de création d’un forages à pour un futur hôtel de rue de ...

Projet de création d’un doublet de forages à usage thermique pour un futur hôtel de tourisme rue de la Nuée Bleue à Strasbourg Demande d’autorisation de recherche (gîte géothermique basse température) Demande d’autorisation d’ouverture des travaux de forage

Novembre 2015

A82098/A

Département Hôtellerie 59, rue Yves Kermen 92 100 BOULOGNE‐BILLANCOURT Dossier réalisé par

Antea Group ‐ Direction Régionale Nord‐Est

Pôle Eau

Aéroparc d’Entzheim

2b, rue des Hérons

67960 ENTZHEIM

Tél. : 03 88 78 90 60

Fax : 03 88 76 16 55

Antea Group est qualifié en France pour

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VINCI IMMOBILIER Projet de création d’un doublet de forages à usage thermique

pour un futur hôtel de tourisme rue de la Nuée Bleue à Strasbourg (67) Demande d’autorisation de recherche (gîte géothermique basse température)

Demande d’autorisation d’ouverture des travaux de forage Rapport 82098/A

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Sommaire

Pages

1. Objet de la demande ............................................................................. 5

2. Présentation du projet ........................................................................... 8 2.1. Renseignement sur le demandeur .................................................................... 8

2.1.1. Qualité du Maître d’Ouvrage .................................................................... 8 2.1.2. Capacités techniques et financières du Maître d’Ouvrage ....................... 8

2.2. Références réglementaires ............................................................................... 9 2.2.1. Contexte législatif et réglementaire .......................................................... 9 2.2.2. Durée de l’autorisation de recherche ....................................................... 9

2.3. Justification du projet ..................................................................................... 10 2.4. Budget et financement de l’opération ............................................................ 11

2.4.1. Coûts d’investissements et d’exploitation .............................................. 11 2.4.2. Financement du projet et garanties ........................................................ 12

2.5. Planning prévisionnel de démarrage .............................................................. 12

3. Caractéristiques de l’installation thermique ......................................... 13 3.1. Rappel du principe du doublet géothermique ................................................ 13 3.2. Débit calorifique dont l’extraction est envisagée ........................................... 15 3.3. Perspectives d’utilisation des thermies extraites ........................................... 15 3.4. Description de l’installation thermique projeté .............................................. 15

4. Description des travaux de forages ....................................................... 18 4.1. Plateformes de forages ................................................................................... 18 4.2. Technique de forage ....................................................................................... 18 4.3. Coupes techniques prévisionnelles des puits ................................................. 20

4.3.1. Puits de captage ...................................................................................... 20 4.3.2. Puits de rejet ........................................................................................... 22 4.3.3. Avant‐puits .............................................................................................. 24

5. Méthodes d’exploitation envisagées .................................................... 25 5.1. Installations ..................................................................................................... 25 5.2. Suivi technique de l’exploitation ..................................................................... 25 5.3. Modifications .................................................................................................. 27

6. Evaluation des interactions du doublet envisagé avec les exploitations de gîte géothermique voisines ......................................... 28

6.1. Principe de fonctionnement ........................................................................... 28 6.2. Calculs thermiques et hydrodynamiques........................................................ 28

6.2.1. Caractéristiques prévisionnelles du doublet ........................................... 28

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6.2.2. Principes de calcul – Maillage retenu ...................................................... 29 6.2.3. Paramètres hydrauliques ........................................................................ 30 6.2.4. Paramètres thermiques ........................................................................... 30 6.2.5. Paramètres d’exploitation ....................................................................... 31

6.3. Impact piézométrique du doublet de forages ................................................ 33 6.4. Recyclage thermique du projet de PAC .......................................................... 33

6.4.1. Principe des simulations .......................................................................... 33 6.4.2. Résultats .................................................................................................. 34

6.5. Interaction thermique entre les PAC voisines du projet ................................. 35 6.5.1. Principe des simulations .......................................................................... 35 6.5.2. Résultats – Impact des PAC voisines sur le projet ................................... 36 6.5.3. Résultats – Impact du projet sur les PAC voisines ................................... 37

7. Étude d’impact du projet sur l’environnement ..................................... 38 7.1. Méthode d’évaluation des impacts ................................................................ 38

7.1.1. Méthode d'analyse de l'état initial .......................................................... 38 7.1.2. Méthode d'évaluation des impacts ......................................................... 39

7.2. État initial ........................................................................................................ 39 7.2.1. Site et paysages ....................................................................................... 39 7.2.2. Bruit, vibrations ....................................................................................... 39 7.2.3. Caractéristiques climatiques ................................................................... 40 7.2.4. Contexte géologique ............................................................................... 40 7.2.5. Diagnostic sol ........................................................................................... 49 7.2.6. Contexte hydrogéologique ...................................................................... 49 7.2.7. Hydrologie ............................................................................................... 62 7.2.8. Description de l’environnement immédiat du projet ............................. 64 7.2.9. Accessibilité du site ................................................................................. 64 7.2.10. Description du site ................................................................................... 64 7.2.11. Description de l’environnement naturel et patrimonial ......................... 66 7.2.12. Servitudes d'urbanisme ........................................................................... 68 7.2.13. Situation réglementaire et administrative .............................................. 68 7.2.14. Inventaire des sites Natura 2000 situés à proximité des forages ........... 72

7.3. Incidences du projet sur l’environnement ...................................................... 74 7.3.1. Intégration paysagère ............................................................................. 74 7.3.2. Impact sur l’air, poussières et odeurs ..................................................... 74 7.3.3. Impact bruit et vibrations ........................................................................ 74 7.3.4. Incidences hydrogéologiques du projet pendant les travaux de

réalisation des ouvrages .......................................................................... 75 7.3.5. Incidences hydrogéologiques du projet en phase d’exploitation ........... 76 7.3.6. Incidence sur les eaux superficielles ....................................................... 79 7.3.7. Proximité d'installations ou zones sensibles ........................................... 79 7.3.8. Impacts sur la faune et flore.................................................................... 80 7.3.9. Effet du projet sur les sites Natura 2000 les plus proches ...................... 80 7.3.10. Impact sur les biens et le patrimoine culturel ......................................... 80 7.3.11. Déchets .................................................................................................... 80

