Potentiel géothermique du Bassin Parisien

Le potentiel géothermique du Bassin Parisien a pu être recensé en 1976. Ces données ont permis de réaliser, à partir de la fin des années 70, les 55 opérations géothermiques qui exploitaient en 1985 l’eau chaude du Dogger.

Une présentation des aquifères profonds du Bassin Parisien est proposée dans la rubrique « Hydrogéologie »

L’exploitation des réservoirs géothermiques du territoire métropolitain est principalement concentrée dans les grands bassins sédimentaires : Aquitaine et Ile-de-France.

Dans le Bassin Parisien, ces réservoirs aquifères profonds, où le débit   et la température permettent un usage direct sans pompe à chaleur, sont essentiellement situés au cœur du bassin (Ile-de-France) puisque sur les extrémités du bassin, les formations remontent géologiquement vers la surface.

Les grands aquifères géothermaux du Bassin Parisien (© BRGM) -  voir en grand cette image"
Les grands aquifères géothermaux du Bassin Parisien (© BRGM)

Les flèches bleues représentent les principaux doublets géothermiques du Bassin Parisien.

Les grands aquifères géothermaux du Bassin Parisien sont :


Les aquifères superficiels

De nombreux aquifères superficiels existent sur l’ensemble du bassin dans les formations quaternaires, d’âge Tertiaire (sable  , grès  , calcaire  ) et Crétacé supérieur (Craie  ). Leur productivité est variable suivant les secteurs, mais peut atteindre voire dépasser 100 m3/h, ce qui permet de réaliser des opérations importantes avec des pompes à chaleur pour les bâtiments du tertiaire et de logements collectifs. Ces nappes servent à d’autres usages : AEP, industries, irrigation.


Les aquifères de l’Albien et du Néocomien

L’aquifère   de l’Albien rendu célèbre par le puits   artésien de Grenelle se situe à une profondeur d’environ 600 m, bien moins importante que le Dogger, et donc plus intéressante du point de vue économique car les couts de forages seraient moindres. Cet aquifère   présente une température d’environ 28°C, le rendant particulièrement intéressant pour les bâtiments basse consommation (BBC) d’un éco-quartier. Ainsi, l’éco-quartier d’Issy-les-Moulineaux, réhabilité en 2012, est la première réalisation de réseau de chaleur sur cet aquifère  . La géothermie   couvre 78% des besoins en chauffage et eau chaude sanitaire des 1 600 logements.

Le Néocomien est également un aquifère   intéressant pour un usage géothermique. Cet aquifère   possède une température d’environ 38°C est se situe entre 900 et 1 000 m de profondeur. Couplé à des pompes à chaleur de grande puissance, il peut couvrir les besoins énergétiques de bâtiments anciens rénovés comme c’est le cas dans le réseau de chaleur du Plessis-Robinson. Ce réseau couvre les besoins en chauffage de 3 500 logements.


L’aquifère   du Lusitanien

Le Lusitanien, à 1 300 m de profondeur et à 50°C environ en Ile-de-France, est un réservoir encore mal connu (sans intérêt pour la recherche d’hydrocarbures) et n’a jamais été exploité pour la géothermie  .

Au vue des recherches effectuées dans les années 70-80, les calcaires et grès   du Lusitanien constitue un réservoir aquifère   intéressant à l’échelle du Bassin Parisien pour un usage géothermique : profondeur entre 500 et 1500 m, température entre 30 et 65°C, faible salinité et productivité importante dans le secteur de Meaux notamment (épaisseur maximale de plus de 100 m). Une étude hydrogéologique et géothermique du réservoir a été entreprise en 1983 dans le cadre de l’évaluation du potentiel géothermique à très basse température de la France : rapport BRGM 83-SGN-045.

En 2014, le potentiel géothermique du Lusitanien a fait l’objet d’une nouvelle estimation à partir des données de HOUSSE et MAGET de 1976 (Bassin Parisien) et des données de forages profonds actualisées et interpolées pour constituer le modèle géologique 3D du Lusitanien (région Ile-de-France).

Deux zones favorables ont été identifiées (températures entre 55 et 65°C et épaisseurs utiles d’environ 40 à 80 m – Figure 4) dans le secteur de Meaux et Lagny-Fontainebleau (CARITG et al., 2014). Le traitement des diagraphies disponibles n’a pas permis de conclure sur les paramètres pétrophysiques et la capacité d’exploitation (perméabilité  , transmissivité  , débits d’exploitation prévisibles).

Ci-dessous, la carte de la température estimée au toit du Lusitanien (cote NGF à l’aplomb de la région Ile-de-France), extraite du modèle thermique du Bassin Parisien réalisé dans le cadre du projet CLASTIQ à partir des données de forages profonds (BOUCHOT et al., 2008 a). D’après le rapport BRGM/RP-63244-FR de CARITG et al. (2014)

Carte de la température estimée au toit du Lusitanien (Caritg, 2014)"
Carte de la température estimée au toit du Lusitanien (Caritg, 2014)

Seule la réalisation de forages, en vue d’acquérir de nouvelles données, permettra à l’avenir d’estimer la capacité du réservoir du Lusitanien à être exploité.


