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Système ouvert

Pour obtenir une estimation des étapes et démarches en fonction de la situation à votre projet, vous pouvez utiliser l’outil « Analyse géothermique » de BrugeoTool, l’application web entre autres dédiée aux gestionnaires et experts pour la pré-faisabilité et le pré-dimensionnement d’une installation géothermique verticale faible profondeur en région bruxelloise. 

Ci-dessous sont détaillées les étapes et démarches nécessaires à l’installation d’un système géothermique ouvert en région bruxelloise.

1. Demande d'avis préalable sol

Dans le cas de la localisation du futur système géothermique sur une parcelle polluée ou potentiellement polluée au sens de l’Ordonnance Sol, il y a lieu de s’assurer de la faisabilité de votre projet, et ce avant toute autre démarche

Selon la catégorie à l’inventaire sol de la parcelle cadastrale sur laquelle se trouve votre projet, il pourrait être nécessaire d’effectuer certaines des deux démarches suivantes :

2. Étude des besoins thermiques

L’évaluation précise des besoins énergétiques du bâtiment par un bureau d’étude spécialisé en énergie, ou un chauffagiste dans le cas d’un petit projet, est une étape nécessaire pour le futur dimensionnement du système HVAC (notamment la puissance de la pompe à chaleur et des émetteurs) mais également du champ de puits. 

Des informations et documents se référant à la certification PEB peuvent s’avérer très utiles

3. Étude de faisabilité hydrogéologique

En première approche, une série de jeux de données et outils « sous-sol » sont mis à disposition des bureaux d’étude « sous-sol » et notamment BrugeoTool, application web entre autres dédiée aux gestionnaires et experts pour la pré-faisabilité et le pré-dimensionnement d’une installation géothermique verticale faible profondeur en région bruxelloise. Cet outil, dont les résultats sont directement exploitables dans le cadre de l’instruction du permis d’environnement, offre une aide précieuse pour procéder à la pré-faisabilité hydrogéologique du système.

Outre cette première analyse de la faisabilité sur la base de données théoriques, la mise en place d’un système géothermique ouvert nécessite de réaliser une étude de faisabilité hydrogéologique en amont de la demande de permis d’environnement. Elle est réalisée par un bureau d’étude « sous-sol » spécialisé en hydrogéologie. Dans le cadre de cette étude, le forage par une société de forage qualifiée d’au moins un puits test est nécessaire, potentiellement accompagné de piézomètres (ou autres puits qui seront valorisés comme futurs puits d’exploitation). Un ou plusieurs pompages d'essai sont alors réalisés. Ceux-ci nécessitent d’effectuer une demande de prise d’eau souterraine pour un pompage d'essai.

Ces essais peuvent être regroupés en deux catégories :

  • Essai de puits, permettant notamment de quantifier la productivité du puits et plus particulièrement son débit critique (ou débit maximal exploitable). Ce type d’essai nécessite la réalisation de paliers de pompage à débit croissant. A ce stade, ce test est seulement réalisé sur un ou quelques puits tests. Le but étant de quantifier la capacité de l'aquifère à produire de l’eau et notamment si cette capacité est suffisante pour répondre aux besoins thermiques;
  • Essai de nappe, permettant de quantifier les paramètres hydrodynamiques de l'aquifère exploité (entre autres la conductivité hydraulique) nécessaire au dimensionnement. Ce type d’essai nécessite de pomper un débit maitrisé au sein de la nappe et suivre le niveau piézométrique de cette dernière au droit de piézomètres voisins jusqu’à stabilisation. Il est souvent réalisé sur une période de plusieurs jours.

4. Pré-dimensionnement

Le pré-dimensionnement en système ouvert consiste en un premier dimensionnement réalisé par un bureau d’étude « sous-sol » spécialisé en hydrogéologie, sur la base des besoins thermiques et des propriétés hydrogéologiques locales quantifiées dans le cadre de l’étude de faisabilité hydrogéologique précédente.

Des données de terrain complémentaires telles que des données piézométriques provenant de piézomètres, forés par une société de forage qualifiée, sont souvent utiles à ce stade, notamment pour déterminer le sens d’écoulement de la nappe ainsi que son gradient hydraulique.

A l’issu de cette étape, un premier choix est posé sur les caractéristiques projetées du système géothermique (nombre de puits, débit par puits, diamètre, nappe aquifère exploitée, disposition des puits,…) pour assurer un fonctionnement théorique optimal de l’installation.

Notez qu’une série de jeux de données et outils « sous-sol » sont mis à disposition des bureaux d’étude « sous-sol » et notamment BrugeoTool, application web entre autres dédiée aux gestionnaires et experts pour la pré-faisabilité et le pré-dimensionnement d’une installation géothermique verticale faible profondeur en région bruxelloise. Cet outil, dont les résultats sont directement exploitables dans le cadre de l’instruction du permis d’environnement, offre une aide précieuse au pré-dimensionnement du champ de puits.