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8. Document de santé et de sécurité ........................................................ 81 8.1. Mesures de sécurité pour la protection publique .......................................... 82 8.2. Mesures de sécurité pour la protection des travailleurs ................................ 82

8.2.1. Mesures de sécurité en cas de fuite ........................................................ 82 8.2.2. Cas de travaux de maintenance .............................................................. 83

9. Conditions de l’arrêt des travaux d’exploitation du gîte géothermique (abandon des puits) ....................................................... 84

Liste des figures

Figure 1 : Localisation du projet (Source : Scan 25 ‐ IGN) .............................................. 6 Figure 2 : Implantations prévisionnelles des puits sur plan masse (Source :

CEREC ingénierie – 29 juin 2015) .................................................................... 7 Figure 3 : Schéma de principe général d’une PAC sur nappe (Document

ADEME/ARENE) ............................................................................................ 13 Figure 4 : Principe de fonctionnement d’une PAC à compression (Document

ADEME/ARENE) ............................................................................................ 14 Figure 5 : Schéma de principe des réseaux de chauffage (Document : BET

CEREC INGENIERIE) ....................................................................................... 17 Figure 6 : Coupe géologique et technique prévisionnelle du puits de captage ........... 21 Figure 7 : Coupe géologique et technique prévisionnelle du puits de rejet ................ 23 Figure 8 : Evolution des températures de l’eau pompée et de l’eau rejetée

au droit du projet (après 5 ans de fonctionnement) .................................... 34 Figure 9 : Température au projet de captage sur 10 ans en intégrant le

fonctionnement des PAC voisines ................................................................ 36 Figure 10 : Différence de température observée sur 10 ans au puits de

captage des DNA (incidence du projet de la Nuée Bleue) ............................ 37 Figure 11 : Extrait des cartes géologiques de STRASBOURG (Source : BRGM) .................. 42 Figure 12 : Coupe géologique et technique du puits de captage 272‐3X‐

1685/CPT (Source : Antea Group) ............................................................... 44 Figure 13 : Coupe géologique et technique du puits de captage 272‐3X‐

1616/CPT (Source : Antea Group) ............................................................... 46 Figure 14 : Plan d’implantation des sondages (Source : Etude géotechnique

G2‐AVP ‐ FONDASOL) ................................................................................... 48 Figure 15 : Évolution des niveaux de la nappe au piézomètre 0272‐3X‐0900

(Source : ADES) ............................................................................................. 50 Figure 16 : Extrait de la carte piézométrique réalisée en mai 2009 (Source :

APRONA) ....................................................................................................... 51 Figure 17 : Panaches historiques de pollution par des solvants chlorés.

Somme des concentrations en tri‐ et tétrachloroéthylène (données ONAP, 2010) ................................................................................. 56

Figure 18 : Localisation des ouvrages géothermiques exploités à proximité du secteur d’étude (Sources : BRGM ‐ Antea Group ‐ ONAP) .......................... 59

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Figure 19 : Captages AEP référencés dans le secteur d’étude (Source : ARS) ................ 61 Figure 20 : Extrait du Plan de Prévention des Risques d’Inondation de

l'Eurométropole (Source : Eurométropole de Strasbourg) ......................... 63 Figure 21 : Zones environnementales de protection ou d’inventaire (Source :

DREAL) .......................................................................................................... 67 Figure 22 : Zones Natura 2000 référencées (Source : DREAL) ....................................... 73 Figure 23 : Trajectoires calculées (nappe alluviale) ....................................................... 77 Liste des tableaux

Tableau 1 : Détail des coûts d’investissements du doublet de forages .......................... 11 Tableau 2 : Détail des coûts d’exploitation de l’installation géothermique ................... 12 Tableau 3 : Synthèse des contrôles effectués en phase d’exploitation et de

leur fréquence .............................................................................................. 27 Tableau 4 : Paramètres d’exploitation de la PAC (données fournies par CEREC

Ingénierie) ..................................................................................................... 31 Tableau 5 : Fonctionnement de la PAC des DNA (données fournies par les

DNA) ............................................................................................................. 32 Tableau 6 : Fonctionnement de la PAC de l’ilot Noyer (données fournies par

CEREC Ingénierie) ......................................................................................... 32 Tableau 7 : Services administratifs consultés dans le cadre de l’étude d’impact ........... 38 Tableau 8 : Coupe géologique du puits de captage 272‐3X‐1685/CPT ........................... 43 Tableau 9 : Coupe géologique du puits de captage 272‐3X‐0401/CPT ........................... 47 Tableau 10 : Statistiques des cotes de nappe entre le 16/06/1988 et le

03/06/2014 (Source : ADES) ......................................................................... 52 Tableau 11 : Statistiques mensuelles des cotes de nappe entre 16/06/1988 et

le 03/06/2014 (Source : ADES) ..................................................................... 52 Tableau 12 : Ouvrages en exploitation dans un rayon de 700 m autour du

projet ............................................................................................................ 58 Tableau 13 : Orientations du SDAGE Rhin‐Meuse ............................................................ 70 Tableau 14 : Principaux enjeux retenus pour le SAGE ILL‐NAPPE‐RHIN (version

approuvée le 01 juin 2015) ........................................................................... 71 Tableau 15 : Zones sensibles ............................................................................................. 79

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1. Objet de la demande

La reconversion de l’ancien Hôtel de Police, au 11 rue de la Nuée Bleue à STRASBOURG, consiste en la restructuration des bâtiments en Hôtel de tourisme et en logements. Afin de réduire les consommations énergétiques et les émissions de CO2 de ce projet, VINCI IMMOBILIER DEVELOPPEMENT HOTELIER, maître d’ouvrage de l’opération, souhaite mettre en place un dispositif de chauffage et de refroidissement constitué de 3 pompes à chaleur alimentées par un doublet de forages géothermiques en nappe alluviale rhénane. Le débit maximum prélevé sera d’environ 140 m3/h. Le volume théorique prélevé et réinjecté dans les eaux souterraines est estimé à 542 500 m3/an. Ce dossier constitue la demande d’autorisation de recherche et d’ouverture des travaux d’un gîte géothermique basse température (inférieure à 150°C) correspondant à la nappe alluviale quaternaire de la Plaine du Rhin dans un périmètre situé sur la commune de STRASBOURG, dans le département du Bas‐Rhin. La situation générale du projet est présentée en Figure 1. La zone d’emplacement des puits est indiquée en Figure 2. Le terrain, implanté rue de la Nuée Bleue à proximité du centre historique de STRASBOURG, appartient à L’Eurométropole. Il sera acheté par VINCI IMMOBILIER DEVELOPPEMENT HOTELIER en décembre 2015.

