Actualités

Dans le cadre du programme GEothermie2020, les Services Industriels de Genève (SIG) ont débuté la prospection du sous-sol genevois. Retrouvez ci-dessous toute l'actualité du projet.

Determined
28.09.2016

Rencontre avec …

… le responsable de la géothermie chez SIG.

Determined
31.08.2016

Formation Continue Géothermie et Réseaux de chaleur

L’Université de Genève organise la seconde édition de la formation continue consacrée à la géothermie et aux réseaux de chaleur les : – JEUDI 3 NOVEMBRE 2016 de 9h à 17h à UNI-MAIL – JEUDI 10 NOVEMBRE 2016 de 9h à 16h30 à UNI CARL-VOGT Voir la brochure, les informations pratiques et le formulaire d’inscription. […]

Determined
25.07.2016

Campagne de géophysique au forage de Thônex

Une campagne de géophysique se déroule depuis le 25 juillet jusqu’au vendredi 29 juillet au forage de Thônex. Le BRGM, l’Université de Genève, l’institut national italien d’océanographie et de géophysique expérimentale et SIG sont impliqués dans cette étude qui vise à mieux imager le sous-sol autour du forage et mieux connaître les vitesses de propagation des […]

Determined
30.06.2016

Campagne de prospection des Services industriels de Lausanne (SIL)

Dans le cadre d’un projet de géothermie profonde des Services industriels de Lausanne (SIL), une campagne d’acquisition vibrosismique est prévue dans l’agglomération lausannoise ces deux prochaines semaines. Une présentation publique de ce projet est prévue le : Dimanche 3 juillet 2016, de 11h00 à 17h Quai du Vent-Blanc, à côté de la piscine de Bellerive […]

Les enjeux

Genève veut réduire sa dépendance aux ressources énergétiques non renouvelables et extérieures au canton. A ce titre, la géothermie pourrait couvrir jusqu’à deux tiers des besoins de chaleur du canton.

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Une forte dépendance énergétique

L’approvisionnement énergétique genevois est largement dépendant de ressources non renouvelables et extérieures au canton. L’énergie consommée est constituée à plus de 75% de combustibles fossiles (pétrole et gaz naturel), principalement utilisés pour le chauffage des bâtiments – près de la moitié de l’énergie finale consommée – et comme carburants.

Les énergies renouvelables sont presque exclusivement constituées par la force hydraulique, qui représente 21% de l’énergie consommée. Les autres énergies renouvelables – solaire, éolienne, biomasse, géothermie – représentent à peine 2% de l’approvisionnement.

Quant à l’énergie nucléaire, le canton de Genève n’y fait pas recours de par sa Constitution.

Les sources d’énergies à Genève:

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La politique énergétique

La politique énergétique genevoise repose sur la Conception générale de l’énergie, adoptée à l’unanimité par le Grand Conseil en 2008 et réaffirmée par le Conseil d’Etat le 8 mai 2013. Ce texte fixe les bases d’une Société à 2000 watts sans nucléaire, vision à long terme d’un approvisionnement énergétique durable. La mise en œuvre de ces ambitions se concrétise au travers de trois axes prioritaires:

  • Les économies d’énergie
  • Le développement massif des énergies renouvelables
  • Le développement de systèmes de transformation et de distribution efficaces

La volonté de faire recours de manière beaucoup plus soutenue au potentiel géothermique s’inscrit dans ce contexte de transition énergétique.

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Une formidable opportunité

Selon les estimations basées sur les connaissances actuelles, les potentiels de la géothermie sont très prometteurs dans la région genevoise:

  • A terme, ce sont jusqu’à deux tiers des besoins de chaleur du canton qui pourraient être couverts par cette technologie.
  • La part de production électrique, qui reste à confirmer, pourrait également s’avérer significative.

Le développement de la géothermie constitue un outil essentiel dans la mise en œuvre de la politique énergétique cantonale. Cette ressource permettra de limiter notre dépendance vis-à-vis des énergies fossiles tout en nous apportant une plus grande autonomie.

La Géothermie

Plus de 99% du volume terrestre présente une température de plus de 1000°C, ce qui représente un immense potentiel énergétique. La géothermie c'est l'exploitation de cette ressource naturelle pour une utilisation directe de la chaleur ou pour produire de l'électricité.

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Qu’est-ce que la géothermie?

La géothermie (chaleur de la Terre) représente un immense potentiel énergétique. Au fur et à mesure que l’on s’enfonce dans la croûte terrestre la température augmente. Ce gradient géothermique est en moyenne de 30°C par kilomètre, ce qui signifie que la roche peut atteindre une température de plus de 100°C à 3000 mètres de profondeur. Cette source d’énergie peut être récupérée et valorisée par différents systèmes.

