Avant d'installer un système géothermique sur un bâtiment tertiaire, industriel ou résidentiel collectif, une étude géothermique approfondie est indispensable et souvent obligatoire pour accéder aux financements publics. Cette dernière doit être réalisée par un bureau d’études dans les règles de l’art. Explications.
Qu’est-ce qu’une étude géothermique ?
L'étude géothermique, également appelée étude de faisabilité géothermique, est une analyse préalable réalisée avant tout projet d'installation d’un système de chauffage par géothermie.
Elle vise à déterminer si le projet est techniquement et économiquement réalisable sur un site donné, ainsi qu’à identifier la technologie de captage la mieux adaptée aux besoins et contraintes du site. Elle sert également à fournir un premier dimensionnement technique du système.
Elle s'applique aussi bien aux projets de constructions neuves qu'aux rénovations, et couvre une large gamme de configurations : sondes géothermiques verticales, exploitation d'un aquifère superficiel (nappe phréatique), pieux géothermiques, etc. Le choix entre ces solutions dépend principalement des contraintes géologiques, hydrogéologiques, réglementaires et foncières propres à chaque site.
Elle est généralement réalisée par un bureau d'études ou un groupement de bureaux d’études spécialisés en géothermie.
L'étude se structure en deux volets, présentés ci-après :
- L'analyse du potentiel du sous-sol
- Le dimensionnement de l'installation en surface
L’étude du potentiel géothermique
Ce premier volet consiste à caractériser la ressource géothermique disponible dans le sous-sol et à évaluer sa capacité à répondre aux besoins du bâtiment.
Il est réalisé par des géologues et consiste à :
- Identifier le potentiel géothermique du site (conductivité thermique du sol, température du sous-sol au repos, présence d'une nappe phréatique…) ;
- Déterminer la technologie la mieux adaptée (géothermie verticale sur nappe ou champ de sondes) en fonction de la ressource identifiée ;
- Vérifier la concordance entre les besoins thermiques du bâtiment et la ressource disponible ;
- Préciser les caractéristiques techniques du projet (dimensionnement des forages sur nappe ou des sondes géothermiques) ;
- Investiguer les aspects réglementaires et administratifs (droits de forer sur la parcelle, réglementation loi sur l'eau…) ;
- Vérifier la compatibilité du projet avec le SDAGE (schéma directeur d’Aménagement et de Gestion des eaux)
- Évaluer les coûts d'investissement et d'exploitation (montage financier et juridique), en les comparant avec d’autres solutions que la géothermie ;
- Apprécier les impacts environnementaux et la pérennité de la ressource à long terme ;
- Lorsque cela s’y prête, expertiser une zone orange au sens de la cartographie GMI (Géothermie de Minime Importance), où les conditions géologiques nécessitent une analyse plus poussée avant autorisation.
Cette phase repose principalement sur une analyse bibliographique des bases de données géologiques et hydrogéologiques disponibles (BRGM, BSS, cartographies GMI…).
Pour les projets sur champ de sondes verticales, un Test de Réponse Thermique (TRT) ou un forage de reconnaissance peuvent être réalisés en complément de l'étude de faisabilité. Les résultats permettent d'affiner considérablement le dimensionnement géothermique et de réduire les incertitudes liées au projet.
La réalisation d’un TRT ou d’un forage test est finançable par l'ADEME via le Fonds Chaleur, si une étude de faisabilité a été réalisée en amont.
Le dimensionnement de la pompe à chaleur
La seconde partie de l'étude porte sur la conception et le dimensionnement de la pompe à chaleur (PAC) associée au système géothermique.
Elle est réalisée par un bureau d’études CVC et se base généralement sur une Simulation Thermique Dynamique (STD) du bâtiment, afin de déterminer :
- Le taux de couverture optimal de la PAC géothermique et la solution d’appoint à prévoir si besoin ;
- Les caractéristiques de la pompe à chaleur (puissance thermique / frigorifique, COP système et machine, nombre d’heures de fonctionnement…) ;
- Les émetteurs compatibles (plancher chauffant, radiateurs basse température) ;
- Le schéma hydraulique du système (circuit primaire géothermique, circuit secondaire bâtiment, emplacement des compteurs et émetteurs…).
A ce stade, des bilans énergétiques sont réalisés pour comparer la solution géothermique à une « solution de référence » de production de chaleur et/ou de froid à partir d’énergie dite traditionnelle (chaudière gaz, fioul…).
Une attention particulière doit être donnée au choix du taux de couverture de la PAC. En effet, pour réduire l’investissement initial, il peut être intéressant de couvrir une partie seulement des besoins en chaleur et/ou en froid du bâtiment avec la solution géothermique, et d’utiliser une autre solution d’appoint pour les consommations de pointe (les jours de grand froid par exemple).
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Quand réaliser une étude de faisabilité géothermique ?
Comme évoqué précédemment, l’étude de faisabilité est indispensable avant tout projet d’installation géothermique, quelle que soit la situation.
En pratique, elle s'inscrit dans les phases amont d'un projet de construction ou de rénovation :
- En neuf : idéalement dès la phase de programmation ou d'avant-projet, pour permettre l'intégration de la solution géothermique dans la conception architecturale et structurelle du bâtiment ;
- En rénovation : dès lors qu'une réflexion sur le renouvellement du système de chauffage est engagée.