5. Demande de permis et déclarations

Rappel : Dans le cas de la localisation du futur système géothermique sur une parcelle polluée ou potentiellement polluée au sens de l’Ordonnance Sol, il y a lieu de procéder à une demande d'avis préalable sol afin de s’assurer de la faisabilité de votre projet, et ce avant toute autre démarche.

Depuis avril 2019, un système géothermique est une installation classée couverte par un permis d’environnement, c’est-à-dire, une installation qui risque d’avoir un impact sur l’environnement ou le voisinage.

Un système géothermique ouvert relève d’un permis d’environnement de classe 1B. Si votre activité ou votre projet comprend plusieurs installations de classes différentes, vous devez demander le permis qui correspond à l’installation de la classe la plus élevée. 

Faites attention que certaines contraintes environnementales peuvent avoir une incidence significative sur sa faisabilité et notamment si votre projet se situe :

Vous trouverez toutes les informations relatives aux déclarations et aux demandes de permis d’environnement sur le guide pratique du permis d’environnement. Vous trouverez également ici les formulaires de déclarations et de demandes de permis d’environnement.

Enfin, un système géothermique est aussi soumis à une demande de permis d’urbanisme.

Pour avoir une idée claire des contraintes règlementaires relatives à votre projet, utilisez notre application BrugeoTool, application web entre autres dédiée aux gestionnaires et experts pour la pré-faisabilité et le pré-dimensionnement d’une installation géothermique verticale faible profondeur en région bruxelloise.

6. Dimensionnement

Le dimensionnement est réalisé par un bureau d’étude « sous-sol » spécialisé en hydrogéologie,  sur la base des besoins thermiques et des résultats des essais in-situ initiés dans le cadre de la faisabilité hydrogéologique. Outres les mesures précédemment évoquées, des mesures complémentaires peuvent être réalisées, à savoir :

  • Essais de puits pour vérifier la productivité de chaque nouvel ouvrage. Ceci faisant encore intervenir une société de forage qualifiée ;
  • Essais de nappe pour affiner la caractérisation des paramètres hydrodynamiques ;
  • Echantillonnage et analyse physico-chimique de l’eau pour anticiper tout problème de « clogging » (obstruction des crépines) ;
  • Des essais complémentaires tels que :
    • des essais de traçage thermique pour affiner la caractérisation des paramètres géothermiques ; 
    • des mesures au micromoulinet pour évaluer la répartition des venues d’eau dans le puits dans le cas d’un aquifère fracturé.

La phase de dimensionnement est donc réalisée conjointement au processus de mise en œuvre

La réalisation de cette batterie de test permet la caractérisation de l’ensemble des propriétés hydrogéologiques et géothermiques locales à un degré de précision suffisant pour optimiser les caractéristiques finales du système géothermique

Cette étape est primordiale, car c’est la parfaite adéquation entre les besoins énergétiques, le potentiel réel de la nappe (mesuré in-situ) et le dimensionnement qui garantit la pérennité du réservoir de chaleur dans la nappe en optimisant la taille du champ de puits géothermiques (et donc les coûts d’installation) et en minimisant les impacts environnementaux associés.

Enfin, la connaissance des paramètres physico-chimiques de la nappe permet aussi d’anticiper la maintenance des puits à venir.

7. Mise en œuvre

L’installateur va se charger du placement des diverses composantes du système au sein du bâtiment (pompe à chaleur, émetteurs,…).

La mise en œuvre des divers puits est réalisée conjointement au processus de dimensionnement. En effet, chaque nouveau puits foré est en général au moins sujet à la réalisation d’un essai de puits pour analyser sa productivité qui peut influencer le dimensionnement final. 

L’installation d’un puits nécessitant préalablement un forage dans les règles de l’art, une société de forage qualifiée doit nécessairement intervenir. Ce type de société est également habilité à gérer le raccordement des puits jusqu’à un collecteur alimentant la pompe à chaleur. 

Il est recommandé que le chantier de forage (et tous les forages de manière générale) soit supervisé par un bureau d’étude sous-sol spécialisé en hydrogéologie qui sera en mesure d’identifier précisément l’aquifère qui sera exploité, proposer un équipement des puits adapté et veiller au bon développement (nettoyage) des ouvrages.

8. Maintenance

Une maintenance régulière de l’installation apparait nécessaire à la durabilité du système. 

Concernant les installations HVAC, parlez-en à votre installateur.

Concernant le champ de puits, ceux-ci sont sujets au « clogging », phénomène de bouchage des crépines du à divers facteurs physiques, chimiques ou biologiques. La connaissance du risque de clogging dès le dimensionnement apparait ici nécessaire pour prévenir toute perte de productivité des puits. Parlez-en à votre bureau d’étude « sous-sol » spécialisé en hydrogéologie ainsi qu’à votre foreur/installateur qui seront en mesure de vous proposer un plan de maintenance prévoyant un nettoyage des crépines des puits.

En outre, un contrôle périodique du bon fonctionnement des pompes et du circuit hydraulique est également recommandé pour prévenir tout disfonctionnement. Parlez-en à votre installateur.

Date de mise à jour: 29/05/2020