Géothermie sur nappe : étude de préfaisabilité à Margaux-Cantenac (33)
Dans le cadre d’un projet de géothermie sur nappe à Margaux-Cantenac, en Gironde (33), ENDEO a été missionné par ENERGIE CONCEPT pour réaliser une étude de préfaisabilité hydrogéologique.
L’objectif était de déterminer, avant d’engager des travaux de forage, si le contexte géologique et hydrogéologique local permettait d’envisager une pompe à chaleur sur eau souterraine, d’identifier les aquifères susceptibles d’être mobilisés et de comparer leur intérêt pour le projet.
La mission a reposé sur une démarche associant expertise bibliographique approfondie, analyse des données hydrogéologiques existantes et reconnaissance du contexte de terrain.
Cette approche permet de réduire les incertitudes avant forage et d’orienter les investigations vers la ressource présentant le meilleur compromis entre profondeur, potentiel hydrogéologique, conditions d’exploitation et contraintes réglementaires.
Une préfaisabilité avant d’engager des travaux de forage
La mise en œuvre d’une géothermie sur nappe suppose de disposer d’une ressource souterraine capable de fournir un débit compatible avec les besoins thermiques du projet.
La seule présence d’une nappe ne suffit donc pas à conclure à la faisabilité d’une installation.
Avant d’engager un forage de reconnaissance ou un doublet géothermique, ENDEO devait notamment déterminer :
- quels aquifères sont présents au droit du projet ;
- à quelles profondeurs ils sont susceptibles d’être rencontrés ;
- quelles sont leurs caractéristiques géologiques et hydrogéologiques ;
- quels débits peuvent raisonnablement être envisagés ;
- quelles informations sont disponibles sur les forages et captages voisins ;
- quelle ressource présente le meilleur potentiel pour la géothermie ;
- dans quelles conditions l’eau pourrait être prélevée puis restituée ;
- quelles démarches techniques et réglementaires doivent être anticipées.
L’étude de préfaisabilité permet ainsi de hiérarchiser les solutions avant de mobiliser des moyens de forage.
L’expertise bibliographique : reconstituer le sous-sol avant de forer
Une étude hydrogéologique de préfaisabilité repose en premier lieu sur l’exploitation critique des données déjà disponibles.
L’objectif n’est pas d’accumuler des documents, mais de croiser des informations provenant de sources différentes afin de construire un modèle hydrogéologique cohérent du secteur.
Pour le projet de Margaux-Cantenac, l’analyse menée par ENDEO a notamment porté sur :
- le contexte géologique régional et local ;
- la succession des formations susceptibles d’être rencontrées en profondeur ;
- les aquifères connus dans le secteur ;
- les données disponibles sur les ouvrages souterrains voisins ;
- les profondeurs de captage observées ;
- les niveaux d’eau connus ;
- les informations disponibles sur les débits ou performances des ouvrages ;
- les usages existants de la ressource souterraine ;
- les éventuelles contraintes liées à l’exploitation ou à la protection des nappes.
L’exploitation des données relatives aux ouvrages voisins constitue une source d’information particulièrement importante : elle permet d’observer comment les formations aquifères se comportent réellement dans le secteur, au-delà de la seule lecture des cartes géologiques.
Une analyse documentaire qui nécessite une véritable expertise hydrogéologique
Deux forages proches peuvent présenter des profondeurs, équipements ou performances très différentes. Une donnée bibliographique ne peut donc pas être transposée directement au projet sans interprétation.
Le rôle de l’hydrogéologue consiste à mettre les données en perspective :
- identifier l’aquifère réellement capté par chaque ouvrage ;
- vérifier la cohérence entre profondeur, géologie et niveau d’eau ;
- distinguer les informations représentatives des données ponctuelles ou incertaines ;
- comparer plusieurs ouvrages afin d’identifier des tendances hydrogéologiques ;
- reconstituer la géométrie probable des aquifères au droit du projet ;
- apprécier leur potentiel relatif pour une exploitation géothermique.
