Appoint

Les chaufferies d’appoint-secours produisent de la chaleur en complément de celle produite par les centrales, lorsque les températures extérieures sont très basses. Elles sont réparties sur l'ensemble du réseau de chaleur.

Aquifère

Formation géologique contenant de l'eau, et constituée de roches perméables (où l’eau circule librement) et capable de la restituer naturellement et/ou par exploitation.
On distingue :
- l'aquifère à nappe libre : l’aquifère reposant sur une couche très peu perméable est surmontée d'une zone non saturée en eau.
- l'aquifère captif (ou nappe captive) : dans une nappe captive, l'eau souterraine est confinée entre deux formations très peu perméables. Lorsqu'un forage atteint une nappe captive, l'eau remonte dans le forage. C'est le cas du Dogger (Voir Bassin artésien et Puits artésien)

Bassin artésien

Structure géologique, souvent de grandes dimensions, dans laquelle l'eau est naturellement sous pression. (Voir Aquifère et Puits artésien)

Boucle de recyclage

Une boucle de recyclage d’eau chaude sanitaire permet d'obtenir de l'eau chaude rapidement après l'ouverture du robinet, malgré une certaine distance de la sous-station.

Le recyclage d’eau chaude sanitaire consiste à faire circuler en permanence l’eau chaude entre la sous-station et les têtes de colonnes de distribution de la résidence, de façon à maintenir l'eau à température avant son utilisation.

Boucle géothermale

Circuit d'exploitation de l’eau géothermale. Elle cède sa chaleur à la boucle géothermique à travers l'échangeur de la centrale de géothermie.

Boucle géothermique

Circuit primaire de distribution de la chaleur. Partie essentielle d'un réseau de chaleur par géothermie. Voir aussi Boucle géothermale.

Calorie

La calorie est la quantité d’énergie qu’il faut fournir à un gramme d’eau pour augmenter sa température d’un degré Centigrade.
L’unité énergétique du Système International est le Joule : 1 calorie = 4.185 J.
(Voir kiloWatt, kiloWatt heure, Joule et énergie)

Cascade

Pour alimenter ses sous-stations, le réseau est structuré en cascade :

• L'eau du réseau de chaleur part des centrales, collecte la chaleur des chaufferies d'appoint, et alimente les échangeurs des sous-stations des bâtiments les plus anciens (ex : 75°C en entrée et 55°C en sortie des radiateurs).
• Elle va ensuite alimenter les bâtiments moins anciens dont le chauffage nécessite une température moins élevée (ex : 55°C en entrée et 45°C en sortie de planchers chauffants).
• Elle dessert enfin les bâtiments les plus performants, ainsi que les serres, piscines... qui sont des installations se contentant d'une température basse (ex : 45°C en entrée et 33°C en sortie de radiateurs basse température).

Ainsi l'eau revient à la centrale avec une température d'une trentaine de degrés. Grâce à cette structure du réseau, l'énergie nécessaire à la production de chaleur est valorisée au maximum.

Centrale de géothermie

La centrale de géothermie est le bâtiment qui abrite les différents organes de liaison entre la boucle géothermale et le réseau de distribution de la chaleur : On y trouve les échangeurs à plaques de titane, des filtres qui piègent les résidus présents dans l’eau géothermale, la pompe de réinjection, le système de traitement anticorrosion des puits, le système de traitement de l’eau du réseau, les pompes réseau été et hiver, les variateurs électriques des pompes, le vase d’expansion du réseau, les systèmes de régulation, les dispositifs de sécurité...

Seule exception : la pompe de production.

Cogénération

La cogénération produit deux types d'énergie : thermique et mécanique :
Dans le cas de la SEMHACH, l'élément moteur est une turbine alimentée au gaz naturel.

• L'énergie thermique (la chaleur des gaz d'échappement de la turbine) est utilisée pour augmenter la température de l'eau du réseau de chaleur grâce à un échangeur (air/eau);
• L'énergie mécanique (la rotation de l'arbre de la turbine) est transformée en électricité par un alternateur. Cette électricité est revendue à EDF.

Convection naturelle

Lorsqu'un fluide n’a pas une température homogène, on observe un déplassement des masses chaudes vers le haut et des masses froides vers le bas : C'est la convection.
L’air est un fluide et donc n’échappe pas à la règle.

Dans le cas d’un radiateur, l’air va être chauffé par ses parois, et va se déplacer vers le haut, créant une aspiration de l'air frais qui sera chauffé à son tour.

Un échange de chaleur cyclique s'installe : La pièce se  réchauffe par convection.