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Les usages

La géothermie permet de produire de la chaleur ou du froid pour des usages variés (chauffage ou climatisation de bâtiments, chauffage de serres agricoles, eau chaude sanitaire), ainsi que de l’électricité. Si la production de chaleur ou de froid est envisageable à toutes les profondeurs, seuls des forages profonds atteignant des températures supérieures à 100°C permettent de produire de l’électricité. La géothermie peut enfin servir au stockage saisonnier de chaleur.

Quatre arguments en faveur de la géothermie

Une énergie…

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La géothermie est disponible et exploitable localement, elle ne nécessite pas de transport ou de réseaux sur de grandes distances. Elle contribue ainsi à accroître l’indépendance énergétique.

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La chaleur terrestre est une source d’énergie qui peut être considérée comme inépuisable et renouvelable à l’échelle humaine.

soleil Propre et favorable au climat

La géothermie ne dégage pas de substances polluantes et ne produit pas de déchets. Elle permet de fournir de l’énergie avec très peu d’émissions de CO2.

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Contrairement à d’autres énergies renouvelables telles que l’hydraulique ou le solaire, la géothermie ne dépend ni des conditions climatiques, ni de la saison, ni du moment de la journée. Elle est disponible en continu 24h/24 et 365 jours par an.

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Faible, moyenne et grande profondeur

Les projets géothermiques peuvent être classés en trois catégories en fonction de leur profondeur.

La géothermie de faible profondeur (moins de 400 mètres) – avec de basses températures nécessitant le recours à une pompe à chaleur – est très répandue depuis les années 80 pour le chauffage de villas individuelles ou d’immeubles. La Suisse se positionne parmi les leaders dans ce domaine. La géothermie de faible profondeur constitue une technologie sûre, avec un taux de succès très élevé et un coût de revient concurrentiel.

Bien que moins connue, la géothermie de moyenne profondeur (de 400 à 3000 mètres environ) est exploitée commercialement dans différents pays. Elle permet de chauffer des quartiers entiers au moyen de réseaux de chauffage à distance.

La géothermie de grande profondeur (plus de 3000 mètres), qui permet de produire chaleur et électricité grâce à de hautes températures, demeure nettement moins répandue. Des coûts élevés associés à une mauvaise connaissance du sous-sol profond limitent pour l’instant son développement.

En termes de potentiels, la moyenne et la grande profondeur représentent les plus grands intérêts. Les projets de faible, de moyenne et de grande profondeurs se complètent cependant, en fonction des caractéristiques du sous-sol et des besoins énergétiques en surface.

GEothermie 2020 ne cherche pas à promouvoir un type de géothermie plutôt qu’un autre. Il vise à accroître notre connaissance du sous-sol afin d’y exploiter les meilleurs potentiels, quelle que soit leur profondeur.

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Les risques sismiques

Chaque année en Suisse, il se produit sans aucune conséquence majeure en moyenne 7 séismes naturels de magnitude supérieure à 3. Cette magnitude correspond à celle des séismes survenus à Bâle et St-Gall. Ainsi, s’il est exact que tous travaux de forage peuvent être la cause de sismicité induite, l’impact de ces incidents demeure modéré. La sismicité induite n’est d’ailleurs pas limitée à la géothermie. Elle peut se produire lors de la mise en eau de barrages, d’excavation de galeries, de creuses de tunnels ou même d’importants travaux de remblayage.

Dans le cadre du programme GEothermie 2020, un réseau de monitoring de la sismicité sera mis en place dès le début de la phase de prospection, afin d’enregistrer tout microséisme et de mieux connaître la situation naturelle du bassin genevois. Cela permettra de contrôler une éventuelle sismicité induite, en fixant des seuils au-delà desquels les travaux devraient être interrompus.

circle2Des réalisations concluantes

Que ce soit à moyenne ou à grande profondeur, divers pays recourent déjà largement à l’exploitation de la ressource géothermique (France, Allemagne, Etats-Unis, Australie, etc.). A titre d’exemple, 42 installations fournissent du chauffage et de l’eau chaude sanitaire à près de 200’000 logements dans la région parisienne. Différents sites de grande profondeur produisent par ailleurs chaleur et électricité en Alsace et en Bavière.

L’échec du projet de géothermie profonde de St-Gall (en raison de débits d’eau insuffisants), ainsi que l’abandon en 2006 du projet de Bâle, doivent être relativisés en comparaison de ces nombreuses installations fonctionnant avec succès depuis des décennies.

