(2023-2024) Inventaire géothermique national, phase 1 / BRGM

Contexte

La région Ile-de-France est la première région européenne en termes de mise en œuvre de géothermie profonde pour la production de chaleur au travers, majoritairement, de l’exploitation de l’aquifère du Dogger qui commence à faire l’objet de très nombreuses exploitations sur certains secteurs (dans les départements limitrophes de Paris au nord, au sud et à l’est). Les formations de l’Albien et du Néocomien sont aussi exploitées mais dans une moindre mesure.

Dès lors, pour envisager un changement d’échelle en termes d’accès aux ressources géothermales pour la diversification de son panel énergétique, il devient aujourd’hui prioritaire que la France se dote d’une connaissance suffisante sur d’autres aquifères profonds disponibles sur l’ensemble de son territoire et sur des secteurs encore peu ou non exploités. Ceux-ci peuvent être situés en région Ile-de-France (Oxfordien, Dogger à l’ouest de l’Ile-de-France, Trias) mais également sur le reste du territoire (Bassin parisien en région Centre-Val de Loire, Grand-Est, Bassins aquitain et du Sud-Est, Fossés rhénan et bressan, Couloir rhodanien, Limagnes, Hainault des Hauts-de-France).

L’état des connaissances des cibles géothermiques profondes diffère sensiblement en fonction des bassins géologiques et de l’exploration réalisée, mais, de manière générale, la connaissance géologique et hydrogéologique du sous-sol profond est limitée souvent à l’exploration pétrolière avec des objectifs/cibles différents.

Pour favoriser le développement de projets de géothermie, des éléments de connaissances nouveaux sur les aquifères profonds en terme de géométrie et propriétés de la ressource géothermale sont nécessaires en exploitant au maximum les données issues de l’exploration pétrolières (forages, campagnes sismiques) en complément des données de l’exploitation géothermique ou de la ressource en eau si existantes.

Objectifs

En appui au politique publique, dans le cadre de son Contrat d’objectifs, de moyens et de performance signé avec l’État pour la période 2023- 2027, le BRGM vise à construire une connaissance mise à jour des ressources disponibles, à l’échelle du territoire, puis de la mettre à disposition des parties prenantes (industriels, collectivités, filière agricole) avec pour objectif de faire de cet "inventaire géothermique national" un effet de levier pour stimuler des initiatives qui sont appelées à se multiplier dans les années à venir.

Pour réaliser l’inventaire géothermique national, le BRGM considère trois échelles complémentaires :

• L’échelle régionale (caractéristique d’un bassin sédimentaire ou partie de bassin) qui vise à synthétiser et analyser les données existantes pour discerner les zones les plus « favorables à priori » en termes de disponibilité de ressources. Cette estimation sera basée en particulier sur la profondeur des réservoirs, leur extension, leur épaisseur, la quantification de leur porosité/perméabilité et des températures. Cette échelle fait l’objet du projet en 2023-2024 et relève de la responsabilité de l’Etat avec l’objectif de mieux caractériser les ressources géothermales profondes et réduire, de fait, les risques d’échecs des futures opérations.
• L’échelle « intermédiaire », caractéristique d’une communauté de communes (de l’ordre de 1000 km²), susceptible d’héberger plusieurs projets d’exploitation potentiels. L’échelle régionale (trop vaste) ne permettant pas d’acquisitions systématiques, de nouvelles campagnes de mesures pourraient en revanche être entreprises à cette échelle intermédiaire. A cette échelle, une quantification plus fine de la ressource sur les débits envisageables peut être réalisée.
• L’échelle du projet qui se focalise sur un périmètre local très spécifique. Dans ce cadre, c’est le porteur du projet (industriel, collectivité) qui prend en charge les travaux de caractérisation nécessaires au déploiement des opérations.

Rôle du BRGM

En 2023-2024, le BRGM se focalise sur l’échelle régionale et se consacre dans un premier temps au territoire du Loiret (POC). Le travail se poursuivra ensuite à l’ensemble de la région Centre-Val de Loire.

Le travail se basera sur la synthèse et l’analyse de données existantes, notamment issues de campagnes de prospection pétrolière, et en cohérence avec les synthèses et travaux de recherche ou d’exploration réalisés sur les secteurs considérés, à une échelle relevant classiquement du bassin sédimentaire.

L’initiative ne prévoit pas la prise en charge de nouvelles acquisitions mais ambitionne l’identification de secteurs a priori favorables qui pourrait déboucher ensuite, en fonction de la disponibilité et de la qualité des données existantes et des lacunes identifiées, sur le besoin de nouvelles acquisitions, à des échelles intermédiaires, au sein de secteurs clés en termes de ressources potentielles mais également de besoins de chaleur identifiés.

Résultats attendus/obtenus

Réalisés :

• Analyse des données disponibles (aquifères potentiels profonds, inventaire des données de sous-sol et des données de besoins de surface) sur l’ensemble des bassins sédimentaires avec une proposition de découpage des bassins en zones d’études (18 zones hors Ile-de-France) ;
• Priorisation des zones à étudier à la suite du Loiret et de la région Centre-Val de Loire, se basant sur différents critères : nombre d’aquifères potentiels entre 500 et 4000 m, nombre de réseaux de chaleur à verdir (kg CO₂/kWh > 0,12), nombre de réseaux de chaleur à créer (> 5 GWh/an et > 20 GWh/an), densité des besoins de chaleur des secteurs résidentiel, tertiaire et industriel (GWh/an/km²), nombre de forages profonds (> 1000 m), forages avec diagraphies pour une interprétation quantitative en propriétés, couverture sismique 2D post 70).

En cours :

• Retraitement sismique d’environ 2000 km de lignes sismiques 2D et interprétation quantitative sur environ 600 km sur le territoire du Loiret.

Attendus :

• Réalisation d’un modèle 3D des réservoirs ciblés (Oxfordien, Dogger et Trias) ;
• Réalisation de cartes 2D des caractéristiques et propriétés des réservoirs (profondeur des toit et mur de l’aquifère, faciès avec indices sur la qualité du réservoir, épaisseur utile, température).

Valorisation/promotion

• Diffusion des résultats (cartographies 2D) via la site web Géothermies et en webservice WMS et WFS ;
• Utilisation des résultats par les acteurs comme les collectivités, les industriels, les agriculteurs pour envisager la géothermie comme énergie renouvelable ;
• Application de la méthodologie développée et propositions d’améliorations suivant les premiers résultats sur le Loiret sur d’autres territoires en France hexagonale.