Nouvelle centrale de géothermie à Villejuif: un joyau de l’énergie verte

Pour rappel, la géothermie consiste à aller chercher la chaleur naturellement présente dans les entrailles de la terre pour l’exploiter. Le jeu en vaut la chandelle car il s’agit d’énergie propre et gratuite, qui permet donc de diminuer le recours aux énergies fossiles et de diminuer la facture de chauffage. A titre d’exemple, le prix usager du mégawatt-heure utile du réseau de Chevilly-L’Haÿ-Villejuif est de 47 €, au lieu de 75 € en moyenne.

En Ile-de-France, un gisement aquifère, contenu dans les calcaires du Dogger, dispose opportunément d’une eau dont la température s’élève entre 56 et 85 °C à environ 2 km sous nos pieds. Pour tirer profit de cette chaleur naturelle, des puits sont creusés pour la pomper et créer ainsi un circuit d’eau chaude. Au sein du réseau de Chevilly-L’Haÿ-Villejuif, qui comprend désormais une centrale dans chaque ville, il y a deux puits par centrale, un pour prélever l’eau, le second pour la remettre dans le circuit. Si le gisement est situé à 1850 mètres de profondeur, les puits font 2,1 km car ils sont installés en biais.

L’un des deux puits de la centrale de Chevilly-Larue

Ce premier circuit d’eau géothermale est salé (environ 7 g par litre) car il s’agit historiquement d’eau de la mer, retenue depuis l’époque du Jurassique moyen (il y a 170 millions d’années) entre deux couches d’argile. Pour chauffer le réseau d’eau chaude desservant des équipements et habitats collectifs, ce premier réseau est connecté avec un second réseau d’eau douce, via un échangeur dont le principe est de mettre en contact les deux eaux sans qu’elles se mélangent, en les faisant circuler de part et d’autres de plaques en titane.  Au sein de la centrale de géothermie de Chevilly-Larue par exemple, les échangeurs, qui se présentent comme une grande boite, contiennent chacun 350 plaques de titane d’1 mm d’épaisseur. “Dépliées, elles couvriraient la surface d’un terrain de foot”, image Michel Andrès.

Echangeur eau geothermale – eau du réseau de géothermie, dans la centrale de Chevilly-Larue

Dans la nouvelle centrale de Villejuif, les plaques, plus récentes, ont même réduit leur épaisseur à 0,7 mm, toujours en titane, pour éviter la corrosion liée au sel.

Ici on aperçoit le dessus des échangeurs, dans la nouvelle centrale de Villejuif

Après avoir donné sa chaleur au réseau d’eau douce qui servira la ville, l’eau géothermale repart dans le sol par le second puit.

200 points de livraison dans le réseau

Le réseau d’eau douce chauffée par l’eau géothermale chemine ensuite à travers la ville et distribue sa chaleur en différents lieux de distribution, à des réseaux plus petits qui distribuent ensuite directement logements collectifs et équipements. Les échangeurs entre réseaux d’eau douce sont eux réalisés avec des plaques en inox. Au total, le réseau compte 350 échangeurs et 200 points de livraison. En fonction des besoins de chauffage, le niveau de la température nécessaire diffère. Le réseau est donc calculé pour desservir d’abord les sites qui ont besoin d’une chaleur importante puis ceux qui ont besoin de moins de chaleur (immeubles très bien isolés, chauffage au sol…) pour optimiser au maximum les transferts de chaleur jusqu’à ce que l’eau ne reparte vers la centrale pour être à nouveau réchauffée. Dans le réseau de distribution, des chaufferies d’appoint au gaz sont aussi disposées pour compléter en cas de nécessité.

Cogénération en hiver à Chevilly et L’Haÿ

Alors que l’eau géothermale sort à 60-70 degrés, une eau plus chaude est nécessaire l’hiver pour desservir les habitations en chauffage. Afin d’augmenter encore sa température, il faut donc lui ajouter de la chaleur. Pour ce faire, un système de cogénération a été mis en place à Chevilly et L’Haÿ.  (La cogénération consiste en la production de deux formes d’énergie différentes dans une même centrale).  Concrètement, une turbine à gaz est couplée à un récupérateur de chaleur alimenté par les gaz d’échappement. D’un côté, sortent des tuyaux chauffés par les gaz qui vont achever de chauffer l’eau. De l’autre, de l’électricité qui est revendue à EDF. “Nous n’avons besoin que de la chaleur mais cela permet de l’obtenir à bas prix en produisant de l’électricité automatiquement revendue à EDF“, explique Michel Andrès. Ce système de cogénération ne fonctionne que durant la période hivernale.

Turbine à gaz à la centrale de Chevilly

Une pompe à chaleur à Villejuif

A Villejuif, la nouvelle centrale s’est dotée d’un dispositif encore plus écologique et économique pour produire la chaleur complémentaire. Il s’agit d’une pompe à chaleur qui récupère la chaleur résiduelle du réseau d’eau de ville qui revient à la centrale pour être réchauffée par l’eau géothermale. L’eau qui arrive en bout de circuit est en effet encore un peu tiède, autour de 40 degrés. La pompe à chaleur permet de récupérer une vingtaine de degrés de cette chaleur résiduelle pour la réinjecter dans l’eau de début de circuit, déjà réchauffée par l’eau géothermale, afin de monter sa température jusqu’à 80-90 degrés.

Pompe à chaleur à la centrale de Villejuif

La nouvelle centrale de Villejuif est aussi équipée d’une chaufferie d’appoint au gaz de secours qui contribue directement au réseau géothermie de la ville. C’est de cette chaufferie d’appoint que s’élancent les trois hautes cheminées.