Pour pouvoir solliciter l’aide financière de l’ADEME, l'étude doit impérativement avoir été engagée avant toute décision d'investissement, c’est-à-dire avant la signature d'un marché, d'une commande ou l'acceptation d'un devis.
Quel est le prix moyen d’une étude de géothermie ?
Le coût d'une étude géothermique pour une entreprise, une collectivité ou une copropriété est sensiblement plus élevé que pour le résidentiel individuel.
Il varie toutefois énormément selon le profil géologique du site, le type de technologie envisagée (sur nappe ou champ de sondes), le nombre de bâtiments concernés, les besoins en chauffage / eau chaude / climatisation, la nécessité ou non de réaliser un TRT ou un forage de reconnaissance, etc.
Il est donc difficile de fournir un montant pour cette étude préalable. On peut toutefois évaluer l’ordre de grandeur à quelques dizaines de milliers d’euros en moyenne (hors forages tests).
Le financement de l’ADEME pour l’étude de faisabilité géothermique
Pour les entreprises, collectivités et associations, le principal levier de financement est le Fonds Chaleur porté par l’Agence de la transition écologique (ADEME).
Cette aide finance les études de faisabilité et les prestations d'Assistance à Maîtrise d'Ouvrage (AMO), ainsi que les tests de réponse thermique et les forages de reconnaissance, pour les projets de géothermie de surface, mais aussi d’aérothermie ou de thalassothermie.
Le taux de subvention peut aller jusqu’à 50 % du montant de l'étude pour une grande entreprise, 60 % pour une moyenne entreprise, et 70 % pour une petite entreprise ou dans le cadre d’une activité non économique (taille de l’entreprise selon la définition européenne).
Le montant maximal de prise en charge est plafonné à 100 000 €.
Une fois l'étude de faisabilité réalisée et le projet confirmé, d’autres aides peuvent prendre le relai pour financer les travaux d’installation, comme les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE) ou encore l’aide Géothermie de surface et d'aérothermie de l’ADEME.
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Comment choisir son bureau d’études pour un projet de géothermie ?
Certifications OPQIBI 10.07 et 20.13
En géothermie, deux qualifications délivrées par l'OPQIBI (Organisme de Qualification de l'Ingénierie) font référence et sont exigées pour l'accès aux aides de l’ADEME :
- La qualification OPQIBI 1007 : cette qualification concerne les bureaux d'études intervenant sur le volet sous-sol. Elle couvre l'étude des ressources et des ouvrages géothermiques : caractéristiques, potentiels, gestion de la ressource et des ouvrages. Elle requiert la maîtrise de logiciels de simulation numérique, ainsi que la capacité à analyser les interférences thermiques.
- La qualification OPQIBI 2013 : cette qualification concerne les bureaux d'études thermiques (CVC) intervenant sur la conception de la PAC géothermique et de l'installation en surface. Elle requiert notamment la maîtrise d'un logiciel de simulation thermique dynamique, ainsi qu'une méthodologie d'adéquation entre les besoins du bâtiment et la ressource géothermique.
Ces deux certifications bénéficient de la reconnaissance RGE Etudes, nécessaire pour obtenir les aides de l’ADEME.
Notre conseil : assurez-vous que le bureau d’études ou le groupement de bureaux d’études que vous choisissez dispose bien de ces certifications. C’est le cas d’Akéa Énergies et de ses partenaires.
Les missions d’AMO et de maîtrise d’oeuvre pour l’installation du système géothermique
Au-delà de l'étude de faisabilité, un bureau d'études “pompes à chaleur” peut intervenir dans deux types de missions complémentaires :
- L’Assistance à maîtrise d’ouvrage (AMO pompe à chaleur), qui couvre l'aide à la définition du programme, l'analyse des offres des entreprises, le contrôle du respect des objectifs techniques et économiques, l'appui au montage des dossiers de financement…
- La Maîtrise d’œuvre (MOE), qui assure la conception technique complète du système, le suivi des travaux et la réception de l'installation.
Notre conseil : dès l’étude de faisabilité, choisissez un bureau d'études thermique qualifié pour réaliser des missions d’AMO et de MOE. Ainsi, il pourra vous proposer un accompagnement global sur toutes les étapes de votre projet.
Akéa Énergies : le spécialiste de la géothermie en entreprise
En tant que bureau d'études thermique, Akéa Énergies accompagne les entreprises, les collectivités et les copropriétés dans leurs projets de géothermie, de la première étude de faisabilité jusqu'à la mise en service de l'installation :
- Études et ingénierie : réalisation des études de faisabilité pour des systèmes géothermiques et aérothermiques.
- Assistance à maîtrise d'ouvrage : accompagnement du donneur d'ordre sur les aspects techniques, administratifs et réglementaires.
- Maîtrise d'œuvre : conception complète des installations pour tout type de PAC, consultation et suivi des entreprises de forage et d'installation, réception des travaux.
- Ingénierie financière : optimisation du taux de retour sur investissement et montage des dossiers d'aides (Fonds Chaleur, CEE, subventions régionales).
Nous intervenons en groupement, avec les partenaires nécessaires pour couvrir l'intégralité des compétences requises et assurer à nos clients un interlocuteur unique tout au long du projet.
Pour toute question sur un projet de chauffage par géothermie dans un bâtiment tertiaire ou collectif, notre équipe est disponible pour réaliser une première analyse de votre situation et vous orienter vers la solution la plus adaptée à vos contraintes et à vos objectifs.