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Figure 1 : Localisation du projet (Source : Scan 25 ‐ IGN)

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Figure 2 : Implantations prévisionnelles des puits sur plan masse (Source : CEREC ingénierie – 29 juin 2015)

Puits de captage

Puits de rejet

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2. Présentation du projet

2.1. Renseignement sur le demandeur

2.1.1. Qualité du Maître d’Ouvrage

Le demandeur est le Maître d’Ouvrage VINCI IMMOBILIER DEVELOPPEMENT HOTELIER, filiale du groupe VINCI.

• Adresse du siège social : 59 rue Yves Kermen 92 100 Boulogne Billancourt.

• Forme juridique : S.A.S. Pour le présent dossier, VINCI IMMOBILIER DEVELOPPEMENT HOTELIER est représenté par M. GUERMONPREZ. Description des activités :

• Opérations immobilières et toutes opérations de marchands de biens.

2.1.2. Capacités techniques et financières du Maître d’Ouvrage

2.1.2.1. Capacités financières

Le capital social de VINCI IMMOBILIER DEVELOPPEMENT HOTELIER est de 50 015 €. Les capacités financières du Maître d’Ouvrage lui permettent de faire face à des travaux de réparation, voire d’assurer la mise en sécurité des ouvrages, si nécessaire, en cas d’abandon des forages.

2.1.2.2. Capacités techniques

Vinci Immobilier a confié le suivi hydrogéologique et technique de la réalisation des travaux de forages à Antea Group qui dispose d’hydrogéologues ayant une expérience reconnue de ce type de doublets géothermiques sur nappe alluviale.

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2.2. Références réglementaires

Vinci Immobilier s’engage à exploiter le doublet géothermique dans le respect de la réglementation en vigueur.

2.2.1. Contexte législatif et réglementaire

L’objectif du projet étant la récupération de chaleur souterraine, assimilée à une substance minérale qualifiée de "gîte géothermique", le cadre règlementaire qui s’applique est le Code Minier (articles L112‐1 et L112‐2). Le titre I, chapitre II du Code Minier intitulé "Les gîtes géothermiques" s’applique pour tous les aquifères dès lors que le prélèvement thermique et la profondeur de gisement dépassent un certain seuil. Il faut retenir des articles L124‐4, L124‐5, L124‐6, L134‐4, L134‐5, L134‐6, L134‐8, L134‐9, L142‐11 et L142‐15 du Code Minier que :

- Tous les travaux de forage en vue de la recherche de gîtes géothermiques sont soumis à autorisation accordée par arrêté préfectoral après enquête publique.

- En cas de succès de la recherche, l’exploitation du gîte ne peut avoir lieu qu’en vertu d’un permis d’exploitation accordé par le Préfet. Le titulaire de l’autorisation de recherche peut seul obtenir un permis d’exploitation qui englobe les emplacements des forages autorisés ou qui est situé en totalité ou en partie à l’intérieur du périmètre de l’autorisation.

- Le permis d’exploitation, d’une durée maximale de trente ans, confère un droit exclusif d’exploitation dans un volume déterminé (un périmètre et deux profondeurs : toit et mur du réservoir).

- Un périmètre de protection de l'exploitation géothermique peut être délimité dans l’arrêté d’autorisation de travaux ou dans le permis d’exploiter.

Les modalités administratives de demande d’autorisation de recherche, de permis d’exploitation ou de prolongation de permis sont décrites dans le Décret n°78‐498 du 28 mars 1978 version consolidée au 22 juin 2015.

2.2.2. Durée de l’autorisation de recherche

Conformément à la législation en vigueur, la demande d’autorisation de recherche est un titre minier conférant un droit de recherche exclusif durant 3 ans.

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2.3. Justification du projet

Les atouts de la géothermie dans ce contexte sont les suivants :

• une énergie renouvelable et non polluante qui n’émet pas directement de gaz à effet de serre dans l’atmosphère et qui contribue donc à l’amélioration de la qualité de l’air à STRASBOURG,

• une énergie disponible toute l’année et indépendante des conditions climatiques,

• une énergie garantie et maîtrisée, faisant intervenir des technologies éprouvées par de nombreux projets de ce type réalisés en plaine alluviale d’Alsace depuis une trentaine d’années,

• une énergie économique où les investissements sont amortis par des coûts d’exploitation et d’approvisionnement faibles et maîtrisés sur le long terme, et dont le prix est peu soumis aux évolutions de prix des énergies traditionnelles.

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2.4. Budget et financement de l’opération

2.4.1. Coûts d’investissements et d’exploitation

2.4.1.1. Budget des travaux de forages

Les coûts d’investissement pour les forages sont précisés dans le tableau suivant.

Opération Coût estimatif

euros H.T.

Amenée de la machine et des installations de chantier. Mise en station et repli.

8 000

Foration à 50 mètres de profondeur en Ø 1 200 mm puis 1 000 mm 25 000

Équipement en INOX DN 600 mm, gravillonnage, cimentation 56 000

Développement ‐ Pompage d'essai (70 h + 4 h) 14 000

Avant‐puits DN 2000 mm 5 000

Coût total forage d’exploitation 108 000 € H.T.

Transfert de la machine et des installations de chantier. Mise en station et repli

4 000

Foration à 21 mètres de profondeur en Ø 1 200 mm 10 000

Équipement en INOX DN 800 mm, gravillonnage, cimentation 28 000

Développement ‐ Pompage d'essai (50h + 4 h) 10 000

Essai en injection (24 h) 3 000

Avant‐puits DN 2000 mm 5 000

Coût total forage d’injection 60 000 € H.T.