Cette analyse permet de passer d’une base documentaire parfois hétérogène à une interprétation hydrogéologique directement utile à la décision.
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Confronter les données bibliographiques à la réalité du terrain
L’analyse documentaire constitue une base de travail, mais elle doit être replacée dans le contexte réel du site.
La reconnaissance de terrain permet à l’hydrogéologue de confronter les informations bibliographiques aux caractéristiques locales et d’identifier des contraintes qui ne sont pas nécessairement visibles dans les bases de données.
Cette lecture du terrain permet notamment d’apprécier :
- la configuration topographique du site ;
- les conditions d’accès pour de futurs travaux de forage ;
- les espaces disponibles pour l’implantation des ouvrages ;
- la présence éventuelle de puits, forages ou équipements hydrauliques à proximité ;
- les usages de l’eau observables dans l’environnement du projet ;
- les contraintes susceptibles d’influencer l’implantation d’un doublet géothermique ;
- les conditions envisageables pour le prélèvement et la restitution de l’eau.
Le terrain permet ainsi de tester la cohérence du modèle établi à partir de la bibliographie et d’affiner les recommandations avant la phase d’investigations.
Comparer les aquifères plutôt que retenir la première nappe rencontrée
Dans certains contextes géologiques, plusieurs ressources souterraines peuvent être présentes à différentes profondeurs.
La solution la moins profonde n’est pas nécessairement la plus pertinente. Une nappe plus accessible peut présenter un potentiel hydraulique insuffisant, des contraintes d’exploitation importantes ou une vulnérabilité particulière, tandis qu’une ressource plus profonde peut offrir des conditions plus favorables.
ENDEO a donc comparé les aquifères potentiellement mobilisables à partir de plusieurs critères :
- profondeur prévisionnelle ;
- épaisseur et continuité des formations aquifères ;
- niveaux piézométriques connus ;
- productivité observée sur les ouvrages existants ;
- niveau de connaissance disponible ;
- conditions prévisibles de prélèvement ;
- possibilités de restitution de l’eau ;
- contraintes techniques et réglementaires associées.
Cette comparaison permet d’orienter le projet vers la ressource présentant le meilleur potentiel global, et non simplement vers l’aquifère le plus facile à atteindre.
Une géothermie sur nappe repose sur un équilibre prélèvement – restitution
Une installation géothermique sur nappe mobilise l’eau souterraine comme vecteur d’énergie.
L’eau est prélevée dans l’aquifère, utilisée par l’intermédiaire d’une pompe à chaleur puis doit être gérée conformément à la conception retenue et au contexte réglementaire.
L’étude de préfaisabilité doit donc examiner conjointement :
- la capacité potentielle de prélèvement ;
- les conditions de restitution de l’eau ;
- la distance et l’organisation des ouvrages ;
- les interactions hydrauliques possibles entre captage et restitution ;
- la pérennité de la ressource sollicitée ;
- les contraintes administratives associées au dispositif.
Cette lecture globale évite de réduire la géothermie sur nappe à la seule création d’un forage de prélèvement.
Anticiper les performances avant de dimensionner la filière géothermique
L’étude de préfaisabilité n’a pas vocation à garantir le débit futur d’un ouvrage qui n’a pas encore été réalisé.
Elle permet en revanche de déterminer si les informations disponibles sont suffisamment favorables pour justifier la poursuite du projet et de définir les investigations nécessaires à l’étape suivante.
À Margaux-Cantenac, l’analyse a permis de :
- identifier les ressources souterraines potentiellement mobilisables ;
- comparer leurs caractéristiques ;
- retenir la ressource présentant le potentiel le plus pertinent ;
- encadrer les hypothèses de profondeur et de fonctionnement ;
- identifier les données restant à acquérir ;
- préparer la suite du projet de géothermie.
Le maître d’ouvrage dispose ainsi d’une aide à la décision avant engagement des travaux de forage.
