La géothermie de Bure vue par un ancien Directeur géothermie du BRGM

Jacques Varet qui a développé la géothermie quand au BRGM a donné le texte de son exposé pour le dossier d'une "Conférence de citoyens" organisée début 2014 (01 février) où il est intervenu (Jane Lingaard en a déjà parlé ). Bien que 3 juges d'appel de Versailles viennent de refuser de reconnaître "la moindre faute" de l'Andra dénoncée par plusieurs associations, rien n'a bougé d'un iota à Bure sur la géothermie. Cet exposé garde toute son actualité.

On le fait suivre d'un complément 1 : Précisions sur la zone de Bure,  et d'un complément 2 : le remarquable fossé Permien de Bure

 

Exposé

« Bonjour, mon nom est Jacques Varet. Après 10 ans dans l'enseignement supérieur et la recherche à Orsay, où nous avions créé un diplôme de géothermie lors du choc pétrolier de 1973, j'ai été invité à développer la géothermie au BRGM. Je précise que je m'exprime ici au titre de la SARL Géo2D (ressources ologiques pour le Développement Durable) et de l'association 4D (Dossiers et Débats pour le Développement Durable) dont je suis Vice-Président, et non du BRGM1.

Au titre du BRGM donc, entre 1976 et 1986, nous avions réalisé d'importants travaux de recherche et de synthèse sur les ressources géothermiques nationales et régionales - qui ont montré l'extension des ressources sous le bassin parisien notamment au Sud et à l'Est -, et de nombreuses opérations de chauffage urbain. Pour ce faire j'ai même réussi à créer avec l'aide de l'AFME la Compagnie Française de Géothermie. Mais en 1986 la situation s'est renversée. Le prix du pétrole a considérablement baissé, retrouvant son niveau de 1972. Il est resté bas pendant 20 ans. Depuis le milieu des années 1990, les problèmes climatiques ont poussé de nombreux pays à développer à nouveau les énergies renouvelables, notamment la géothermie chez nos voisins Suisses (où plus de la moitié du neuf se fait chauffer par géothermie malgré les conditions géologiques moins bonnes que chez nous !) et Allemands (sans parler de l'Islande, de l'Indonésie et du Kenya). La France reste à la traîne.

Je dis cela pour vous montrer que l'attractivité de la géothermie est très directement dépendante de l'évolution des prix de l'énergie de référence - le pétrole - qui (comme aussi le gaz) ne cessera désormais de monter du fait de la limitation des ressources, jusqu'à disparaître par épuisement dans moins d'un siècle. Voyez-vous, l'intérêt d'une ressource géothermique ne dépend pas seulement des qualités géologiques du site, mais pour beaucoup d'un contexte économique global et de choix politiques nationaux dont on voit bien qu'ils sont très changeant.

Un autre paramètre déterminant pour la géothermie, c'est celui de la demande. On ne développe un projet de chauffage par géothermie profonde que si la demande le justifie. On peut même dire, compte tenu de la relative abondance de la ressource dans un bassin sédimentaire comme celui de Paris que la réalisation d'un projet est essentiellement contraint par la demande (un réseau de chaleur alimentant plusieurs milliers d'équivalents logements). Mais on sait aujourd’hui développer la géothermie à toute profondeur, comme on le fait en Suisse, en forant des échangeurs verticaux dont la profondeur est fonction de la taille du bâtiment.

Or, si l'on en vient plus précisément à notre sujet, la règle fondamentale de sûreté concernant le site de stockage géologique précise qu'il s'agit « d'éviter des zones dont l'intérêt connu ou soupçonné présente un caractère exceptionnel »; d'autres documents précisant que « les sites retenus ne devront pas présenter d'intérêt particulier » concernant la géothermie ou le stockage de chaleur.