Coût du doublet de forages 168 000 € HT

Tableau 1 : Détail des coûts d’investissements du doublet de forages

2.4.1.2. Budget des installations de surface

Le coût total des installations de surface (liaison des forages à la chaufferie existante et réalisation de la chaufferie) atteint 250 000 € HT à la date du 30 octobre 2015.

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2.4.1.3. Estimation des coûts d’exploitation

Le coût annuel de l’exploitation de l’installation géothermique est estimé à 46 800 € HT. Le détail des postes est présenté dans le tableau ci‐dessous.

Coûts Chaud en € H.T Froid en € H.T

Hiver 28 000 2 000

Eté 4 000 12 800

Tableau 2 : Détail des coûts d’exploitation de l’installation géothermique

2.4.2. Financement du projet et garanties

Vinci Immobilier a financé le projet de la manière suivante :

- Par financement à une société d’investissement futur propriétaires des murs, - A 100%.

2.5. Planning prévisionnel de démarrage

Les travaux de forages sont prévus en septembre 2016.

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3. Caractéristiques de l’installation thermique

3.1. Rappel du principe du doublet géothermique

La présente demande d’autorisation concerne la mise en place d’un doublet de forages géothermiques basse température sur eau de nappe pour l’alimentation de 3 pompes à chaleur (PAC). Une PAC est un système thermodynamique qui fonctionne entre deux sources : une source froide et une source chaude.

Figure 3 : Schéma de principe général d’une PAC sur nappe (Document ADEME/ARENE)

Elle permet de transférer de l'énergie d'un niveau à basse température vers un niveau à température plus élevée. Ce transfert se fait via un fluide caloporteur (ou fluide frigorigène) et consomme de l'énergie, mais l'énergie totale restituée par la PAC est supérieure à l'énergie fournie au système, ce qui permet donc une économie globale d'énergie primaire, ainsi qu'une diminution des émissions polluantes, à quantité égale d'énergie finale produite. La PAC utilise ainsi un des principes de la thermodynamique (principe de Carnot qui a établi l’équivalence du travail et de la chaleur).

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Ce principe consiste à transférer des calories de la source froide vers la source chaude, à un niveau de température supérieur. Le même principe permet aussi de transférer des frigories de la source chaude vers la source froide. La chaleur prélevée au niveau de l’environnement est captée par le fluide caloporteur (à faible point d’ébullition) au niveau de l’évaporateur. Le fluide change d’état et se transforme en vapeur. Le compresseur comprime cette vapeur, augmentant ainsi sa température. C’est au niveau du condenseur que la vapeur en se condensant transmet sa chaleur au milieu à chauffer. La température du fluide s’abaisse fortement le rendant prêt pour une nouvelle absorption de chaleur et le cycle peut recommencer.

Figure 4 : Principe de fonctionnement d’une PAC à compression (Document ADEME/ARENE)

Dans le cadre du projet, la production calorifique sera assurée par 3 pompes à chaleur basse température. Elles seront alimentées en eau de nappe et implantées en local technique sous station en sous‐sol. En période estivale, les PAC seront exploitées en mode groupe de froid pour assurer le rafraichissement des bâtiments, avec récupération d’énergie aux condenseurs pour les besoins de post‐chauffe.

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3.2. Débit calorifique dont l’extraction est envisagée

Un débit maximal de 140 m3/h, avec un débit moyen annuel de 65 m3/h est envisagé. Pour une température en tête de puits de production de 12 °C et pour une température minimale de réinjection de 6 °C, le débit calorifique maximal est ainsi de :

• 140 x (12 ‐ 6) = 840 thermies/heure soit 0,98 MW

3.3. Perspectives d’utilisation des thermies extraites

Les thermies extraites serviront à alimenter les locaux de l’hôtel ou équivalents logements en chaleur et en eau chaude sanitaire. L’énergie géothermale produite annuellement devrait être de :

• 1 200 MWh, fournissant 75% de la consommation énergétique annuelle.

3.4. Description de l’installation thermique projeté

En fin de travaux, l’installation projetée sera constituée de : deux forages dans les alluvions du Rhin, profonds de 50 m (captage) et 21 m (rejet),

réalisés par havage avec soutènement provisoire, pour y installer dans chacun un équipement en inox, l'un pour capter l'eau souterraine, l'autre pour la réinjecter en nappe.

Le forage de captage constituera le point de prélèvement d'eau situé au début du réseau primaire ouvert (ou en eau perdue), le forage de rejet constituant le point final du même réseau. Chaque tête de forage sera protégée dans un avant‐puits busé équipé de regards de visite.

deux pompes d'exploitation, de débit nominal 140 m3/h, une en secours de l’autre.

d’une sous‐station de chauffage/climatisation, dans un local technique en sous‐sol, comprenant :

‐ 1 échangeur à plaque isolant l’eau de nappe du réseau pompe à chaleur en inox ; ‐ 3 pompes à chaleur eau / eau avec fluide R410a, équipées de deux circuits

frigorifiques (charge 31,2 kg par unité), de 4 compresseurs à vis, d’une puissance chaud d’environ 290 kW et de 290 kW en froid ;

‐ les automates de régulations.

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Les échangeurs (évaporateurs et condenseurs) seront réalisés en matériaux résistant à la corrosion (tubes en inox ou en cuivre). Les PAC ont été dimensionnées sur les besoins de chauffage et climatisation des bâtiments. La production d’eau chaude sanitaire (ECS) est assurée par 3 chaudières gaz à condensation. On note qu’à aucun moment l’eau souterraine ne peut être en contact direct avec le fluide frigorigène puisqu’une boucle intermédiaire assure les échanges thermiques dans les locaux techniques du sous‐sol. Le schéma de principe des réseaux de chauffage est présenté en Figure 5. Température de l'eau rejetée : En période de chauffage, la température de l'eau rejetée dans les eaux souterraines sera au minimum de 5 °C pour une température de nappe de 13 °C. En période de rafraîchissement, la température de l'eau rejetée dans les eaux souterraines sera au maximum de 18 °C pour une température de nappe de 13 °C.

Puissance électrique : La puissance électrique absorbée sera de 76,2 kW par groupe, soit 228,6 kW au total.

Type et quantité de fluide frigorigène : Le fluide utilisé sera de type HFC R410a ; la quantité de fluide utilisée sera de 3 x 31,2 kg = 93,6 kg environ.