Préparer les investigations de terrain à l’étape suivante
La préfaisabilité permet également de définir les investigations qui devront être réalisées pour confirmer le potentiel réel de la ressource.
Selon l’avancement du projet, celles-ci peuvent notamment comprendre :
- la réalisation d’un forage de reconnaissance ou d’exploitation ;
- le suivi géologique des terrains traversés ;
- la mesure des niveaux piézométriques ;
- la réalisation d’essais de pompage ;
- la détermination des paramètres hydrodynamiques de l’aquifère ;
- la vérification du débit d’exploitation ;
- l’analyse des interactions entre ouvrages de prélèvement et de restitution.
La phase bibliographique permet donc de cibler les investigations utiles plutôt que de lancer des travaux sans stratégie hydrogéologique préalable.
Découvrir les essais de pompage réalisés par ENDEO
Un cadrage réglementaire dès la préfaisabilité
Un projet de géothermie sur nappe implique la création et l’exploitation d’ouvrages souterrains ainsi que la mobilisation d’une ressource en eau.
Les contraintes administratives doivent donc être analysées suffisamment tôt pour éviter qu’un scénario techniquement intéressant ne se révèle incompatible avec le cadre réglementaire applicable.
ENDEO a ainsi intégré à l’étude de préfaisabilité :
- l’analyse des procédures liées à la création des ouvrages ;
- le cadre applicable au prélèvement d’eaux souterraines ;
- les conditions associées à la restitution de l’eau ;
- les contraintes réglementaires susceptibles d’influencer le choix de l’aquifère ;
- les démarches à prévoir avant la réalisation des futurs travaux.
Le cadrage réglementaire devient ainsi un critère de choix du scénario hydrogéologique et non une démarche engagée après la conception.
Autorisation et déclaration des puits et forages : découvrir l’accompagnement ENDEO
Une mission où la valeur réside dans le croisement des données
À ce stade d’un projet, la valeur de l’étude ne repose pas nécessairement sur le nombre d’investigations réalisées, mais sur la capacité à exploiter correctement les données existantes, à les confronter au terrain et à identifier les informations réellement utiles à la décision.
Pour Margaux-Cantenac, ENDEO a ainsi croisé :
- géologie ;
- hydrogéologie régionale et locale ;
- données d’ouvrages souterrains ;
- profondeurs et niveaux d’eau ;
- performances connues de captages voisins ;
- observations de terrain ;
- contraintes techniques du projet ;
- conditions de prélèvement et de restitution ;
- cadre réglementaire.
Cette synthèse permet de construire une vision hydrogéologique du projet avant le premier forage.
Une réalisation représentative de l’expertise hydrogéologique d’ENDEO
L’étude de Margaux-Cantenac illustre particulièrement le rôle de l’hydrogéologue dans les phases amont d’un projet de géothermie.
Avant de réaliser un forage, ENDEO exploite les connaissances existantes, analyse les ouvrages environnants, confronte les informations au contexte du site et hiérarchise les ressources souterraines susceptibles de répondre au besoin.
Localisation : Margaux-Cantenac – Gironde (33)
Client : ENERGIE CONCEPT
Projet : étude de préfaisabilité d’une filière géothermique sur nappe
Période : 2022
Mission ENDEO : expertise bibliographique géologique et hydrogéologique,
analyse des ouvrages souterrains voisins, reconnaissance du contexte de terrain,
comparaison des aquifères mobilisables, analyse des conditions de prélèvement
et de restitution et cadrage technique et réglementaire du projet
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Un projet de géothermie sur nappe ou de captage d’eau souterraine ?
ENDEO accompagne les bureaux d’études énergétiques, maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre et exploitants dès les premières phases du projet afin de caractériser les ressources souterraines disponibles avant d’engager les travaux de forage.
L’intervention peut associer expertise bibliographique, analyse des bases de données hydrogéologiques, reconnaissance de terrain, définition des aquifères cibles, préconception des ouvrages, essais de pompage et accompagnement réglementaire.
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