Crépine

Une crépine est une membrane perforée fixée à l’extrémité inférieure du puits de production. Elle a pour fonction de permettre le passage de l'eau, tout en retenant les éléments qui pourraient être entraînés par l'aspiration de la pompe (caillous).

Débit

Quantité d’eau par unité de temps, généralement exprimé en m³/h. Voir pompe de production

Délestage

Déconnexion d'une chaufferie du réseau de chaleur, en démarrant ses propres chaudières. Le délestage se déclenche par temps froid, pour soulager le réseau.

Déperditions thermiques

Ensemble des pertes de chaleur d'un bâtiment, d’un réseau,…

Les déperditions du réseau de distribution de la SEMHACH se limitent à 4% de la production annuelle.

Dogger

Le Dogger est une période du jurassique (-175 à -154 millions d’années). Il a donné son nom à un aquifère qui s’est formé à cette période, et qui se situe sous le bassin parisien entre 1500 et 2000 mètres de profondeur. Comme tout aquifère, Le Dogger est constitué de roche poreuse et perméable contenant de l’eau. L’eau du Dogger est chaude (de 65°C à 85°C selon la profondeur), salée, et contient des sulfures et des gaz dissous. Elle est largement minéralisée (6.5 à 35g/L). Cet aquifère alimente la plupart des centrales de géothermie de la région parisienne; il est systématiquement exploité par doublet ou triplet de forages.

Doublet géothermique

Le doublet géothermique désigne l'association d'un puits de production et d'un puits de réinjection qui alimentent une centrale de géothermie. Ces puits partent de la surface du sol et plongent à environ 2 000 mètres sous terre jusqu’au Dogger. Le puits de production collecte de l’eau géothermale, dont la température est proportionnelle à la profondeur (gradient géothermal). L’eau transmet sa chaleur à l’échangeur à plaques, puis est renvoyée dans l’aquifère par le puits de réinjection : c'est la boucle géothermale.

Cette configuration présente plusieurs avantages :

• absence de rejets dans l'environnement (circuit en boucle fermée),
• pérennité du débit hydraulique,
• stabilité des pressions d'exploitation.

Un doublet a une durée de vie d'une trentaine d'année. Elle peut être augmentée d'une vingtaine d'années par une opération de rechemisage.

L'alternative au doublet est le triplet.

Les doublets exploités par la SEMHACH descendent à 1 850 mètres de profondeur.

Eau chaude sanitaire (ECS)

Eau chaude domestique, produite en sous-station par réchauffement d'eau froide de ville, et utilisée dans la cuisine et la salle de bain des habitations.

La température de l'eau chaude sanitaire doit être comprise entre 55°C (limite le développement des légionelles) et 60°C (limite les risques de brûlures graves).

Eau géothermale

Eau souterraine naturellement chaude. Voir boucle géothermale et gradient géothermal.

Echangeur à plaques

Un échangeur à plaques est un dispositif qui permet le transfert de chaleur entre deux fluides sans qu’ils ne se mélangent. On distingue les échangeurs géothermaux, à plaques de titane, des échangeurs de livraison, installés en sous-stations, à plaques d'inox.

Lorsqu’on met en présence deux corps de températures différentes, la chaleur du corps chaud se transmet au corps froid. Ainsi l’eau géothermale à 74°C réchauffe les plaques de l’échangeur, qui réchauffent à leur tour l’eau du réseau urbain, dont la température passe alors de 35 à 69°C (Voir pincement).

Les quatre échangeurs géothermaux des centrales de la SEMHACH ont une puissance totale d'échange de 30 MW. Chaque échangeur possède 371 plaques de 1,8m². La totalité des plaques posées côte à côte représente la surface d’un demi-terrain de football. Ces plaques sont en titane pour résister au caractère corrosif de l’eau géothermale. Le débit d’eau total qui y passe peut atteindre 800 m³/h, soit 222 litres par seconde.

Les échangeurs de livraison représentent un parc de plus de 200 unités, de tailles diverses, selon la puissance thermique souscrite par l'abonné.

Echangeur de chaleur

Equipement permettant à un fluide chaud de céder sa chaleur à un fluide plus froid sans qu’ils ne se mélangent. Il existe plusieurs types d’échangeur de chaleur : échangeur tubulaire, échangeur à plaques…

Energie

Tout ce qui permet d’effectuer un travail sous la forme d’un mouvement, d’un rayonnement électromagnétique ou de chaleur. Dans le Système international d'unités (SI), l'énergie s'exprime en joules. Dans l'industrie, on utilise la tonne équivalent pétrole (Tep). Dans la vie courante, on utilise le kilowatt-heure ou la calorie.