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Figure 5 : Schéma de principe des réseaux de chauffage (Document : BET CEREC INGENIERIE)

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4. Description des travaux de forages

4.1. Plateformes de forages

Au droit des 2 sondages, la plate‐forme de chantier d’environ 100 à 150 m² sera constituée d’un géotextile recouvert de graviers ou de résidus de carrière. Elles seront retirées en fin de chantier. L’entreprise de forage installera, à titre préventif, ses engins à moteur sur une aire étanche, constituée soit d'un bac de rétention, soit d'un film étanche à bords relevés avec une couche de sable de 10 cm d'épaisseur ou un géotextile absorbant. De plus, l'entreprise disposera sur le chantier de produits absorbants d'hydrocarbures sous forme de granulés. Le stockage d'hydrocarbures sur le chantier sera interdit en dehors des réservoirs qui équipent et seront destinés à assurer le fonctionnement de la sondeuse et des engins de chantier. Le stockage de tout autre produit susceptible de polluer les eaux souterraines ne sera toléré que pour de très petites quantités strictement nécessaires à la réalisation journalière des travaux.

4.2. Technique de forage

La technique de forage retenue est celle du havage et louvoiement. Il s’agit d’un forage par curage, le louvoiement intervenant pour faciliter la descente des tubes de soutènement provisoires. La foration sera réalisée au moyen d’une benne circulaire munie de coquilles ouvertes qui percutent le sol comme un trépan ; elle remonte les déblais, coquilles fermées (cf. photo ci‐contre). La benne sera manœuvrée au moyen d’une grue sur chenilles.

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Parallèlement à l’extraction des déblais, le forage sera tubé avec des éléments de tubes à verrouillage rapide, qui à mesure du havage, sont enfoncés par un mouvement de louvoiement. La louvoyeuse est constituée de puissants vérins exerçant des couples alternatifs et une poussée sur un tubage de soutènement muni d'une couronne tranchante à sa base. Le tubage de soutènement est vidé progressivement à la benne ou à la soupape. Plusieurs tubes de soutènement seront télescopés afin de limiter les surfaces de frottement sur les tubes d'un même diamètre. Après la mise en place de l’équipement de captage, l’espace annulaire entre les tubages et les tubes de soutènement sera comblé par du gravier filtre, puis par une cimentation de tête afin d’isoler et protéger l'aquifère capté des infiltrations de surface. Au cours de ces phases de comblement, les tubes de soutènement seront progressivement retirés. Cette technique est particulièrement adaptée au forage de formations meubles tels les alluvions sablo‐graveleuses de la plaine du Rhin. Elle permet une exécution rapide à faible ou moyenne profondeur sans aménagement spécifique ni fluide de forage et donc d’incidence sur la qualité des eaux souterraines.

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4.3. Coupes techniques prévisionnelles des puits

Les descriptifs présentés ci‐dessous sont établis sur la base d’ouvrages réalisés selon la méthode de forage par havage, avec pose de tubes de soutènement provisoires.

4.3.1. Puits de captage

Afin de limiter le recyclage thermique entre les deux ouvrages, en cohérence avec la modélisation (cf. §6) la coupe prévisionnelle du puits de captage est la suivante :

Un forage de captage de 50 mètres de profondeur équipé de tubage en acier inoxydable AISI 304L décapé et passivé se décomposant comme suit (cf. Figure 6) :

‐ tubage de diamètre DN600 mm permettant la mise en place des deux pompes immergées, formant une chambre de pompage de ‐2 à ‐37 mètres de profondeur,

‐ tubage DN600 mm, crépiné sur une hauteur de 12 m entre ‐37 et ‐49 mètres de profondeur. Les crépines présenteront des ouvertures de 2 mm avec un pourcentage minimum d'ouvertures de 10 %,

‐ tube décanteur DN600 mm de ‐49 à ‐50 mètres de profondeur avec fond plein. En cas de présence de niveaux argileux et/ou sableux vers 30‐35 m de profondeur, l’ouvrage sera crépiné sous ces horizons.

L'annulaire entre la colonne inox et la paroi du trou foré sera comblé progressivement de la base vers le sommet de la façon suivante :

gravillons calibrés (4‐8 mm) siliceux, du fond de l'ouvrage jusqu'à 36 m de profondeur (simultanément remontée du tube de soutènement provisoire) ;

bouchon d’étanchéité de 1 m (sobranite), au‐dessus du massif de graviers, cimentation du tube plein au‐dessus du massif filtrant et du bouchon d'argile (classes XA1 ou XF1 selon la norme NF EN 206‐1 avec transport effectué dans un camion toupie) jusqu'à 2,5 m de profondeur par passes successives de hauteur (simultanément remontée du tube de soutènement provisoire) ;

cimentation de finition du tube plein supérieur en tête d'ouvrage. Le massif filtrant est posé au droit des tubages crépinés. Son rôle est de stabiliser les formations recoupées et, ce faisant, de limiter les arrivées de particules fines. Le bouchon d’argile et la cimentation protègent le niveau capté d’infiltrations d’eau de surface éventuellement polluées.

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Figure 6 : Coupe géologique et technique prévisionnelle du puits de captage

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4.3.2. Puits de rejet

La coupe prévisionnelle du puits de rejet est la suivante :

Un forage de rejet monolithique de 21 mètres de profondeur équipé d'une colonne en acier inoxydable passivé AISI 304L comme suit (cf. Figure 7) :

‐ tubage DN800 mm, plein de ‐1,5 à ‐6 mètres de profondeur,

‐ tubage DN800 mm, crépiné sur 14 m entre ‐6 et ‐20 mètres de profondeur. Les crépines présenteront des ouvertures de 2 mm avec un pourcentage minimum d'ouvertures de 10 %,

