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Afin de développer des projets en géothermie profonde en France hexagonale, les collectivités territoriales, les acteurs du monde industriel et agricole ont besoin de pouvoir estimer le potentiel des ressources géothermales. C’est pour les y aider et leur fournir les données nécessaires pour appuyer les études de faisabilité que le BRGM, en partenariat avec la Direction Générale de l’Energie et du Climat (DGEC), a lancé un "inventaire géothermique national". Ce projet, appelé Géoscan Hexagone, vise à recenser et valoriser les données déjà existantes sur les principaux bassins sédimentaires pour les "retraiter" afin de préciser le potentiel géothermique des réservoirs profonds. Ce travail consiste notamment à préciser la géométrie et la structure des réservoirs profonds ainsi que leur qualité en tant que réservoir géothermique à partir de l’analyse qualitative et quantitative des données de puits et de profils sismiques. Des cartes des propriétés des réservoirs et de leur favorabilité seront disponibles et accessibles à tous. 

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Carte de la France hexagonale avec les ressources en aquifères profonds et les installations de géothermie profonde en fonctionnement en 2022 © BRGM

Enjeux pour le territoire

L’Île-de-France est la région européenne qui concentre le plus d’installations de géothermie profonde. La majorité de ces installations, situées en proche banlieue parisienne (Nord, Sud et Est) utilisent l’aquifère du Dogger comme source d’eau chaude. Pour développer ces installations d’énergies renouvelables sur l’ensemble de la France métropolitaine, il est nécessaire de mieux connaître leur sous-sol et les ressources géothermales. En effet, en région parisienne, d’autres aquifères que le Dogger sont potentiellement disponibles (le Trias, l’Oxfordien…) mais moins bien connus. De même, alors que le Dogger est relativement bien connu en région parisienne, il s’étend sous d’autres territoires, comme la région Centre-Val de Loire, par exemple. 

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Modélisation de la couche géologique du Dogger (bleu foncé) © BRGM

De nombreuses études (forages, campagnes d’acquisition géophysiques) ont été faites dans les années 60 à 90 sur les bassins sédimentaires, avec l’objectif d’identifier des gisements d’hydrocarbures. Ces données peuvent offrir de précieuses informations pour identifier les réservoirs potentiels en géothermie profonde. L’inventaire et le retraitement de ces données au niveau national est donc un enjeu majeur afin d’affiner la connaissance du potentiel de la géothermie profonde sur le territoire et d’accélérer son développement.

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Découpage en 18 zones d’études des bassins sédimentaires de France hexagonale © BRGM

Ce projet fait ressortir 3 échelles avec des acteurs différents : 

  • l’échelle régionale, caractéristique d’un territoire ou partie de bassin géologique (de l’ordre 5 000 - 50 000 km²). À cette échelle, la caractérisation vise à synthétiser et analyser les données existantes pour discerner les zones les plus "favorables" en termes de ressources. L’estimation se base en particulier sur la profondeur des réservoirs, leur extension, leur épaisseur, la qualification de leurs propriétés réservoirs et des températures.
  • l’échelle "intermédiaire", caractéristique d’une communauté de communes (de l’ordre de 1 000 km²), susceptible d’héberger plusieurs projets potentiels d’exploitation. À cette échelle intermédiaire, des acquisitions complémentaires peuvent être réalisées pour une quantification plus fine de la ressource.
  • l’échelle du projet, qui se focalise sur un périmètre local très spécifique (~ 20-40 km²). Dans ce cadre, c’est le porteur du projet (industriel, collectivité…) qui prend en charge les travaux de caractérisation nécessaires au déploiement des opérations.

Le projet Géoscan Hexagone se focalise sur l’échelle régionale.

Territoires étudiés : Centre-Val de Loire et Picardie 

Les premiers territoires analysés sont la région Centre-Val de Loire et l’ex-région Picardie du Bassin parisien. 

Les cibles géologiques considérées sont les calcaires de l’Oxfordien, du Dogger et les grès du Trias supérieur en Centre-Val de Loire ainsi que les sables de l’Albien et du Néocomien pour la Picardie, avec des profondeurs supérieures à 500m/sol.

 Une première preuve de concept a été réalisée sur le Loiret qui a donné lieu au retraitement d’environ 1982 km de lignes sismiques 2D (117 lignes), à l’analyse de 46 puits profonds et à une interprétation plus quantitative sur environ 600 km de profils sismiques. 

Cette étude a été complétée sur l’ensemble de la région Centre-Val de Loire avec le retraitement de 2302 km de lignes sismiques 2D (86 lignes) et 42 puits complémentaires. Une interprétation quantitative a été réalisés sur 500 km de profils sismiques complémentaire dans la partie sud du territoire.

Enfin, 1796 km de lignes sismiques 2D (88 lignes) et 73 forages profonds ont été valorisés et retraités en Picardie.

Principaux résultats

Ce travail a permis la production de différents types de données relatives à :

  • la géométrie et la structure des réservoirs (profondeurs, réseau de failles),
  • l'épaisseur des réservoirs (totale, favorable),
  • la température estimée au toit des réservoirs,
  • la représentation des zones les plus favorables (probabilité de trouver un faciès avec des propriétés réservoirs), appelée carte de favorabilité géologique, en intégrant le potentiel matriciel et de fracture,
  • l’analyse de la connectivité structurelle des faciès réservoir,
  • l’inversion et la caractérisation sismique de profils 2D en propriétés pétrophysiques (lithologie, porosité).

Une carte "chapeau" de favorabilité géologique globale est également mise à la disposition des collectivités permettant d’identifier sur le territoire les zones de favorabilité maximale et les caractéristiques des réservoirs correspondants. Cette carte est accessible via ce lien dans l'espace cartographique du site ou, sur l'onglet "Ajout" en activant la couche "Géothermie profonde", puis "Ressources géothermales du Bassin parisien", puis en sélectionnant la zone d’étude correspondante.

Liens vers les données du Loiret

Lien direct vers les cartes du Loiret sur l'espace cartographique (à venir) ou via l'onglet "Ajout" de l'espace cartographique en activant la couche "Géothermie profonde", puis "Ressources géothermales du Bassin parisien", puis "Département du Loiret"

Lien vers le rapport de l’étude

Lien vers les données retraitées (retraitement sismique, interprétation quantitative)

Liens vers les données en Centre-Val de Loire

Lien vers les cartes du Centre-Val de Loire sur l'espace cartographique (à venir)

Lien vers le rapport de l’étude

Lien vers les données du projet (cartographies des réservoirs, analyse de leur connectivité structurelle, retraitements sismiques, interprétations quantitatives)

Lien vers les données en Picardie

Lien vers les cartes de la Picardie sur l'espace cartographique (à venir)

Lien vers le rapport de l’étude

Lien vers les données du projet (cartographies des réservoirs, analyse de leur connectivité structurelle, retraitements sismiques, interprétations quantitatives)