Alors, intérêt exceptionnel ou particulier ? Il faut d'abord souligner que, dans la période où s'est développé le projet de Bure, la géothermie traversait une « période noire », qui a fait qu'aucune attention n'a plus été portée en France à cette ressource. En outre des problèmes de réinjection avaient été rencontrés au milieu des années 1980 sur le Trias près d'Orléans, sur ce même réservoir géothermique bien développé, on le sait, dans le Sud et l'Est du bassin parisien. Pas étonnant dans ce contexte très défavorable que cette ressource ait été négligée en France dans cette période. Or nos voisins allemands, qui -eux - ont continué à investir dans la recherche géothermique ces dernières années, ont résolu ces problèmes et exploitent des réservoirs de ce type sur plusieurs sites.

Nos voisins sont même allés plus loin, en développant la géothermie à toute profondeur et en regardant des niveaux géologiques plus profonds (et donc plus chauds). Il s'agit en particulier de l'étage du Permien, qui comme le Trias (et souvent en continuité avec lui) présente des séries détritiques argilo-gréseuses. Les grès du Permien affleurent et sont exploités dans la région de Lodève pour du chauffage de serres, et en pilote dans le Nord de l'Allemagne, où c'est la production électrique qui est visée, et même la production combinée, à partir de couches situées plusieurs milliers de mètres de profondeur. Or les données géologiques indiquent qu'un fossé Permien encore inexploré existe effectivement dans la région qui nous intéresse.

L'approfondissement du forage finalement réalisé par l'Andra en 2008 visait à démontrer que le site ne présentait « pas d'intérêt particulier de ce point de vue », en forant à la boue (et non à l'eau claire) et en arrêtant le forage avant d'avoir atteint le socle, alors que les niveaux plus chauds et éventuellement plus perméables peuvent être attendus dans les conglomérats de base ou même le socle altéré. Pour chercher une ressource géothermique, on s'y serait pris autrement, comme l'a bien souligné la société suisse GEOWATT qui a expertisé les résultats à la demande du CLIS. Le site de Bure pourrait receler des ressources géothermiques de même qualité (en terme de profondeur, d'épaisseur, de température, et de perméabilité du réservoir) que celles que l'on exploite en banlieue parisienne. Seule la salinité est plus élevée, mais c'est maîtrisable.

Il vous reste maintenant, en tant que citoyens, à juger par vous-même de la situation. je crois avoir pu vous montrer que l'attractivité de la géothermie était très dépendante d'au moins 4 facteurs :

     1. De la demande d'énergie en surface : quasi nulle aujourd'hui, mais que sera-t-elle demain ?

     2. Des prix de l'énergie de référence : faible au moment du projet, en augmentation inéluctable désormais, au point de bouleverser nos sociétés !

     3. De l'avancement des recherches et des technologies : comme la réinjection qui posait des problèmes dans les années 80 et qui est aujourd'hui maîtrisée, ou les échangeurs qu'on installe à toute profondeur;

     4. De la découverte de ressources nouvelles dans des formations géologiques négligées : en effet notre connaissance des ressources géothermiques découle pour l'essentiel des travaux d'exploitation pétrolière anciens et pas de recherches spécifiques comme chez nos voisins allemands; ne viendra-t-il pas un jour où nos descendants s'en soucieront ?

La question est certes d'ordre juridique et réglementaire (les tribunaux sont saisis et en jugeront), mais aussi philosophique. Or, vous avez à juger d'un problème qui n'est pas seulement intergénérationnel, mais inter-civilisationnel.

Mon point de vue personnel - vous l'aurez compris - est que, plutôt que de chercher à nier l'existence d'une ressource géothermique, au droit de ce site où la bonne maîtrise du sous-sol constitue un paramètre essentiel, mieux aurait-il valu continuer à en développer la connaissance, dans l'idée de laisser la possibilité d'en susciter l'exploitation demain.

Mieux vaudrait prendre sérieusement en considération l'hypothèse - que je juge très probable - dans laquelle, dans quelques siècles (et même avant !), les ressources fossiles auront été totalement épuisées. Nos civilisations basées sur la pléthore d'énergie ayant été reléguées aux oubliettes, les hommes construiront alors leurs villes et leurs installations consommatrices d'énergie au droit des ressources géothermiques. Elles seules - avec les énergies renouvelables de surface - suffiront, nous le savons déjà, à répondre à leurs besoins. On ne parlera plus des pays du Golfe, si ce n'est pour leur soleil, mais de la « Rift valley » africaine (le Kenya compte installer 10 000 MW en géothermie d'ici 2050).