‐ tube décanteur DN800 mm de ‐20 à ‐21 mètres de profondeur avec fond plein. L'annulaire entre la colonne inox et la paroi du trou foré sera comblé progressivement de la base vers le sommet de la façon suivante :

gravillons calibrés siliceux (4‐8 ou 8‐16 mm en fonction de la granulométrie des terrains), du fond de l'ouvrage jusqu'à 5 m de profondeur (simultanément remontée du tube de soutènement provisoire) ;

bouchon d’étanchéité de 1 m (sobranite), au‐dessus du massif de graviers, cimentation du tube plein au‐dessus du massif filtrant et du bouchon d'argile (classes XA1 ou XF1 selon la norme NF EN 206‐1 avec transport effectué dans un camion toupie) jusqu'au fond de l’avant‐puits (simultanément remontée du tube de soutènement provisoire) ;

cimentation de finition du tube plein supérieur en tête d'ouvrage. Les coupes techniques prévisionnelles des ouvrages en Figures 6 et 7 représentent une configuration "moyenne envisageable" pour l'équipement des forages. La cote altimétrique du terrain a été considérée égale à + 141,3 m IGN 69 au droit des 2 ouvrages. La coupe géologique correspond à celle du puits de captage 272‐3X‐1685/CPT implanté à environ 225 m à l’Ouest du projet (cf. Figure 12). Ces caractéristiques techniques sont données à titre indicatif et devront être ajustées lors de la réalisation des travaux en fonction de la coupe géologique observée lors de la foration de l’ouvrage de captage, puis des ouvrages de rejet. Elles devront être également recalées en fonction de la cote altimétrique finale des terrains au niveau des puits.

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Figure 7 : Coupe géologique et technique prévisionnelle du puits de rejet

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4.3.3. Avant‐puits

Chaque forage sera protégé par un local technique enterré constitué par :

- un radier en béton d'épaisseur minimale 200 mm, ancré dans la cimentation de l'ouvrage ;

- des anneaux béton préfabriqués ancrés dans le radier et cimentés à joints étanches ;

- une dalle haute en béton d'épaisseur minimale 200 mm liée à l’anneau supérieur par une cimentation étanche. Elle sera équipée de deux trous d’homme, l’un en diamètre 600 mm minimum avec capot regard étanche permettant l'accès dans l'avant‐puits, l’autre en diamètre 800 mm minimum avec un regard en fonte à l’aplomb de la colonne d’équipement pour de futures opérations de maintenance.

Une échelle métallique avec crosse escamotable sera placée au droit du regard de visite et ancrée dans les anneaux constituant l'avant‐puits. Ces structures seront étanches et permettront d'assurer la protection de la nappe vis‐à‐vis du risque d'infiltration d'eau superficielle au niveau des forages.

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5. Méthodes d’exploitation envisagées

Le Maître d’Ouvrage confiera le suivi et la maintenance des installations géothermales à une société spécialisée et reconnue dans le domaine.

5.1. Installations

Dans la chaufferie, la capacité des échangeurs, de la pompe de réinjection, des variateurs de fréquence seront adaptés au débit maximal qui sera défini à la fin des pompages d’essai réalisés sur le puits de captage en phase chantier (rabattements en fonction du débit). Le puits de production sera équipé de 2 groupes électropompes immergés.

5.2. Suivi technique de l’exploitation

Des contrôles périodiques seront assurés par une société spécialisée. Ces contrôles ont pour but de déceler toute menace de corrosion et d’y remédier, en particulier les corrosions ponctuelles apparaissant sous dépôts, sous action de bactéries sulfato‐réductrices (pouvant aboutir à un percement localisé des tubages par piqûres). Les mesures, les contrôles et les analyses seront conformes aux spécifications du permis d’exploitation, et comprendront notamment :

• une vérification au moins une fois par an des appareils de mesure de débit, de température, de pression et d’énergie thermique par un organisme qualifié ;

• un relevé mensuel du débit, de la température, et de la pression sur chaque forage consigné dans un registre dans lequel apparaissent également les interventions telles que les nettoyages de filtre, les contrôles particuliers et incidents survenus sur l’installation ainsi que les dates et les résultats des vérifications des appareils de mesure ;

• une analyse de l’importance de la corrosion éventuelle ainsi que de la qualité et de la quantité des dépôts solides formés dans les installations de surface du circuit géothermal à l’occasion des opérations d’entretien ou de réparation (estimation des quantités déposées sur une période rapportée à un an) ;

• un contrôle de sécurité de l’ensemble des installations électriques du circuit géothermal une fois par an par un organisme agréé.

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Un suivi annuel des puits sera également mis en place afin de vérifier et prévenir leur vieillissement :

- contrôle de la profondeur des ouvrages tous les ans ;

- contrôle des caractéristiques hydrauliques des puits (notamment de la capacité d’infiltration du puits d’injection), avec mise en œuvre d’un pompage par palier d’une heure avec pompes en place, suivi des niveaux dans les ouvrages, interprétation des résultats et comparaison avec les résultats antérieurs ;

- prélèvement d’eau pour analyses en laboratoire du fer total et dissous, du manganèse total et dissous, de la turbidité, des matières en suspension (MES), des sulfures, des paramètres chimiques majeurs (Ca2+, Mg2+, Na+, K+ , NH4

+, NO3‐,

HCO3‐, Cl‐, SO4

2‐), du titre hydrotimétrique (TH), du titre alcalimétrique (TA) du titre alcalimétrique complet (TAC), essai au marbre, des algues, des bactéries ferrugineuses, sulfato‐réductrices ainsi que thiosulfato‐réductrices ;

- mesures in‐situ des paramètres physico‐chimiques (pH, Eh, conductivité, oxygène dissous) ;

- analyse bactériologique (ferrobactéries, BSR, BTR) des matières en suspension ou dépôts éventuellement présents dans les éléments de la boucle de surface comme les filtres ou échangeurs ;

- éventuellement, écrémage des eaux stagnantes dans la partie haute de la chambre de pompage des puits d’exploitation ;

- inspection par caméra vidéo après 1 an de fonctionnement.

Ce suivi aura pour but de définir des consignes d’exploitation et d’entretien (débit de production maximal, minimal, température et pression d’injection, injection éventuelle de produits anticorrosion/anti‐dépôt, régénération des puits).

En complément à ce suivi annuel, un contrôle tous les trois ans par caméra vidéo permettra de constater l'absence de détérioration de la structure des puits et d'observer le développement éventuel de dépôts de paroi et le vieillissement naturel des ouvrages. Enfin, toutes anomalies et tous les retours d'information venant des ouvrages, outre les signaux de fonctionnement ou d'arrêt des pompes, sont à prendre en compte et devront être consignés.