Le programme

Le principal frein au développement de la géothermie est constitué par une méconnaissance de notre sous-sol. L’enjeu du programme GEothermie 2020 consiste ainsi à préciser les potentiels du sous-sol genevois.

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Un contexte favorable

Le contexte géologique genevois est a priori particulièrement favorable au développement de la géothermie, que ce soit à moyenne ou à grande profondeur. Il existe en effet plusieurs couches aquifères potentiellement intéressantes laissant présager d’importants débits d’eau souterraine. Différents projets ont d’ailleurs été menés à bien en Allemagne et en France, dans des contextes géologiques relativement proches de celui du bassin genevois. Enfin, à faible profondeur, l’exploitation de nappes d’eau superficielles permettant de produire de la chaleur ou du froid selon des procédés largement éprouvés ne doit pas être négligée.

circle2Le phasage

Si les potentiels géothermiques sont immenses, la mise en œuvre de projets concrets ne s’improvise pas. Afin de maximiser les chances de succès de ces futurs projets il est indispensable, dans un premier temps, de mieux connaître le sous-sol profond. Cette connaissance fine et détaillée du sous-sol constitue l’enjeu central du programme de prospection et d’exploration GEothermie 2020.

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GEothermie 2020 se déroulera en différentes phases successives et complémentaires. La première étape du programme, de 2014 à 2017, consiste en une phase de prospection, durant laquelle il ne sera procédé à aucun forage profond. Dans un deuxième temps, dès 2018, des forages d’exploration seront creusés dans divers lieux dont la prospection aura permis de préciser les potentiels. Cette étape vise à confirmer les connaissances acquises jusque-là. Enfin, dès 2020, le programme pourra s’ouvrir sur une phase d’exploitation permettant de tirer profit de la ressource géothermique dans des conditions optimales de succès. Ce phasage permettra de requestionner le processus au terme de chaque étape.

D’un point de vue budgétaire, le coût du programme GEothermie 2020 est estimé à 100 millions de francs.

circle2Le cadre légal

La mise en œuvre du programme GEothermie 2020 s’accompagne d’un important travail de révision de l’actuelle loi sur mines (L 3 05, LMines) et de son règlement d’application. La prospection du sous-sol profond soulève en effet des questions concernant l’utilisation de ses richesses. Cette problématique concerne non seulement la géothermie, mais aussi d’éventuels minerais ou hydrocarbures. Il s’agit par ailleurs de ne pas compromettre l’approvisionnement en eau potable et d’éviter toute atteinte sur l’environnement. Il est également nécessaire de définir les acteurs ayant la légitimité d’explorer le sous-sol puis, à terme, d’en exploiter les ressources. Il importe enfin de régler la gestion des responsabilités en cas de problèmes durant l’exploration ou l’exploitation.

Le canton se dotera ainsi d’une véritable loi sur les ressources du sous-sol, régissant l’ensemble de ces questions et anticipant les défis à venir. Cette loi formalisera notamment l’interdiction d’exploitation des gaz de schistes décidée par le Conseil d’Etat.

circle2Pilotage et mise en œuvre

Si le pilotage de GEothermie 2020 appartient à l’Etat, la mise en œuvre de la prospection a été confiée aux Services industriels de Genève (SIG), qui en assureront le financement à hauteur de 20 millions de francs. Cette répartition des tâches a fait l’objet d’une convention signée le 11 février 2014 par les deux parties. La convention prévoit également que l’Etat et les SIG se concertent pour déterminer quelle suite sera donnée au programme à l’issue de la phase de prospection.

circle2Objectifs de la prospection

 

Avant d’envisager une phase d’exploration impliquant des forages coûteux, il faut affiner la cartographie 3D de notre sous-sol grâce à une prospection détaillée. La prospection de terrain vise à identifier la position et la nature des couches géologiques profondes, ainsi que des failles (ces informations n’étant pour l’instant que supposées, et non formellement établies). Cette prospection est menée sur 2 axes: valoriser les très nombreuses données existantes de part et d’autre de la frontière (mais actuellement dispersées auprès de divers acteurs) et compléter l’information existante par l’acquisition de nouvelles données.