On distingue quatre types d'énergie:

• énergie primaire : énergie n'ayant subi aucune conversion. La production primaire d'énergie correspond à l'extraction d'énergie puisée dans la nature.
• énergie secondaire (ou dérivée) : énergie provenant de la conversion d'une énergie primaire ou d'une autre énergie dérivée.
• énergie finale : énergie délivrée aux consommateurs pour être convertie en énergie utile. Exemple : électricité, essence, gaz, gazole, fioul domestique, etc.
• énergie utile : énergie dont dispose le consommateur, après la dernière conversion (c’est-à-dire en usage final), à partir de ses propres équipements.

Le chauffage et les transports représentent les deux principaux postes de consommation d’énergie finale.

Fibre optique

Fil de verre ou de plastique très fin qui conduit la lumière. La lumière ayant une vitesse de propagation très élevée, la fibre optique permet un débit d’information nettement supérieur à celui des câbles métalliques. On l’utilise dans le domaine des transmissions de données (internet, réseaux), de la télévision ou de la téléphonie. Le système de télégestion de la SEMHACH s'appuie sur un réseau dédié en fibre optique.

Forage

Un forage consiste à creuser un puits plus ou moins profond dans le sol. Il existe différentes techniques de forage. Pour le forage d'un doublet ou d'un triplet, on utilise souvent deux techniques successivement :

• Le forage au marteau fond de trou utilise un marteau pneumatique fixé à la base d'un train de tiges, et actionné par de l'air comprimé à haute pression (10 -25 bars) qui permettra la remonté des déblais de forage. Souvent utilisé pour forer la première partie des puits, jusqu'à la chambre de pompage, c'est un procédé très efficace jusqu’à 300 m de profondeur.
• Le rotary est une méthode qui utilise un trépan (outil muni de molettes dentées) suspendu à un train de tiges, travaillant par destruction de la roche sous l'effet du poids et de la rotation de l'outil. Ce dernier est entraîné par de la boue sous pression, qui entraîne les déblais vers la surface dans l'espace annulaire entre le terrain et le train de tige. La technique du rotary est issue de l'industrie du forage pétrolier, et permet d'atteindre plusieurs millers de mètres de profondeur, avec des déviations.

Géothermie basse énergie

C'est l'exploitation de la chaleur du sous-sol à une température généralement comprise entre 30°C et 90°C.
Cette chaleur peut être utilisée directement pour la production de chauffage et d'eau chaude sanitaire. C’est ce type de géothermie qui alimente le réseau de chaleur de la SEMHACH.

Géothermie haute énergie

C'est l'exploitation de la chaleur du sous-sol à des températures généralement supérieures à 150°C pour la production d’électricité. Le fluide exploité est un mélange d’eau et de vapeur ou de la vapeur seule.

Géothermie moyenne énergie

C'est l'exploitation de la chaleur du sous-sol généralement comprise entre 90°C et 150°C.
La chaleur peut être soit utilisée directement pour assurer des besoins de chaleur, soit pour produire de l'électricité par l'intermédiaire d'un circuit à fluide volatile (du type cycle de Rankine).

Géothermie profonde

Technique encore expérimentale qui consiste à récupérer la chaleur des roches chaudes profondes, peu perméables, situées entre 3000 et 5000 mètres de profondeur, par injection puis récupération d’eau dans un réseau de fractures créé artificiellement.

Géothermie très basse énergie

On parle aussi parfois de géothermie très basse température :
C'est l'exploitation de la chaleur du sous-sol à une température généralement inférieure à 30°C.
On exploite la chaleur du sous-sol par des systèmes de capteurs horizontaux, de sondes verticales, ou on exploite l'eau des aquifères peu profonds.
Généralement, l'énergie ainsi récupérée est concentrée par une pompe à chaleur pour assurer les besoins de chaleur des bâtiments.

Gradient géothermal

Il s'agit de la valeur de l'accroissement de la température en fonction de la profondeur.
Le gradient géothermal est de l'ordre de 3,3°C /100m dans les zones stables; il peut atteindre 10°C/100 m dans les zones actives.
Les zones stables sont essentiellement les bassins sédimentaires et les roches profondes.
Les zones actives sont liées à l'activité volcanique et à la tectonique des plaques.

Hydrogéologie

C’est l’étude des lois physiques et des conditions qui régissent l'origine, la présence, les mouvements et les propriétés des eaux souterraines.
Application de ces connaissances aux actions humaines sur les eaux souterraines, notamment à leur prospection, à leur captage et à leur protection.

Inhibiteur de corrosion

Ce sont des produits chimiques ajoutés à l'eau qui empêchent son action corrosive sur les métaux par formation d'une pellicule protectrice sur la paroi interne du tube en métal.

