Études de faisabilité géothermique

Le marché porte sur l’accompagnement des collectivités dans la décision et le dimensionnement de pompes à chaleur géothermiques sur aquifère superficiel ou champ de sondes, pour des bâtiments publics. Les études évaluent la faisabilité technique, économique, réglementaire et environnementale, avec comparaison à une solution de référence et, si pertinent, à d’autres énergies renouvelables.

Les études sont adaptées aux données disponibles, à la complexité du projet et aux résultats obtenus. Elles mobilisent des compétences en hydrogéologie, ressources du sous-sol et thermique du bâtiment. Le titulaire désigne un interlocuteur principal, garant de la qualité, de la coordination et des rendus ; tout changement d’équipe est soumis à l’accord du maître d’ouvrage.

Étude technico-économique

La mission peut comprendre :

• Analyse critique du projet à partir des études et données existantes, notamment note d’opportunité, audit énergétique, factures, plans, calculs de déperditions, données de chaufferie, schéma hydraulique et lois d’eau.
• Analyse des besoins de chauffage, froid, eau chaude sanitaire et rafraîchissement ; optimisation éventuelle des régimes existants et détermination des puissances nécessaires.
• Caractérisation bibliographique des ressources géothermiques, du contexte géologique, hydrogéologique et réglementaire, notamment PLU, SDAGE, SAGE, zonage de géothermie de minime importance, parcs naturels, sites Natura 2000 et ZNIEFF.
• Prédimensionnement puis dimensionnement des installations, choix des équipements, simulations du taux de couverture et comparaison avec une solution de référence sur les plans technique, économique et environnemental.

Pour les opérations sur nappe, l’étude examine notamment l’horizon géologique, la coupe prévisionnelle, la perméabilité, la porosité, la transmissivité, la pression statique, la piézométrie, la température, les débits, la productivité, le rabattement, les caractéristiques hydrochimiques, la qualité de l’eau et les sites de forage potentiels. L’implantation et l’écartement des puits sont justifiés afin d’éviter le recyclage thermique.

Pour les champs de sondes, l’étude prend en compte les caractéristiques thermiques estimées du sous-sol, les zones karstiques, les risques de dissolution ou de retrait-gonflement, les failles, la cimentation et l’isolation des aquifères. Les forages doivent respecter les normes NFX 10-999 pour les forages d’eau et NFX 10-960-1 à NFX 10-960-4 ainsi que NFX 10-970 pour les sondes.

Équipements, simulations et performances

Les rendus décrivent notamment les puissances thermiques et frigorifiques, la puissance électrique du compresseur, les heures de fonctionnement, les COP machine et système, les taux de couverture, les équipements d’appoint, les régimes de température, les émetteurs, les réseaux hydrauliques, la régulation, l’instrumentation, le monitoring, les compteurs et les schémas hydrauliques.

Les seuils techniques prévus pour l’éligibilité aux aides ADEME comprennent un COP machine d’au moins 4,5 pour une PAC sur nappe et 4 pour une PAC sur sondes, mesuré selon EN 14511-2 dans les régimes prescrits. Le SCOP global annuel estimé minimal est de 3 pour le chauffage seul et de 2,8 pour l’ECS ou l’ECS avec chauffage. Pour la production de froid, l’EER machine est au moins égal à 3,6 et le SEER global annuel estimé au moins égal à 3,3.

Une simulation thermique dynamique peut être commandée selon la qualité des données et les caractéristiques du projet. Elle produit notamment les courbes horaires de puissance de chauffage, d’ECS et de froid ainsi que la puissance maximale appelée ; ses résultats alimentent le dimensionnement des champs de sondes. Lorsque la longueur totale de sondes dépasse 1 000 mètres linéaires, un test de réponse thermique sur sonde test et une géomodélisation sont prévus pour optimiser le dimensionnement et vérifier le maintien des performances. Pour une production inférieure ou égale à 50 MWh EnR/an, ces prestations ne sont pas obligatoires mais peuvent être recommandées.

Reconnaissance et analyses de site

Lorsque les études mettent en évidence la nécessité de travaux de reconnaissance, le titulaire assiste la collectivité pour rédiger les prescriptions et pièces financières, analyser les offres, effectuer les démarches GMI, DT ou DICT et suivre les travaux sur site. Il peut assurer le suivi géologique et hydrogéologique, les comptes rendus, les préconisations et les tests de réponse thermique selon les normes en vigueur, notamment NF N ISO 17628.

Des piézomètres de petit diamètre peuvent être réalisés pour caractériser la profondeur, la température et les qualités physico-chimiques de la nappe. L’hypothèse de base est une longueur de 20 m et un diamètre de 52/60 mm, avec adaptations prévues pour d’autres longueurs.

Les analyses de qualité d’eau comprennent le prélèvement, l’échantillonnage, les mesures in situ, les analyses en laboratoire et le rapport. Elles sont réalisées conformément à l’arrêté du 25 juin 2015 modifié et peuvent porter sur les microorganismes, la conductivité, les titres alcalimétriques et hydrotimétriques, le résidu sec, le calcium, le magnésium, le potassium, le sodium, les chlorures, sulfates, bicarbonates, carbonates, nitrates, métaux, hydrocarbures totaux, PCB et COHV. Le laboratoire veille notamment à la purge suffisante de l’ouvrage et à la désinfection ou au caractère neuf du matériel de prélèvement.

Suivi, coûts et accompagnement ADEME

Le titulaire peut installer et retirer une sonde enregistreuse dans un ouvrage existant pour suivre les niveaux et la température de la nappe, jusqu’à 12 mois. Le suivi comprend la mobilisation du capteur et les rapports correspondants.

Un document Excel de synthèse des hypothèses de coûts couvre les investissements par technologie et par poste, ainsi que l’approvisionnement énergétique, l’exploitation-maintenance, le gros entretien et le renouvellement. Il s’appuie sur des bases publiques et des retours de consultations représentatifs, avec formules apparentes et mise à jour annuelle.

Les bilans économiques détaillent les investissements, consommations, dépenses d’énergie, conduite, petit entretien, gros entretien et réparations pour la solution géothermique et la référence. Ils utilisent notamment la valeur actualisée nette, le temps de retour sur investissement, le taux de rentabilité interne et le coût global en €/MWh. Le bilan environnemental estime les gains d’énergie et les réductions d’émissions de CO2, avec un taux de fuite du fluide frigorigène de 2 % par an, sauf justification d’une autre hypothèse.

En cas de décision d’investir, le titulaire peut accompagner le montage du dossier de subvention ADEME : fiche technique Excel, schéma hydraulique, schéma d’implantation, pièces administratives et échanges avec le chargé de mission du Contrat Chaleur Renouvelable.

Livrables et prestations annexes

Les livrables comprennent rapports, annexes, photographies de visites, présentations, fichiers sources exploitables, tableaux XLSX, fichiers SIG, rapports DOCX et présentations PPTX ou équivalents, selon les droits exigibles sur les éléments protégés par le savoir-faire. Les remarques du maître d’ouvrage doivent être suivies et intégrées sans rémunération complémentaire ; le titulaire assure la traçabilité des commentaires et modifications.

Les prestations annexes peuvent porter sur des documents types d’exploitation ou de suivi énergétique et sur l’étude de nouvelles technologies géothermiques. Elles peuvent inclure un benchmark, l’analyse des gammes de puissance, température ou pression, l’étude des coûts et une matrice Forces-Faiblesses-Opportunités-Risques.