Étude de faisabilité de PAC géothermiques

La mission, de niveau avant-projet sommaire, compare une PAC géothermique sur aquifère superficiel à une solution sur champ de sondes. Elle doit fournir les éléments techniques, économiques, réglementaires et environnementaux nécessaires à une décision éventuelle d’engager des travaux, en concertation avec le comité de pilotage et avec une approche d’utilisation rationnelle de l’énergie.

Le bâtiment étudié comprend quatre niveaux et environ 12 000 m² de plancher, dont environ 5 500 m² consacrés à la conservation des archives. L’analyse thermique couvre les besoins de chauffage, de refroidissement et d’eau chaude sanitaire, les usages et horaires d’occupation, les besoins simultanés et les exigences de régulation thermique et hygrométrique des espaces de conservation. Elle confronte la modélisation par zones aux factures des deux ou trois dernières années, analyse les écarts et surconsommations, et établit des courbes monotones de puissance appelée.

Ressources du sous-sol et essais

L’étude bibliographique mobilise notamment les cartes géologiques, les données BSS et les retours d’expérience locaux. Elle caractérise séparément la ressource sur nappe et l’option sur sondes, en examinant les contraintes géologiques, les risques associés et la compatibilité avec de futurs aménagements de surface. Une configuration envisagée pour les sondes comprend 31 sondes de 200 m ; en cas de difficulté de forage, une variante prévoit des sondes de 150 m et 10 sondes supplémentaires.

Un forage test représentatif des sondes envisagées permet la réalisation d’un test de réponse thermique (TRT). La sonde de test doit être représentative du type, du diamètre, de la profondeur, de la méthode de forage et de la cimentation retenus ; la profondeur prévue pour le TRT est de 200 m. Les sondes simple U, double U, coaxiales ou spiralées sont admises pour des forages de 100 à 200 mm, avec une recommandation de 125 à 165 mm selon la norme NF X10-970. La température non perturbée du sous-sol se mesure avant toute injection de chaleur. Si un test interrompu n’est pas relancé immédiatement, un délai minimum de 10 jours est indiqué avant une nouvelle tentative ; la température retenue reste celle de la première tentative.

Le rapport de TRT doit permettre à un tiers de vérifier les calculs et d’interpréter les résultats, présenter l’évolution des paramètres pendant le test et indiquer comment les données contribuent au dimensionnement des sondes. La modélisation intègre les résultats du TRT et est complétée par une simulation thermique dynamique du champ de sondes ou de la nappe, paramétrée au plus près de la réalité, y compris selon des hypothèses pessimistes pour le sous-sol.

Les investigations et travaux du forage test sont soumis aux règles et normes en vigueur, notamment au CCTG, fascicule 76. Le projet relève du régime déclaratif de la géothermie de minime importance : une télédéclaration doit être réalisée avant le commencement des travaux. Les fluides de forage doivent respecter les exigences de sauvegarde et de protection de l’environnement. La cimentation doit prévenir la pollution des eaux souterraines et assurer le contact thermique ; elle est réalisée sous pression, de bas en haut, jusqu’à environ 1,5 m de la tête de sonde. La remise en état des lieux et des voiries sollicitées est à la charge de l’entreprise, sauf avis contraire du maître d’ouvrage ; les installations conservées doivent être signalées et protégées.

Scénarios, bilans et livrables

La mission dimensionne et justifie les équipements géothermiques et la solution de référence, en optimisant le taux de couverture, la PAC, les échanges thermiques et les débits. Elle décrit les installations prévisionnelles sur nappe ou sur sondes, les schémas et la régulation, et prévoit un suivi des performances. Si la solution sur nappe est retenue, des pompages d’essai seront à réaliser avant exploitation dans le cadre d’une consultation ultérieure.

Les livrables couvrent :

• le bilan énergétique comparatif des besoins utiles, consommations et productions pour le chauffage, l’ECS et le froid ;
• l’analyse économique comparative des solutions, avec investissements détaillés par postes, coûts d’exploitation prévisionnels, option de location-exploitation et temps de retour actualisé ;
• le bilan environnemental comparant les solutions et évaluant les bénéfices énergétiques, la décarbonation et l’alignement avec les objectifs du décret tertiaire.

Le suivi comprend une réunion de lancement et une réunion de restitution physiques ; des réunions de travail supplémentaires peuvent être organisées à distance sans plus-value. Le prestataire transmet les résultats de l’étude ; ceux-ci sont la propriété du maître d’ouvrage. Sauf désaccord écrit, les résultats du TRT peuvent contribuer, de manière anonyme, à l’espace cartographique du site Géothermies.