Joule

Le joule est l'unité de l'énergie dans le Système International. Le joule traduit une quantité d'énergie assez petite. C'est pourquoi on utilise très souvent les multiples de cette unité : kJ (le kiloJoule qui est égal à 1000 joules), MJ (le MégaJoule qui est égal à un million de joules). Son symbole est J. Cette unité a longtemps été exprimée en calorie avec l'équivalence d'une calorie égale à 4,18 joules. (Cf Calorie)

kiloWatt – kW

Exprime une puissance : 1 kW = 1000 W sachant que le watt est l'unité dans le système international de la puissance. Il correspond à la quantité d'énergie consommée ou produite par unité de temps, soit un joule par seconde. Son symbole est W.
On utilise très souvent ses multiples : le kW (kilowatt) avec 1 kW égal à 1 000 W.

kiloWatt heure – kWh

Unité d'énergie égale à l'énergie consommée par un appareillage de 1 000W (ou 1kW) pendant 1h
Ne pas écrire kW /h (erreur fréquente)
(1m3 d'eau dont la température est abaissée de 5°C, livre 5.106 calories soit 5,8 kWh).

Maintenance

L'ensemble des actions permettant de contrôler et entretenir une installation, et notamment les pièces d'usure.
En géothermie cela inclus les équipements de sous-sol et les équipements de surface (Puits, pompes, échangeurs, vannes, tubes…).

Nappe phréatique

Nappe à surface libre, contenue dans un aquifère qui comporte une zone non saturée (contient de l’eau et de l’air), une zone saturée (contient que de l’eau) et une zone de fluctuation.
Il s’agit généralement de la première nappe d'eau souterraine rencontrée depuis la surface.

Pincement

Le pincement est l'une des caractéristiques majeures d'un échangeur à plaques. Il s'agit de la différence de température entre l'entrée du primaire et la sortie du secondaire de l'échangeur. Plus le pincement est faible, plus l'échangeur est performant.
Le pincement augmente au fur et à mesure que les plaques de l'échangeur s'encrassent (dépôt de boues, de tartre...). Il faut alors procéder à son démontage et à son nettoyage.
Cette tâche est réalisée de manière préventive tous les 5 ans environ.

Exemple : L'eau géothermale à 74°C réchauffe l'eau du réseau à 69°C maximum à travers l'échangeur géothermal. Ce dernier a donc un pincement de 5°C.

Plancher chauffant

Emetteur de chaleur constitué de tubes dans lesquels circule un liquide restituant la chaleur aux pièces à chauffer. Intégré à une chape de béton, il est dimensionné pour que sa température de surface reste modérée (environ 23 °C). Il fonctionne sur les mêmes principes que le radiateur, mais procure une sensation de confort plus grande car la chaleur de la pièce (après la phase de chauffe) est uniforme horizontalement et verticalement. Il n’y a alors plus de déplacement d’air.

Les anciens planchers chauffants nécessitaient une température bien plus élevée (60°C), occasionnant parfois le gonflement des jambes des occupants.
Les planchers chauffants actuels, nécessitant une température moins élevée (environ 30°C), n’ont plus cet effet d’inconfort.

Pompage d’essais

Après la réalisation d'un forage, les pompages d'essais consistent en une série de tests et mesures ayant pour objectifs de vérifier la capacité de production du forage (débit), et d'évaluer l'influence du futur prélèvement sur les ouvrages voisins (rayon d'influence).

Pompe à chaleur (PAC)

Dispositif thermodynamique permettant de concentrer de la chaleur afin d'obtenir des niveaux de températures supérieurs à ceux de la source. Utilisé en géothermie très basse énergie ou en aérothermie.

Dans certains cas, une PAC peut être réversible et produire également du froid.

Pompe de production

La pompe du puits de production est logée dans le puits de production, à 275m sous terre. D’une puissance de 350 kW sous 2000V, elle permet d’accélérer le débit artésien (le débit lié à la pression naturelle de la nappe) de 10 m³/h à 300m³/h. Pour pouvoir s’insérer dans le puits, la pompe ne fait qu’une vingtaine de centimètres de diamètre, mais mesure 22 mètres de long !

Puits artésien

Découvert au XIIe siècle en Artois, le puits artésien est alimenté par de l'eau qui jaillit spontanément grâce à la pression naturelle du bassin artésien. Voir aussi aquifère.