Des opérations de nettoyage des forages (avec éventuellement développements complémentaires) sont à prévoir et anticiper. La fréquence de ces travaux sera à adapter en fonction des observations effectuées. Un accès aisé aux forages sera conservé pendant toute la durée d’exploitation des ouvrages. Le Tableau 3 présente la synthèse des contrôles prévus en phase d’exploitation du doublet ainsi que leur fréquence.

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Contrôle Fréquence

Débits, pressions, températures et quantités d’énergie produite

Relevé mensuel Synthèse trimestrielle des moyennes mensuelles et des valeurs significatives

Paramètres hydrodynamiques et caractéristiques électriques de fonctionnement des pompes

Trimestrielle (contrôle et synthèse)

Estimation de la cinétique des phénomènes de corrosion/dépôt de la partie boucle de surface

Tous les 6 mois

Contrôle de la profondeur des 2 puits Tous les ans

Contrôle des caractéristiques hydrauliques des 2 puits

Tous les ans

Paramètres électrochimiques et analyses physico‐chimiques et bactériologiques de l’eau des 2 puits

Tous les ans

Contrôle des équipements électriques Tous les ans

Contrôles par caméra vidéo des tubages sur toute leur longueur

Au bout de 1 an de fonctionnement puis tous les 3 ans et à l’issue de chaque opération régénération

Vérification des appareils de mesure de débit, de température, de pression et d’énergie thermique par un organisme qualifié

Tous les ans

Tableau 3 : Synthèse des contrôles effectués en phase d’exploitation et de leur fréquence

5.3. Modifications

Toute modification de la boucle géothermale sera portée à la connaissance de la DREAL, préalablement aux travaux prévus.

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6. Evaluation des interactions du doublet envisagé avec les exploitations de gîte géothermique

voisines

Le gite géothermique basse température concerné par le projet est le siège des alluvions rhénanes.

6.1. Principe de fonctionnement

Le dispositif projeté est un doublet de forages pour lequel les deux puits reçoivent une affectation hydraulique fixe. L’un des deux est destiné au pompage de l’eau dans la nappe, le second à la réinjection d’eau refroidie ou réchauffée en fonction du régime d’exploitation de l’installation. Les frigories/calories injectées créent une zone froide/chaude d’extension croissante autour du forage de rejet. Cette perturbation thermique peut parvenir au forage de production après un temps de fonctionnement (date de percée) plus ou moins long. En fonction de la vitesse de l’écoulement régional de la nappe et de l’orientation de l’axe du doublet par rapport à cet écoulement, le recyclage peut être total, partiel ou nul. L’ampleur du recyclage conditionne la faisabilité du projet. Les interactions avec les forages/rejets de PAC existantes conditionnent aussi cette faisabilité.

6.2. Calculs thermiques et hydrodynamiques

6.2.1. Caractéristiques prévisionnelles du doublet

L’implantation prévisionnelle des ouvrages retenue (cf. Figure 2) impose une distance horizontale d’environ 60 m entre le puits de captage et le puits de rejet. Dans cette configuration, l’axe joignant les forages (exploitation injection) est quasiment parallèle à la direction d’écoulement de la nappe.

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L’ouvrage de captage sera crépiné entre ‐37 et ‐49 m, dans la nappe inférieure de l’aquifère alluvial, et le puits de rejet entre ‐6 et ‐20 m, dans la nappe superficielle (cf. 4.3). Les zones de captage et de réinjection sont séparées par un niveau semi‐perméable.

6.2.2. Principes de calcul – Maillage retenu

Compte tenu de la configuration du dispositif de captage/rejet, l’étude de faisabilité thermique (évaluation du recyclage) et de l’incidence du dispositif sur les eaux souterraines a nécessité la mise en œuvre d’un modèle hydrodynamique maillé. L’étude de l’impact du projet sur les eaux souterraines intègre à la fois les aspects thermiques (incidence sur les forages des tiers) et les aspects piézométriques (remontée au voisinage du futur puits de rejet). L’outil mis en œuvre est le logiciel MARTHE, standard français développé par le BRGM. Il s’agit d’un modèle aux différences finies qui permet, en plus de l’hydrodynamique, de simuler le transfert de chaleur en intégrant les échanges thermiques entre l’eau et la matrice de l’aquifère. Afin de prendre en compte l’aspect tridimensionnel du problème, c’est un maillage multicouche qui a été mis en œuvre. Il est constitué de 21 couches simulant l’épaisseur totale de l’aquifère (environ 70 m dans le secteur). Leur épaisseur est de 2,4 à 5 mètres pour les parties perméables de l’aquifère, et de l’ordre de 1 mètre pour les horizons localisés entre 24 et 32 mètres de profondeur, de manière à pouvoir intégrer assez finement le gradient vertical de température entre les parties supérieure et inférieure de l’aquifère. En plan (directions X et Y), la taille des mailles est de 20 x 20 mètres. Le maillage comporte 150 lignes et 150 colonnes pour le maillage principal. Pour augmenter la discrétisation au niveau du projet, un maillage gigogne de taille 4 x 4 m a été introduit sur 25 lignes et 25 colonnes du maillage principal. Le maillage comporte ainsi 37 500 mailles par couche, soit 787 500 mailles au total. Le domaine modélisé couvre une superficie de 3 km x 3 km. Le dispositif est placé au centre du maillage et le maillage gigogne englobe aussi la PAC et le projet de parking de l’ilot Noyer, ainsi que la PAC des DNA. Le modèle intègre par ailleurs les principaux forages pour PAC identifiés dans un rayon de 700 m autour du projet (cf. 7.2.6.5). L’implantation de la paroi moulée du projet de parking souterrain de l’ilot Noyer a également été prise en compte. Actuellement, le projet d’un deuxième rejet au niveau de l’ilot Noyer, situé près du quai Kellermann est abandonné et ne sera pas pris en compte dans les simulations.