Je crains d'empiéter ici sur les questions éthiques et philosophiques que vous deviez aborder seulement en fin de journée avec des religieux. Mais - c'est sans doute une conséquence de mes propres conceptions et engagements, autant que de ma culture géologique - il nous revient de prendre nos responsabilités, pour nous-même aujourd'hui et ceux qui nous succéderont (on ne peut pas l'exclure et on peut même s'en soucier) jusque dans les prochains millénaires. Voire le million d'années puisque c'est l'échelle de temps de l'espèce humaine, qui nous a permis d'atteindre notre niveau d'intelligence actuel.

Vous ne pouvez juger de ce dossier en disant « géothermie, passons, y'a rien à voir » ! Il y a bien là un sujet à prendre en considération. Je vous remercie pour votre attention et votre clairvoyance

1 En réponse à une question, j'ai précisé que le BRGM, établissement public des sciences de la terre, était le service géologique national. »

 

Complément n°1, précisions sur la zone/Trias de Bure

 

Des producteurs laitiers locaux nous ont fait savoir que :

Il y a tout proche de la zone visée par l'Andra pour y mettre des déchets hautement radiocatifs la Fromagerie Renard Gillard spécialisée dans le Brie de Meaux AOC, 110 emplois directs (les producteurs de lait derrière) qui avec une partie du village de Biencourt-sur-Orge dans lequel sont ses locaux, a le potentiel d'être un gros utilisateur d'un doublet géothermique. Implantée depuis 120 ans, la fromagerie Renard-Gillard a gagné le world cheese award 2007 (the top honor, ici). On trouve ses fromages dans nombreux restaurants.

L'usage d'une énergie propre, et surtout bon marché, ne pourrait pas nuire à l'image d'une fromagerie AOC, ni à l'environnement (pas de déchets, pas de rejets, ne prend pas de place en surface, 100 % nationale et même régionale, les seuls accidents possibles sont des fuites d'eau salée). Il est à prévoir que une fois qu'un forage géothermique aura montré sa bonne capacité et bon fonctionnement, d'autres demandes suivront (ce qui se produit toujours en Île de France où plusieurs nouvelles villes ont déposé des demandes pour forer des doublets : Neuilly sur Marne, villes groupées d'Arcueil-Gentilly, Rosny sous bois; Bagneux, Grigny, Villejuif, Ivry sur Seine et Village Nature selon un Communiqué de presse 18/09/12 de la Préfecture région Ile de France, fiche n°7). Particulièrement un rapport ADEME, BRGM et CTIFL (Centre Technique Interprofessionnel des Fruits et Légumes) d'avril 2007 (ici : intro de la synthèse p.3) constate qu'en France il y a 1300 ha de serres chauffées, surtout pour tomates et concombres, et que le chauffage est le deuxième poste en terme de coût. La recherche d'un chauffage économique indépendant des variations brutales des prix de l'énergie (et qui ne se produit pas sur les légumes produits !) est devenu un soucis majeur des serristes et cela ne pourra que s'accentuer. Bure n'est qu'à 300 km des gros marchés de la région parisienne et de l'agglomération de Strasbourg. Il y a de la place pour les serres, vraisemblablement de la compétences en main d’œuvre (les serres en demande beaucoup) dans cette région qui justement est agricole.

Il y a aussi de quoi mettre des doublets géothermiques (un forage pour tirer, un forage pour réinjecter; Fig. 1 à gauche) puisqu'un doublet a besoin de, et se suffit d'une surface de l'ordre de 4 × 2 km. Une superposition à échelle égale sur carte de la zone exploitée du Val de Marne (étage géologique Dogger avec reports sur la surface des positions des extrémités des doublets en profondeur) où plus de 50% des réseaux de chaleur sont à géothermie, illustre que facilement plusieurs doublets pourraient fonctionner à Bure sur la zone actuellement visée pour y mettre des déchets hautement radioactifs (Fig. 1).

