesg qUtilisations : Chauffage dune habitation unifamiliale : 1 2 puits de 100 mtres (besoin en nergie < 30 kW)

    Chauffage (rafrachissement) dun btiment collectif ou tertiaire : un champ de SGV (besoin Chauffage (rafrachissement) dun btiment collectif ou tertiaire : un champ de SGV (besoin en nergie > 30 kW).

    Vue virtuelle 3D du systme BTES (borehole thermal energy storage) de lUOIT- Canada( GEOEXCHANCE G th i P ti L h h )(source GEOEXCHANCE - Gothermie Perspectives - La recherche)

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  • GEOTHERMIE TRES BASSE ENERGIE

    Sondes gothermiques verticalesg q

    Dimensionnement du dispositif : (nbre de forages, diamtre, profondeur, positionnement)

    - pour lindividuel : abaques- pour le collectif et le tertiaire : outils de simulation numrique, test de rponse thermique

    En pratique : mthode utilise plus que simplifie.

    Test de rponse thermique : opr sur un premier puits quip de sondes pour dterminer les paramtres suivants :

    - temprature naturelle initiale du terrain;- conductivit thermique moyenne du terrain;

    la rsistance quivalente de la sonde gothermique;- la rsistance quivalente de la sonde gothermique;- la chaleur spcifique volumique moyenne du terrain.

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  • RISQUES POUR LES EAUX SOUTERRAINES

    Le forage, lquipement et lexploitation des puits usage th i t t j di t i t t dgothermique peuvent porter prjudice aux eaux souterraines tant dun

    point de vue qualitatif que quantitatif, sils ne sont pas oprs dans les rgles de lart par des entreprises spcialises en la matire.

    La lgislation wallonne existante et en projet vise rduire les risques par ldiction de rgles de bonnes pratiques tant au niveau de lapar l diction de rgles de bonnes pratiques tant au niveau de la conception des projets que de la ralisation des travaux et lexploitation des dispositifs.

    Projet important : lagrment des foreurs.

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  • LEGISLATION WALLONNE

    Tout projet de ralisation de puits destins un usage gothermique p j p g g qdoit faire lobjet dun

    PERMIS UNIQUEPERMIS UNIQUE

    Permis denvironnement + Permis durbanismePermis denvironnement + Permis durbanisme

    Dcret du 11 mars 1999 CWATUP : article 84, 1er, 1Arrts du GW du 4 juillet 2002 relatifs aux : (installations ancres au sol)Arrts du GW du 4 juillet 2002 relatifs aux : (installations ancres au sol)

    - installations et activits classes (rubriques)- procdures et diverses mesures d'excutionprocdures et diverses mesures d excution - conditions gnrales d'exploitation des tablissements

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  • LEGISLATION WALLONNE

    Conditions sectorielles Etablissements Rubriques Classes de permis

    Ebauche darrt Forage et quipement de puits avec sondes gothermiques

    45.12.01. Classe 2g q

    Projet darrt envoy Forage et quipement de puits pour f t i d t i

    45.12.02. Classe 2au Cabinet du Ministre future prise deau souterraine

    Arrt du GW du Exploitation dune prise deau 41.00.03.02. Classe 2Arrt du GW du 12/02/09

    Exploitation d une prise d eau souterraine non potabilisable

    dbit > 10 m3/jour et 3.000 m3/an

    41.00.03.02. Classe 2

    Inexistantes Forage et quipement dun puits dinjection (recharge de nappe)

    41.00.04. Classe 1Etude dincidences

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  • LEGISLATION WALLONNE

    Documents de travail pour llaboration des conditions sectorielles Forage et quipement de puits

    norme franaise NF X10-999 - avril 2007 - Forage deau et de gothermie -ralisation, suivi et abandon douvrages de captage ou de surveillance des eaux , g p gsouterraines raliss par forages.

    norme belge NBN EN 15450 - fvrier 2008 - Systmes de chauffage dans lesnorme belge NBN EN 15450 fvrier 2008 Systmes de chauffage dans les btiments - conception des systmes de chauffage par pompe chaleur.

    norme suisse SIA 384/6 - 2010 - Erdwrmesondennorme suisse SIA 384/6 - 2010 - Erdwrmesonden.

    norme franaise NF X10-970 - aot 2010 - Forage deau et de gothermie - Sonde gothermiq e erticale mise en re entretien abandongothermique verticale - mise en uvre, entretien, abandon.

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  • LEGISLATION WALLONNE

    Agrment des foreurs de puits pour prise deau souterraine et pour SGV :

    - En cours dtude la Direction des Eaux souterraines

    - Objectif : rserver la profession des foreurs aux entreprises qualifies qui disposent du matriel adquat et qui sont soucieuses duqualifies qui disposent du matriel adquat et qui sont soucieuses du respect des rgles en matire de protection de lenvironnement.

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  • IMPORTANCE DES SUPPORTS CARTOGRAPHIQUES ET PERSPECTIVESPERSPECTIVES

    Importance des supports cartographiques :

    Cartes gologiques, cartes hydrogologiques, atlas du karst wallon Utilisation ncessaire par les auteurs de projets, par les foreurs Remise jour par lapport des donnes de forage, de pompage,

    Perspectives en gothermie trs basse nergie :Perspectives en gothermie trs basse nergie :

    Cartes gothermiques ?

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  • SITES INTERNET

    Gothermie

    http:/www.geothermie-perspectives.fr

    Portail environnement du SPW

    htt // i t ll i bhttp://environnement.wallonie.be

    Permis denvironnement

    http://environnement.wallonie.be/aerw/pe/index.htmhttp://environnement.wallonie.be/legis/index.htm http://formulaires.wallonie.be/p004360_122.jsp

    CWATUP (coordination officieuse)( )

    http://mrw.wallonie.be/DGATLP/DGATLP/pages/DGATLP/Dwnld/CWATUP.pdf

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