L’aquifère   du Dogger

Le réservoir du Dogger, aquifère   calcaire   situé entre 1 600 et 1 800 mètres de profondeur avec une eau dont la température varie de 55° à 80°C, présente un potentiel géothermique très important.

Le contexte géologique favorable du Bassin Parisien a permis le développement, dès la fin des années 70, de réseaux de chaleur géothermiques. La nappe du Dogger, essentiellement exploitée dans le Val-de-Marne   en Ile-de-France, a une excellente productivité mais est fortement minéralisée. Elle est utilisée avec la technique du « doublet » : un forage   de production et un forage   de réinjection, afin d’avoir une boucle fermée. Un seul doublet peut alimenter entre 3 à 6 000 équivalents logements.

Pour en savoir plus : voir l’article sur la géothermie au Dogger


L’aquifère   du Trias
Le Trias (grès   rhétiens, grès   de Lorraine à l’est et grès   fluviatiles à l’ouest), plus profond que le Dogger, représente une ressource potentielle importante comme en témoigne l’opération géothermique à Châteauroux en région Centre, où les sédiments gréseux du Trias permettent de chauffer 1310 logements sociaux.

La géologie des formations du Trias est complexe (formations fluviatiles composées d’une alternance de dépôt sableux et argileux difficile à modéliser) et on dispose d’assez peu de connaissances géométriques et pétrophysiques en dehors des champs pétroliers.

Il y a peu d’expérience géothermique sur le Trias, seuls quelques doublets ont été réalisés par le passé dans l’Orléanais à Melleray (74°C à 1600 m pour 150 m3/h) ou Châteauroux (32°C à 500 m pour 80 m3/h) et en région parisienne à Cergy (77°C à 1900 m pour 47 m3/h) ou Achères (78°C à 1930 m pour 128 m3/h). Les difficultés de réinjection (salinité importante / productivité insuffisante) ont conduit à l’abandon de certaines installations (Melleray, Achères, Cergy) et au repli sur le réservoir moins profond du Dogger.

Ce constat, dans le contexte actuel de développement des énergies renouvelables telle que la géothermie  , a conduit à la mise en œuvre en 2005 du projet CLASTIQ (CLAYed sandSTone In Question) programme de recherche sur les ressources géothermales des réservoirs clastiques en France notamment sur le Bassin Parisien (partenariat ADEME – BRGM ; BOUCHOT et al., 2008 b) : rapport RP-56463-FR

Sur la partie occidentale du Bassin Parisien, cinq formations aquifères ont été sélectionnées dans le cadre de du projet CLASTIQ (BOUCHOT et al., 2008 a) et leur potentiel géothermique a pu être évalué, du plus favorable au moins favorable :

  1. Les Grès   de Donnemarie (Muschelkalk et Keuper inférieur, Anisien à Carnien)
  2. Les Grès   de Chaunoy (Keuper moyen et supérieur, Rhétien)
  3. Les Grès   continentaux de Boissy (Keuper supérieur, Rhétien)
  4. Les Grès   de Sainte-Colombe-Voulzie (Keuper moyen, Carnien)
  5. Les Grès   du Rhétien marin (Keuper supérieur, Rhétien)

Le secteur Brie-Champagne (centré sur Sézanne et incluant les villes de Meaux, Epernay, Nogent-sur-Seine) offre, d’après l’étude réalisée, le meilleur potentiel géothermique (pour des profondeurs maximales comprises entre 2000 et 2850 m). Au Sud de l’Ile-de-France, la zone centrée sur Salbris et s’étendant à l’Est d’Orléans, constitue une cible secondaire avec un bon potentiel géothermique.

Dans les perspectives à venir, le projet CLASTIQ2 mené en partenariat entre le BRGM et l’ADEME, qui suite aux conclusions du programme CLASTIQ, a pour ambition de répondre à 3 problématiques, 3 échelles, 3 objectifs :

  • A l’échelle régionale du Bassin Parisien : modéliser en 3D les formations clastiques du Trias et les caractériser en termes de réservoir afin d’orienter l’implantation de forages d’exploration (réduire le risque géologique)
  • A l’échelle du doublet : simuler le comportement des réservoirs clastiques en cours d’exploitation, en termes d’écoulement de saumures et d’avancée de la bulle froide
  • A l’échelle du puits   d’injection : comprendre et maîtriser les problèmes liés à la réinjection des saumures du Trias

Pour en savoir plus

Le site Thermo2Pro propose un outil d’aide à l’exploration pour la géothermie profonde des bassins sédimentaires à l’usage des professionnels

Évaluation du potentiel géothermique du Lusitanien du bassin de Paris sur le site du BRGM

Gestion de la ressource géothermique du Dogger en Ile-de-France sur le site du BRGM

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