 

Villages de Bure sur les doublets géothermique du Val de Marne © fond Lemale et Jaudin 1998 Villages de Bure sur les doublets géothermique du Val de Marne © fond Lemale et Jaudin 1998

Figure 1. Doublets géothermiques du Val de Marne. A la même échelle en rouge les villages de la Zone de Bure. La zone visée pour y mettre des déchets hautement radioactifs (profondeur et surface) est entre les villages de Saudron, Biencourt(-sur-orge) et Bonnet. On pourrait y mettre une petite dizaine de doublets. Depuis cette carte (Lemale & Jaudin 1998, géothermie Ile de France p. 84) un nouveaux doublet a été fait à Orly et un 3ème à Sucy-en-brie.

 

S'il est admis par tous maintenant que la perméabilité du Trias sous Bure est équivalente à celle du Dogger exploité en région parisienne (CNE, GEOWATT, Andra...), ce Trias est par contre considérablementplus épais. Alors que l'épaisseur des zones productrices du Dogger en exploitation varient entre 15 à 25 mètres, les indications du forage géothermique EST433 (diagraphie, notamment celle RM, résonance magnétique) sont que les épaisseurs suspectées de bonne perméabilité (comprenant beaucoup de la dite "eau libre") sont au strict minimum déjà de 44 + 35 m, quatre fois plus que le Dogger exploité. La puissance délivrée par un doublet est proportionnelle à cette épaisseur et doit donc pouvoir être bien plus grande à Bure qu'elle ne l'est en région parisienne. Jacques Varet mentionne que le forage est incomplet, arrêté avant le socle, la figure reste donc incomplète.

 

Complément n°2, le remarquable fossé permien de Bure

 

Jacques Varet indique qu'il y a un fossé Permien qui reste inexploré sur la zone "qui nous intéresse".

Les grès du Trias étant la couche la plus basse du Bassin parisien (qu'on compare souvent à une pile d'assiettes : c'est l'assiette du dessous), ce bassin repose sur ce qu'on appelle le socle : ces roches granitiques et métamorphiques qui affleurent autour dans les Vosges, le massif central et le massif armoricain. Mais le socle peut aussi être des roches sédimentaires, simplement plus anciennes que celles qui forment le Bassin parisien, et c'est le cas ponctuellement juste sous Bure avec un fossé Permien reconnu indirectement par la géophysique pétrolière.

Avant de devenir très discrète sur la chose, l'Andra l'avait pourtant décrit ce fossé (Référentiel 2001 , t.2, chap. II, p. 11-12) :

"Cette séquence est calibrée par les forages... Germisay (profil 88GAY07 proche du laboratoire) à conglomérat et grès rouges épais. Ces dépôts correspondent au "Rotliegend" supérieur défini en Allemagne (Sarre..)... Cette séquence oxydée s'est déposée dans un bassin centré sur le secteur étudié... ... La carte... montre un épaississement maximum sur la ligne 88B1E10 (environ 2800 m)... (...) l'extension du bassin permien dit de "Germisay" qui s'étend à l'aplomb du secteur du laboratoire... (...)

 

Fosse permienne de Bure © Andra, modifié, complété Fosse permienne de Bure © Andra, modifié, complété

Fig. 2. La fosse permienne gréso-argileuse de Bure vue en plans horizontal et vertical.

- A gauche, courbes vertes d'égales profondeurs (NGF, i.e. par rapport au niveau de la mer) de la base du Permien/toit du Carbonifère sous-jacent : 4500 m au centre puis 4250, 4000, 3750, 3500, 3250, 3000 et 2750 m (Référentiel Andra 2001, t.2, fig. 2.3-10).  EST 103 = laboratoire de Bure, EST433 ("géothermique" plus récent, rajouté) : forage géothermique qui n'a été qu'à - 1621 m NGF;  Lignes noires pentagone : "Zone de transposition"-Andra, rajoutée;  discernable tout en bas (Sud de Lezéville, en violet) le forage Germisay de 1956 qui a atteint 2362 m NGF. La zone visée pour enfouir les déchets hautement radioactifs se trouve approximativement entre Bonnet et le EST433. A droite coupe verticale de cette fosse le long de la ligne brisée N-S tracée à gauche. Échelle verticale × 10 : la dite "zira" visée pour les déchets hautement radioactifs est quasi-pile au dessus de l'endroit le plus profond de cette fosse remarquable.

