(2018-2021) HeatStore, coupler le stockage d'énergie thermique avec le solaire

Contexte

Le secteur du chauffage et de la climatisation est un levier majeur pour la transition vers une énergie décarbonée. Il compte pour la moitié de l’énergie finale consommée en Europe. Il est nécessaire de mettre en place une transition vers des sources de chaleur à faibles émissions de carbone telles que la géothermie, la biomasse, le solaire et la chaleur résiduelle. Le stockage de chaleur joue un rôle clé dans cette évolution. Il offre la flexibilité nécessaire à la gestion des variations de l’offre et de la demande de chaleur.

HeatStore est l’un des neuf projets du programme européen ERANET GEOTHERMICA, qui vise à accélérer le déploiement de la géothermie. Ce projet répond ainsi aux besoins de développer les technologies de stockage d’énergie thermique souterraine (Underground Thermal Energy Storage – UTES).

Sous la coordination de TNO (Pays-Bas), le projet HeatStore implique 23 partenaires de neuf pays européens pour une durée de trois ans.

Les partenaires français bénéficient d’un financement de l’ADEME au travers du programme Investissement d’Avenir.

Objectifs du projet

Le projet vise à améliorer l'efficacité globale des systèmes couplés en combinant le solaire thermique et le stockage géologique de la chaleur. Les principaux objectifs de ce projet sont de réduire les coûts et les risques, et d'optimiser les performances des technologies de stockage souterrain d'énergie thermique à haute température (~ 25 à ~ 90 ° C).

Le projet HeatStore s'appuie sur un réseau de six démonstrateurs en France, aux Pays-Bas, en Belgique, en Allemagne et en Suisse. Il s’appuie également sur 8 études de cas de systèmes existants avec des configurations distinctes de sources de chaleur, de stockage de chaleur et d'utilisation de la chaleur.

Rôle du BRGM

Le BRGM contribue au projet HeatStore à travers plusieurs actions :

• La participation à un benchmark entre les différents codes numériques développés par les partenaires du projet, confrontés aux données acquises sur les démonstrateurs ;
• L’application des méthodes probabilistes et des possibilités de gestion des incertitudes dans le développement et l’exploitation d’un UTES (Underground Thermal Energy Storage) ;
• Une étude du potentiel de stockage souterrain de chaleur à l’échelle d’une région, en croisant les données géologiques, les modèles développés dans le cadre du projet et des données existantes relatives à la surface (développement des réseaux de chaleur, etc.).

Résultats obtenus

Le projet s’est achevé en octobre 2021. Il a permis de comparer les résultats de plus d’une dizaine de codes informatiques (thermo-hydro-chimiques) couramment utilisés pour la simulation de systèmes géothermiques.

Plusieurs systèmes énergétiques intégrant une stockage de chaleur souterrain et/ou une exploitation géothermique conventionnelle ont été développés dans le cadre du projet.

Le retour d’expérience acquis sur les démonstrateurs a été compilé en un guide de bonnes pratiques. Il ressort que, au-delà des enjeux techniques spécifiques à chaque projet, il convient d’anticiper les problématiques réglementaires et juridiques dès l’étude d’opportunité d’un stockage de chaleur souterrain.

Par ailleurs, on peut noter que le démonstrateur néerlandais a atteint le stade de la mise en service dans la durée du projet, tandis que le développement des autres démonstrateurs se poursuit.

Partenaires du projet

Belgique :

• Flemish Institue for technological research
• Kempens Warmtebedrijf
• SPIE

Danemark :

• Plan Energi
• Geological Survey of Denmark and Greenland

France :

• BRGM
• Storengy

Allemagne :

• Geothermiezentrum
• Delta-h

Islande :

• Orkuveita Reykjavikur

Pays-Bas

• ECW Netwerk
• IF Technology
• TNO
• KWR Watercycle Research Institute
• Netherlands Institute of Ecology

Portugal

• IVAR

Espagne

• Technical University of Catalonia  

Suisse

• Université de Bern
• Energie Wasser Bern
• ETH Zürich
• Services Industriels de Genève
• Université de Genève
• Université de Neuchâtel

Pour aller plus loin

• Rapport public final du projet HEATSTORE Underground Thermal Energy Storage (UTES) ;
• Site web du projet HeatStore