La géothermie consiste à prélever ou à extraire les calories stockées au niveau du sous-sol ou des nappes aquifères. On distingue plusieurs types de géothermie:
- Géothermie sur sondes verticales et capteurs horizontaux : Ces technologies ne permettent pas une utilisation directe de la chaleur par simple échange.
La mise en œuvre de pompes à chaleur est nécessaire pour le chauffage.
Elles correspondent à l'exploitation de forages de faibles profondeurs (moins de 200 m).
- Géothermie sur aquifère : nappes souterraines et eaux thermales.
L'exploitation de cette ressource peut se faire de manière directe ou indirecte via des pompes à chaleur selon la ressource et le type de besoins.
- Géothermie marine – thalassothermie : l'exploitation de cette ressource est similaire à l'exploitation de la géothermie sur aquifère.
- Géothermie haute enthalpie (température supérieure à 100°C) : failles et forages pétroliers. La chaleur est exploitée de manière directe et l'alimentation de centrales électriques peut être envisagée (production de vapeur pour le turbinage).
Figure 78 : Exemples d'exploitation de la géothermie basse énergie sur nappe (à gauche) et sur sonde verticale (à droite) - Source: Connaissance des énergies
4.1.5.5.1 La géothermie basse en moyenne enthalpie Niveau régional : Région PACA
Pour évaluer le gisement géothermique, nous nous appuyons sur les données du BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) qui a rendu en 2013, une étude d'évaluation du potentiel géothermique mobilisable en région PACA.
Il apparaît que le potentiel mobilisable (très différent du gisement) issu de la géothermie en nappe est du même ordre de grandeur que celui de la géothermie sur sondes (respectivement : 15 600 GWh/an et 22 400 GWh/an), avec cependant de fortes disparités entre les départements, qui tiennent aux contextes (hydro)géologiques différents, mais aussi à l’existence de contrastes en termes d’occupation de l’espace.
Les secteurs les plus « prometteurs » vis-à-vis de la géothermie en nappe sont les Alpes-Maritimes, les Bouches-du-Rhône et le Vaucluse, pour la géothermie sur sondes il s’agit plutôt des Bouches-du-Rhône, le Var ou les Alpes-Maritimes.
Ces constats s'expliquent par la répartition des principales nappes susceptibles de délivrer des débits importants et visible sur la carte ci-dessous:
Figure 79 : Localisation des principales nappes susceptibles de délivrer des débits importants en région PACA (Source: BRGM)
Reçu au Contrôle de légalité le 14 octobre 2019
Le potentiel total lié à la géothermie basse énergie est évalué à 38 000 GWh/an, il est réparti de la manière suivante:
Figure 80 : Carte du potentiel mobilisable en géothermie pour la région PACA -Source:
BRGM
En revanche, nous ne disposons pas de données concernant la production actuelle par géothermie. Celle-ci a été estimée à 80 GWh dans le SRCAE de la région PACA (2013).
Niveau territorial : Métropole Aix-Marseille-Provence
Méthode par territorialisation: peu de données sont disponibles aujourd'hui sur le
Reçu au Contrôle de légalité le 14 octobre 2019
La majorité du territoire métropolitain se situe en zone éligible au développement de la géothermie de minime importance (GMI), avec quelques zones nécessitant des autorisations complémentaires au niveau des massifs de l'Etoile et de la Sainte Baume.
Le potentiel évalué par le BRGM, est uniformément favorable pour ce qui est de la géothermie hors nappe. Concernant la géothermie sur nappe, plusieurs zones adjacentes sont identifiées comme étant potentiellement favorables : En particulier sur la ville d'Aubagne et le long du fleuve Huveaune et également à proximité du fleuve l'Arc et en partie Nord de l'Étang de Berre.
La territorialisation des données du département des Bouches-du-Rhône issue de l'étude de potentiel en PACA du BRGM permet d'évaluer le potentiel net du territoire de la Métropole à 11 860 GWh/an.
Ce potentiel net se répartit entre 2 686 GWh/an pour la géothermie sur nappe et 9 174 GWh/an pour la géothermie hors-nappe. Cette territorialisation est obtenue par ratio de la surface de la Métropole sur la surface du département.
Perspective d'évolution de la ressource géothermie
Concernant les tendances liées à l'évolution de la ressource géothermique, on peut les dissocier selon le type d'installation:
Géothermie sur aquifère: On peut anticiper que le réchauffement climatique aura potentiellement tendance à réduire les débits des nappes ainsi qu'à augmenter leur température. Le potentiel lié à la ressource serait donc légèrement diminué dans le temps.
Géothermie sur sondes: Il est difficile de prédire un éventuel impact sur la ressource.
Avec le réchauffement climatique, on peut anticiper une légère augmentation de la température des sols en surface mais les impacts sur les sols profonds sont difficilement appréhendables. cette énergie n'est pas comptabilisée aujourd'hui de manière différenciée dans les bases de données énergie à l'échelle de la région. C'est une donnée agglomérée dans la dénomination "récupération de chaleur".