Chaufferie de secours à la centrale de Vilejuif

Salle polyvalente, jardins potagers, toits végétalisés…

Dans le quartier pavillonnaire de Villejuif, la nouvelle centrale a fait son nid en se fondant dans les couleurs du voisinage, récupérant de la meulière pour parer les murs du bâtiment visibles de la rue, proposant un toit végétalisé en vague montante pour s’adapter à l’immeuble qui a poussé derrière, et reprenant ses codes couleurs cuivre, tout comme les cheminées. Afin d’accueillir le public qui viendra visiter le site mais aussi les réunions de quartier, une salle d’exposition a été construite à côté de la centrale, accessible directement depuis la rue. Devant, le parterre de terre sera utilisé par l’école voisine pour créer des jardins potagers.

Les futurs jardins potagers à disposition de l’école voisine

Des découvertes souterraines qui ont compliqué la construction

La plus grosse difficulté, dans la construction de cette centrale, a concerné la partie souterraine, qui a d’abord trouvé sur son chemin tout un tas d’ossements issus de l’ancienne fosse commune du cimetière attenant et qu’il a fallu déplacer, puis les trous béants laissés par les anciennes carrières de gypse. “Nous avons réalisé que nous avions un véritable gruyère en dessous de nos pieds, il a fallu remplir de béton”, se souvient Michel Andrès.

Michel Andrès, directeur de la Semhach

30 millions d’euros d’investissement

En termes d’investissement, la nouvelle centrale a coûté 30 millions d’euros, financés à 30% par de l’autofinancement, 20% par les subventions et 50% par l’emprunt.

En parallèle de la construction de cette nouvelle centrale, les puits des deux autres centrales, âgés de trente ans, ont aussi eu le droit à un coup de neuf,  avec un nouveau chemisage pour les protéger de la corrosion. Celui-ci a été choisi en fibre de verre plutôt qu’en acier. “D’une part ce matériau ne souffre pas de corrosion, d’autre part il est plus lisse et inerte aux fluides, ce qui nous a permis le conserver le même débit malgré la réduction du diamètre du puits lié au re-chemisage.  Avec de l’acier, nous aurions perdu 25% de débit“, explique le directeur de la centrale.

32 ans d’histoire

L’histoire de ce réseau local de géothermie a démarré dès les années 1980, avec une mise en service opérationnelle en 1985. A l’époque, il s’agit d’un projet intercommunal entre Chevilly-Larue et L’Haÿ-les-Roses. Un syndicat intercommunal est créé, le SyGeo, lequel investit dans les deux centrales et délègue son exploitation à une SEM (Société d’économie mixte), la Semhach (le Ha pour L’Haÿ et le Ch  pour Chevilly). Depuis 2004, le réseau s’est étendu à Villejuif, d’abord avec les deux centrales existantes, puis désormais avec la troisième. En 2014, à la fin du premier contrat de délégation entre Sygeo et Semhach, la SEM a été transformée en SPL (Société publique locale d’investissement), qui appartient désormais aux trois communes, à raison de 25% chacune, et au Sygeo pour le dernier quart. Cette transformation a évité l’obligation de passer un appel d’offre pour renouveler la délégation. La Semhach emploie 20 personnes et est actuellement présidée par la maire de Chevilly, Stéphanie Daumin.

Le plus gros réseau d’Europe, avec 220 gigawatt-heure de production annuelle

Aujourd’hui, le réseau de Chevilly-L’Haÿ-Villejuif dessert 30 000 équivalent-logements et produit 220 gigawatt-heure par an. Il dessert à la fois des immeubles de logements collectifs, des écoles, deux hôpitaux (Paul Guiraud à Villejuif et le centre de pneumologie à Chevilly), des piscines, des entreprises comme par exemple L’Oréal… et se positionne comme le plus grand réseau de géothermie en Europe. Avec la montée en puissance de la nouvelle centrale, la production pourrait à terme monter jusqu’à 300 gigawatt-heure par an, englobant de nouveaux quartiers complets à commencer par la ZAC Campus Grand Parc.

Le siège de la Semhach, à Chevilly-Larue

Bientôt 70% de l’énergie issue de la géothermie

Au global, l’énergie du réseau des trois villes provient à 60% de la géothermie, 30% de la cogénération et 10% des chaufferies au gaz. Avec la nouvelle centrale, la géothermie va progresser à 70%, la cogénération diminuera à 25% et l’apport des chaufferies gaz à 5%

Dans le Val-de-Marne, une vingtaine de centrales de géothermie sont actuellement en service, produisant environ 1000 gigawatt-heure par an. En Ile-de-France, la géothermie représente environ 1% de la production d’énergie, mais il s’agit de la première énergie renouvelable.

Visitez les centrales

La centrale de Villejuif sera inaugurée le 15 mai et accueillera ensuite des visites. En attendant, une visite est proposée par Val-de-Marne tourisme à la centrale de Chevilly-Larue, dans le cadre de la semaine de l’industrie. L’occasion de découvrir les puits, le système de co-génération, les échangeurs, toutes les installations techniques, et le siège de la Semhach. Plus d’informations et réservation 

A ne pas manquer, à l’occasion de la Semaine de l’industrie

La centrale EDF de Vitry, la plate-forme de la Poste de Wissous, le centre Météo France d’Orly… Demandez le programme.
Et aussi, les visites d’artisans d’art, à l’occasion de la semaine de l’Artisanat et des métiers d’art.