Radiateur

Un radiateur chauffe une pièce grâce à deux types de transfert thermique : la convection naturelle et le rayonnement thermique. Il existe différents types de radiateurs:

• Les radiateurs ayant une grande inertie thermique, et qui demandent une température d'eau élevée pour leur bon fonctionnement. Il s'agit par exemple des radiateurs anciens en fonte qui nécessitent une température d'eau de 65-80°C.
• Les radiateurs plus récents qui fonctionnent à basse température (45°C) .

Rayonnement thermique

Un corps chauffé émet un rayonnement thermique, qui se situe ou non dans le domaine du visible et peut traverser le vide. Un corps recevant ce « flux thermique » peut :

• l’absorber : il chauffera alors et rayonnera à son tour;
• le réfléchir ou le diffuser : le rayonnement est directement renvoyé par la paroi du corps;
• le transmettre intégralement : le rayon passe à travers, on peut alors dire que le corps est transparent;
• l’empêcher de passer : on dit que le corps est opaque.

Remarque : le verre est transparent pour les rayonnements qui sont dans le domaine du visible.

Rechemisage

Opération de rénovation préventive ou curative d'un puits percé, en insérant un tube de diamètre inférieur dans le puits existant, et en coulant du béton entre l'ancien et le nouveau tube.

Un rechemisage permet de prolonger la durée de vie d'un puits d'environ 20 ans. La perte de diamètre peut être compensée par une pompe de plus grande puissance, ou par un triplet.

Recyclage de l’eau chaude sanitaire

Voir boucle de recyclage.

Réseau de chaleur

Infrastructure de distribution de la chaleur aux abonnés. Voir Boucle géothermique et Cascade

Sous-station

La sous-station est le point de livraison de la chaleur à l'ensemble résidentiel ou l'équipement public raccordé. C'est souvent l'ancienne chaufferie du bâtiment. Chaque sous-station possède un ou plusieurs échangeurs à plaques d'inox (pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire...) qui permettent l'échange de chaleur entre le réseau et le circuit de distribution de l'abonné. On y trouve aussi des pompes, des vannes de régulation...

Une sous-station équipée de chaudières est appelée chaufferie.

La SEMHACH alimente en chaleur environ 115 sous-stations.

Télégestion

Système informatique composé d'un réseau de communication par câble ou fibre optique, et d'un logiciel, et permettant de surveiller et de commander le fonctionnement de l'ensemble du réseau de chaleur et des sous-stations en temps réel à partir d'un ordinateur, d'un téléphone...
La télégestion permet également la transmission instantanée des alarmes par texto ou par courriel.

Tep

La tonne d'équivalent pétrole (tep) est une unité de mesure de l'énergie couramment utilisée par les économistes de l'énergie pour comparer les énergies entre elles.
C'est l'énergie produite par la combustion d'une tonne de pétrole moyen, ce qui représente environ 11 600 kWh. On utilise le joule ou la tonne d'équivalent pétrole (tep) pour comparer des formes d'énergie différentes. Mtep : Méga tep = 1 000 000 de tep

Tertiaire

Les bâtiments du secteur tertiaire abritent des activités de service et administratifs. La répartition des besoins de chauffage et/ou climatisation de ces bâtiments peuvent être différents selon le domaine d'activité: bureaux, hôpitaux…

Trépan

Outil de forage attaquant le terrain par percussion ou rotation. En forage rotary, cet outil est un trépan à molettes, généralement tricône ou un trépan diamanté. (Cf : Forage)

Triplet

Ensemble de trois puits, généralement un puits de production et deux puits de réinjection. Le triplet est l'une des solutions de pérennisation d'un doublet : Les deux puits historiques sont rechemisés et utilisés en réinjection, et un troisième puits est foré pour la production.

Turbine à gaz

La turbine à gaz (organe moteur de la cogénération) fonctionne de la manière suivante : l’air extérieur est aspiré par un conduit (tuyère d’admission d’air) et est compressé, pour être ensuite envoyé dans la chambre de combustion où il sert de comburant. Le gaz naturel (combustible) y est mis à feu. Les gaz de combustion à 1057°C vont produire de l'énergie mécanique en entraînant la turbine (et un alternateur qui produira de l'électricité), et de l'énergie thermique en passant dans une chaudière tubulaire. La fumée qui est évacuée de la centrale contient de la vapeur d’eau et du CO2.

L’énergie thermique permet d'augmenter la température de l’eau produite par les centrales de géothermie de 69°C à 85°C, et donc la puissance du réseau de chaleur.

Vanne Té

C’est un dispositif souvent installé pour régler le débit de l’eau dans certains émetteurs de chaleur. On s’en sert comme d’un robinet, en manipulant un loquet. Elle prend souvent la forme d’un « T ».

Watt

Unité de la puissance dans le Système Internationnal (Voir kiloWatt).