 

Un géologue de l'hercynien (du Maroc), Paul Huvelin, qui habitait la zone de Bure interprète une fosse aussi profonde comme un graben (voire liée à des failles régionales cisaillantes en échelon). Il ne semble pas y avoir de bassins permiens gréseux décrits qui soient aussi épais-étroit que celui qui est sous Bure (le n°2 serait celui de Contres sous la Sologne, loin derrière avec environ 1000 m).

Le rapport du forage de Germisay écrit globalement (SNPA 1956, p. 19) :

"Permien : En majeure partie gréseux, un peu argileux, moyennement poreux et perméable, il constitue par endroit un bon réservoir, où a été trouvé de l'eau fortement salée."

L'utilisation de la géothermie de bassins sédimentaires (< 160°C ce qu'il doit y avoir dans le fond de la fosse sous Bure) trias-Permien (ou calcaires près des Alpes en Allemagne) ayant au moins une certaine perméabilité, pour faire de l'électricité est quelque chose de récent en plein développement en Europe. L'électricité est produite via un fluide secondaire qui se vaporise à basse température et va actionner une turbine (cycle de Rankine). La puissance n'est pas élevée mais la production est constante, disons au moins 340j/an, 24h/24. On se fait son électricité.

De 2006 à 2008 les BRGM/ADEME ont réalisé une vaste étude sur le potentiel géothermique de ces séries gréso-argileuses profondes pour la partie Nord de la France, nommée "CLASTIQ". A la suite, et sur la base de ces rapports géologiques très détaillés, le gouvernement a donné quelques permis d'exploration en France, notamment dans le Nord de l'Alsace ou le gradient géothermique est assez élevé à quelques endroits, un bon avantage ().  En terme d'épaisseur sur l'ensemble de l'étude, rien n'a été trouvé qui approche même de loin la fosse de Bure (le mieux avec des faciès gréseux tout à fait semblables à ceux décrits au vieux forage de Germisay est "< 450 m" pour des dits "grès de Donnemarie" sous une zone peu peuplée à l'Ouest immédiat d'une ligne Epernay-Sézanne-Nogent-sur-seine). Et la meilleure cible indiquée dans CLASTIQ est ces points chauds d'Alsace, avec un potentiel géothermique de 15 et 30 GJ/m2 ("CLASTIQ", Dezayes 2007, p. 63). Sur la zone de Bure où le BRGM n'a pas eu accès pour la géothermie mais avec les données en sa possession, le volume Bassin de Paris de CLASTIQ donne un potentiel de > 12 GJ/m2 sur un couloir WSW-ENE (il s'agit d'une sorte de paléo-vallée bien connue zone d'alimentation des sables du Trias en provenance de WSW) passant juste sous la "zone de transposition" de l'Andra, à priori au dessus de 2000m donc pour le Trias (Bouchot et al. 2008, fig. 18 p. 57).  Sous cela commence seulement les 2800 m de séries gréseuses de plus en plus chaudes dans la fosse permienne. La somme des deux potentiels géothermiques sous Bure, Trias + Permien, dépasse à l'évidence ce que le BRGM a trouvé de mieux dans le fossé rhénan (< 30 GJ/m2). Bure est probablement pour l'heure l'un des ou le potentiel géothermique le plus élevé de France, qui sera difficile à battre.

Comment les géologues de l'Andra s'y sont-ils pris pour dire qu'il n'y avait pas de géothermie à Bure ? :

Le Club est l'espace de libre expression des abonnés de Mediapart. Ses contenus n'engagent pas la rédaction.