Pour mener à bien la prospection, les SIG s’appuient sur les compétences de l’Université de Genève, dont le Département des Sciences de la Terre a été mandaté pour compiler les données, pour établir des modèles géologiques et pour améliorer la connaissance des réservoirs géologiques du bassin genevois.

circle2Une ressource à partager

La ressource géothermique ne connaissant pas de frontière, il est indispensable que sa gestion soit coordonnée au niveau de la région. Raison pour laquelle une Communauté transfrontalière de l’énergie a été créée fin 2014, avec la géothermie comme chantier prioritaire. Le projet transnational GeoMol d’étude géologique des bassins voisins de l’arc alpin a par ailleurs permis d’harmoniser les données des services géologiques français, allemands, autrichiens, italiens, slovènes et suisses.

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Que recherche-t-on dans le sous-sol?

Débit et température de l’eau sont les deux paramètres conditionnant le succès d’une installation géothermique.

  • L’incertitude liée à la température est la plus facilement maîtrisable. On sait en effet que, en s’enfonçant dans la croûte terrestre, la température augmente de 3° C par 100 mètres. C’est ce qu’on appelle le gradient géothermique.
  • La question du débit est plus difficile à prévoir. Elle dépend de la nature des roches, qui doivent être à la fois poreuses et perméables pour garantir de hauts débits. La porosité défi nit la quantité de vides présents dans une roche. Une pierre ponce est par exemple très poreuse. Quant à la perméabilité, elle indique le degré d’interconnexion de ces vides entre eux, soit la facilité avec laquelle l’eau peut se déplacer. Une roche poreuse et perméable contient beaucoup d’eau, qui se déplace facilement.

La présence de failles est également favorable à la circulation des eaux souterraines, et donc à la géothermie.

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circle2Méthode de prospection

La prospection du sous-sol est effectuée à l’aide de campagnes de mesures géophysiques. La méthode qui sera utilisée, appelée sismique réflexion, consiste à envoyer des ondes sonores dans le sous-sol avant d’en récupérer, une fois réfléchit par les différentes couches géologiques, l’écho en surface. Cette méthode fonctionne sur le même principe que les sonars de bateaux ou les échographies.

Concrètement, deux méthodes peuvent être utilisées pour générer les ondes sonores en fonction de la profondeur et des résultats souhaités: la chute de poids et le camion vibreur. La chute de poids génère un bruit sourd, semblable à une pelle mécanique qui déplace un gros bloc de béton. Le camion vibreur provoque peu de bruit mais des vibrations équivalentes à celles d’un marteau-piqueur.

Dans tous les cas, la prospection ne cause pas de nuisances majeures. Elle a déjà régulièrement été utilisée dans le canton de Genève, notamment dans le cadre du projet de géothermie de Thônex, mais aussi pour mieux connaitre les ressources en eau et en gravier. Elle est par ailleurs systématiquement employée dans la prospection gazière et pétrolière. Les vibrations envoyées dans le terrain sont ainsi sans conséquences sur les infrastructures, qu’elles soient souterraines (canalisations, etc.) ou de surface (bâtiments, routes, etc.).

camion vibreur

Dans un second temps, des forages de contrôle à faible profondeur (moins de 1000 m) peuvent être mis en place afin de vérifier certaines informations recueillies lors de la campagne de mesures géophysiques. Ces forages font recours à des technologies classiques et maîtrisées, déjà largement répandues dans divers chantiers du canton.

circle2Résultats de la prospection préliminaire

La phase de prospection préliminaire a permis d’identifier cinq zones regroupant les caractéristiques géologiques idéales à la géothermie : des roches calcaires, poreuses et perméables, parcourues par des failles, dans lesquelles l’eau circule facilement. Ces réservoirs d’eau chaude sont situés à des profondeurs de l’ordre de -500 m à -3’000 m, donc à des températures de 25 à 120°C.

Les cinq zones favorables à la géothermie de moyenne profondeur sont situées :
- dans la Champagne genevoise,
- du secteur Veyrier – Troinex à Meyrin,
- de Puplinge à Versoix,
- dans la région des Trois-Chêne,
- dans la région du Mandement.

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Autre bonne nouvelle : les études de terrain ont révélé que certaines nappes d’eau souterraines peu profondes (de -10 m à -100 m) permettraient de développer la géothermie de faible profondeur.

Ces résultats sont le fruit de deux ans d’études sur le terrain. Le sous-sol du bassin genevois a été entièrement cartographié en 2014 et 2015 grâce à des tests de géophysiques réalisés sur une longueur de 75 km dans 30 communes genevoises et 8 vaudoises.

POUR EN SAVOIR PLUS

Retrouvez ci-dessous une sélection de documents et de liens relatifs au programme GEothermie2020 mené par SIG.

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Explications en images de la géothermie et du programme de prospection initié par SIG.

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