4.1.5.5.2 La géothermie moyenne profondeur Premières données sur le potentiel
En complément, sur la ressource géothermique disponible dans le perimetre de la Métropole, nous pouvons ajouter à titre informatif que la compagnie de Géothermie et de Thermalisme (CG2T) a réalisé une étude de potentiel Géothermique sur l'aquifère du synclinal de la vallée de l'Arc.
Cet aquifère concerne 3 communes de la Métropole: Meyreuil, Aix-en-Provence et Fos-sur-Mer. Le productible potentiel cumulé sur ces 3 communes s'élèverait à 17 GWh/an.
La synthèse de ces travaux est visible dans les travaux ci-dessous:
Reçu au Contrôle de légalité le 14 octobre 2019
Reçu au Contrôle de légalité le 14 octobre 2019
4.1.5.5.3 La géothermie marine – la Thalassothermie
La thalassothermie consiste à exploiter la capacité de stockage ou de déstockage de calories du milieu marin pour chauffer ou rafraîchir des bâtiments à l'aide de systèmes adaptés (groupes froids, pompes à chaleur, etc.). En général, la technologie est souvent assimilable à une pompe à chaleur eau/eau, dont le coefficient de performance peut être très élevé selon la température de la ressource initiale.
La chaleur de la ressource est utilisable pour couvrir des besoins de chauffage et de refroidissement. Le principe de fonctionnement général est assimilable à celui de la géothermique sur nappe.
En hiver, si la température de la ressource n'est pas suffisante pour chauffer directement les locaux, la pompe à chaleur le permet. La chaleur de la ressource en alimente l'évaporateur. La température stable et élevée de cette source froide en comparaison à la chaleur de l'air, permet d'obtenir une haute efficacité, de l’ordre de 5 (Coefficient de Performance). Cette efficacité signifie que la pompe à chaleur fournit 5 kWh de chaleur chaude et utile avec 1 kWh d'électricité consommée, 4 kWh étant prélevés dans la ressource. En comparaison, l'efficacité d'une pompe à chaleur air-eau en hiver est de l'ordre de 2.5 à 3, la chaleur prélevée dans l'air étant plus froide que dans l'eau de lac ou de la mer.
Niveau régional: Région Sud PACA
Une étude de détermination du potentiel géothermique marin de la région PACA a été réalisée par BG Ingénieurs Conseils en 2011, elle a montré que le département des Alpes Maritimes était le plus favorable à l'exploitation de la ressource thalassothermique, cette ressource n'en était pas moins intéressante pour les autres communes littorales de la région.
La synthèse de ces résultats est donnée dans l'illustration suivante:
Figure 84 : Gisement brut, contraintes et opportunités de développement de la filière thalassothermique par commune - Source: Étude du potentiel thalassothermique de la région PACA, BG 2011
Globalement, cette illustration-synthèse montre que le potentiel thalassothermique est globalement plus pertinent à l'Est de la région PACA. Ceci s'explique par des températures de surfaces plus élévées dans les Alpes Maritimes qui rendent possibles une plus forte exploitation du potentiel thalassothermique en été (couverture des besoins en froid).
Reçu au Contrôle de légalité le 14 octobre 2019
Niveau territorial: Métropole Aix-Marseille-Provence
D'après cette même étude, il ressort que le potentiel thalassothermique de la Métropole est particulièrement intéressant à exploiter dans une configuration hiver (couverture des besoins de chaud) en raison d'une température de surface plus basse que dans le Var ou les Alpes Maritimes. C'est ce même facteur qui limite le potentiel de couverture thalassothermique en été (besoins de froid).
Enfin, on peut hiérarchiser les communes de la Métropole présentant le plus fort potentiel thalassothermique été-hiver confondu. La note globale tient compte du critère démographique, géophysique, économique, énergétique et environnemental:
Ville Note globale développement
thalassothermie
MARSEILLE 14,5
LA CIOTAT / CARRY-LE-ROUET 12,5
PORT-DE-BOUC 12,3
L'hydroélectricité est une forme de production électrique utilisant la force créée par le mouvement de l'eau pour entraîner un alternateur et ainsi générer du courant. La quantité d'énergie produite dépend à la fois du volume d'eau et de la hauteur de chute.
Deux formes principales de production d'hydroélectricité sont mises en œuvre en Provence-Alpes-Côte d'Azur:
- Les centrales "gravitaires" pour lesquelles les apports d'eau dans la réserve sont uniquement dus à la force naturelle de la gravité (pente, poids de l'eau,...) et pouvant concerner des installations de toutes tailles
- Les stations de transfert d'énergie par pompage (ou centrales hydrauliques à réserve pompée), dans lesquelles un système permet de pomper l'eau de l’aval vers l’amont de la centrale.
Niveau régional : Région Sud PACA
La production hydroélectrique de la région PACA est principalement assurée par les installations bâties sur la Durance et le Verdon.
La plupart des équipements furent édifiés après la seconde guerre mondiale pour permettre l'alimentation de la région en électricité à une époque où Provence-Alpes-Côte d'Azur affichait une production plus importante que sa consommation. Ces centrales alimentaient alors les régions limitrophes.
La carte ci-dessous permet de localiser les installations actuelles ainsi que les potentiels résiduels mobilisables restants à l'échelle régionale.