Réalisation d’un nouveau forage géothermique à La Courneuve

Par Marine Falcone, responsable d’exploitation du Smirec

Le Smirec a réalisé des travaux de forage d’un nouveau puits géothermique à La Courneuve, sur le site nord, rue Politzer, qui sera mis en service dans les prochains mois.

^{crédit photo ©Smirec}

Cette opération va permettre d’augmenter la production d’énergie géothermique et de pérenniser la ressource.

En effet, les deux puits géothermiques du site nord de La Courneuve, forés au début des années 80, arrivent en fin de vie. Le renouvellement des installations s’effectue en 2 étapes :
- un premier forage, nommé « GLCN3 », a d’abord été réalisé en 2011 ; il fonctionne temporairement en « doublet » avec l’un des anciens puits (l’autre étant très dégradé).
- le second forage, nommé « GLCN4 », est créé cette année et fonctionnera en « doublet » avec GLCN3 ; les deux anciens puits seront abandonnés. Lors de sa mise en service, courant 2018, le SMIREC possèdera ainsi un doublet géothermique neuf, plus performant et durable.

La géothermie est une énergie renouvelable, locale et compétitive ; ces travaux sont donc importants pour permettre de garder un réseau de chaleur peu coûteux et alimenté à plus de 50% d’énergies vertes. Le projet a d’ailleurs fait l’objet d’une subvention de l’ADEME et de la Région Ile-de-France.

L’abandon de puits géothermiques se fait selon une procédure validée par la préfecture - crédit photo ©Smirec

La Ville de La Courneuve a été pionnière dans le développement de la géothermie qui connaît aujourd’hui un essor important. Après avoir résolu les difficultés techniques inhérentes au développement de cette filière, vers la fin des années 1980, de nombreuses actions ont été entreprises à La Courneuve pour moderniser le réseau et réduire les charges d’exploitation.

Outre ce nouveau forage sur le site nord, le Smirec a réalisé ces deux dernières années des travaux d’amélioration du réseau avec la réhabilitation du doublet géothermique du site du Moulin Neuf et l’interconnexion des deux réseaux (nord et sud) existants sur la ville. Il a par ailleurs procédé à l’installation d’une pompe à chaleur qui devrait être elle aussi mise en service dans les prochains mois.

Aujourd’hui le mix énergétique sur le réseau est composé de : géothermie, cogénération chaleur-électricité et gaz.

^{crédit photo ©Smirec}

Les doublets géothermiques sur les sites Moulin Neuf et Georges Politzer
Le principe de la géothermie consiste à utiliser la chaleur du sous-sol ayant pour origine la dissipation de la chaleur interne de la terre. Cette chaleur est exploitée grâce à deux forages géothermiques, constituant un doublet :

l’un de production pour remonter l’eau chaude (59°C environ) du sous-sol (1700 m de profondeur) à la surface, l’autre de réinjection pour assurer le retour de l’eau refroidie dans le réservoir.

À la surface, l’eau chaude cède sa chaleur, via un échangeur, à un réseau de distribution qui alimente les différents bâtiments de la ville. Un complément de chaleur est apporté au réseau par des chaudières gaz selon les températures extérieures.

La technique des forages est respectueuse de l’environnement : afin de ne pas refroidir le réservoir par l’eau réinjectée à une température plus froide, les puits de production et de réinjection doivent se trouver à une distance minimale l'un de l'autre (1500 mètres minimum) ; par ailleurs, aucun produit nocif n’est utilisé.

^{crédit photo Ademe}

La centrale de cogénération
Afin d’offrir des prix encore plus compétitifs, une centrale dite de cogénération produit en même temps de la chaleur (5MW représentant 15 000 MWh/an) et de l’électricité revendue à EDF (4MW et 14 000 MWh/an environ). Cette technique permet une valorisation à 70% de l’énergie issue de la combustion du gaz naturel (35% en électricité et 35% en récupération de chaleur).

Chaufferies gaz Place Alfred de Musset et Place Paul Verlaine
Deux chaufferies gaz permettent d’assurer l’appoint (en cas de baisse des températures) et le secours (en cas de coupure des centrales géothermales) de fourniture de chaleur. D’une capacité de 28,3 MW, elles sont équipées de brûleurs performants, limitant les émissions de polluants à un niveau bas.

Juillet 2017 : les travaux débutent par la réalisation d'un avant puits. Il s'agit d'effectuer un premier trou dans le sol, de quelques mètres de profondeur, pour bien positionner le futur puits.

Août-septembre 2017 : les travaux de préparation se poursuivent :
- travaux de terrassement pour permettre une bonne installation des équipements
- des réseaux sont créés pour la circulation des différents fluides (eaux pluviales, eaux usées, boues).

Octobre 2017 : une fois la plateforme préparée, la machine qui va permettre de forer jusqu'à près de 2000 m dans le sol arrive.
Les équipements nécessaires au forage sont montés sur le site.

^{crédit photo ©Smirec}

Novembre 2017 : Après la mise en place de la machine, on peut enfin commencer le forage en tant que tel !
Ces travaux se déroulent en 3 phases :
→ jusqu'à 280 m de profondeur : forage d'un diamètre de 26" (soit environ 66 cm) - Phase terminée le 10 novembre 2017
→ jusqu'à 1000m de profondeur : forage d'un diamètre de 17"1/2 (soit environ 44 cm) - Phase terminée le 21 novembre 2017
→ jusqu'à 1700 m de profondeur : forage d'un diamètre de 12"1/4 (soit environ 31 cm) - Phase terminée le 5 décembre 2017

A chaque phase, on fore d'abord les roches, puis on installe des tubages à l'intérieur. Enfin, on vient cimenter les tubages pour assurer l'étanchéité et la stabilité du puits.

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Durant le forage, des boues sont utilisées et mises en circulation dans le puits afin de faire remonter les roches. Elles servent également à refroidir et lubrifier les outils de forage. Ces boues sont donc très importantes et parcourent, sur le site du chantier, un circuit qui les mène de la descente dans le forage à la remontée en surface, puis à un tamis (qui permet de les séparer des roches remontées) et à un bassin de décantation, avant de repartir dans le forage.

^{crédit photo ©Smirec}

De plus, les roches qui sont remontées du sous-sol sont récupérées et analysées par des géologues, qui suivent de près l'avancée du forage.

Décembre 2017 : la machine fore les derniers mètres, à l'intérieur du réservoir du Dogger, d'où l'eau chaude géothermale sera pompée.
Une fois le forage, la pose des tubages et la cimentation terminés, vient la phase d'essais. On laisse l'eau géothermale remonter en surface par artésianisme (c'est à dire que l'eau, sous l'effet de la pression, remonte naturellement). Cela permet de vérifier les paramètres du puits : pression, température, débit,...

^{crédit photo ©Smirec}

70 000 MWh par an livrés aux abonnés

Puissante totale : 48 MW Longueur du réseau : 22 km 6 800 équivalents logements 100 sous-stations

Moyens de production : géothermie, cogénération chaleur électricité, gaz

Par Marine Falcone, responsable d’exploitation du Smirec