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En profondeur, le parking souterrain est limité par une dalle béton (vers 10 mètres de profondeur correspondant à la limite de la première couche du modèle), et ceinturé par une paroi moulée profonde de 15 mètres (correspondant à la base de la deuxième couche). Les conditions aux limites (potentiels imposés sur les 4 côtés dans toutes les couches) permettent de reproduire la piézométrie moyenne de la nappe (état 2009 établi par l’APRONA, correspondant à une situation de moyennes eaux), avec un gradient d’écoulement d’environ 0,5 ‰ et un niveau statique de 135,7 m NGF au droit du dispositif.

6.2.3. Paramètres hydrauliques

Les caractéristiques de l’aquifère sont tirées de données bibliographiques dans le secteur d’étude :

‐ Perméabilité horizontale de la partie supérieure de l’aquifère (couches 1 à 6) : KH = 1.10

‐2 m/s ;

‐ Perméabilité horizontale de la partie inférieure de l’aquifère (couches 9 à 21) : KH = 2.10

‐3 m/s ;

‐ Perméabilité horizontale du niveau semi‐perméable épais d’environ 2,2 m : KH = 1.10‐5 m/s ;

‐ Perméabilité nulle au niveau du projet de parking de l’ilot Noyer (couche 1 du modèle) et le prolongement en profondeur de la paroi a été pris en compte sous forme de liaisons étanches au niveau des mailles correspondantes (couche 2 du modèle) ;

‐ Absence d’anisotropie pour toutes les couches (KH / KV = 1), ce qui est sécuritaire, l’anisotropie verticale étant généralement inférieure à celle horizontale ;

‐ Porosité cinématique : 7 % ;

‐ Coefficient d’emmagasinement : 7 %.

6.2.4. Paramètres thermiques

‐ Température moyenne de la nappe : T0 = 13 °C ;

‐ Conductivité thermique des alluvions : 1,5 W/m/deg ;

‐ Conductivité thermique de l’eau : 0,6 W/m/deg ;

‐ Chaleur spécifique des alluvions : 2.106 J/kg/deg ;

‐ Chaleur spécifique de l’eau : 4185 J/kg/deg ;

‐ Dispersivité thermique longitudinale : 30 m ;

‐ Dispersivité thermique transversale : 3 m ;

‐ Coefficient de retard : 1,67.

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6.2.5. Paramètres d’exploitation

Les paramètres d’exploitation de la future PAC rue de la Nuée Bleue sont tirés des données fournies par CEREC Ingénierie le 29/06/2015 :

Mois Débit maximal

(m3/h) Durée de

pompage (h) Volume prélevé

(m3) Débit moyen

(m3/h) DT (°C)

Janvier 100 720 47500 66 ‐8 Février 100 720 47500 66 ‐8 Mars 100 650 42500 65 ‐8 Avril 100 650 42500 65 ‐8 Mai 140 550 40000 73 +5 Juin 140 650 45000 69 +5 Juillet 140 740 50000 68 +5 Août 140 740 50000 68 +5

Septembre 140 650 45000 69 +5 Octobre 100 650 42500 65 ‐8 Novembre 100 720 42500 59 ‐8 Décembre 100 720 47500 66 ‐8

Tableau 4 : Paramètres d’exploitation de la PAC (données fournies par CEREC Ingénierie)

Les prélèvements du captage sont réalisés dans les couches 14 à 17 de l’aquifère inférieur et le rejet est effectué dans les couches 1 à 4 de l’aquifère supérieur. Ces valeurs sont entrées dans le modèle pour chaque pas de temps mensuel. Le modèle intègre aussi les pompages et rejets (débits moyens) des autres PAC inventoriées dans l’emprise du modèle (cf. Tableau 12 et Figure 18). Il intègre aussi de manière plus précise les paramètres d’exploitation des PAC les plus proches du projet pour lesquelles Antea Group possède des données ; à savoir la PAC de l’ilot Noyer d’indice BSS 272‐3X‐1685 et 272‐3X‐1686 (cf. Tableau 5), et celle appartenant aux DNA d’indice BSS 272‐3X‐402 et 272‐3X‐401 (cf. Tableau 6). La PAC du Sofitel n’a pas pu être prise en compte car les données collectées semblent incohérentes. Avec le débit de 50 m3/h qui nous a été communiqué, le recyclage interne du dispositif serait a priori excessif car les rejets se font en amont du forage de production, qui capte des horizons à peine plus profonds que ceux dans lesquels s’effectuent les rejets (avec un delta de température de +/‐ 5°C).

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Mois Débit maximal

(m3/h) Durée de

pompage (h) Volume

prélevé (m3) Débit moyen

(m3/h) DT (°C)

Janvier 114 744 48995 66 ‐0,9 Février 113 672 44036 66 ‐0,3 Mars 112 744 56149 75 +1,1 Avril 101 720 62006 86 +2,3 Mai 117 744 67710 91 +2,9 Juin 127 720 72084 100 +4 Juillet 125 744 73621 99 +4 Août 109 720 71665 96 +3,6

Septembre 117 744 70308 98 +3,1 Octobre 116 744 62733 84 +2,3 Novembre 116 720 48120 67 +0,4 Décembre 116 744 49364 66 ‐1,2

Tableau 5 : Fonctionnement de la PAC des DNA (données fournies par les DNA)

Le captage de l’ilot Noyer pompe à un débit moyen de 120 m3/h et rejette l’eau prélevée dans la partie supérieure de l’aquifère aux températures suivantes :

Mois DT (°C)

Janvier ‐5Février ‐5Mars ‐5Avril ‐5Mai +5Juin +5Juillet +5Août +5Septembre +5Octobre ‐5Novembre ‐5Décembre ‐5

Tableau 6 : Fonctionnement de la PAC de l’ilot Noyer (données fournies par CEREC Ingénierie)

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6.3. Impact piézométrique du doublet de forages

La modélisation a été réalisée en régime permanent en intégrant les débits maximaux au droit du projet et au niveau des forages des DNA qui sont respectivement de 140 et de 127 m3/h. L’impact piézométrique du projet sur les tiers est faible puisque le rehaussement de la nappe devient inférieur à 3 cm à une distance de 60 m autour du projet du puits de rejet. Le rehaussement de la nappe au droit du forage de rejet est de l’ordre de 25 cm. En ce qui concerne le niveau dans le forage de rejet, à cette valeur se rajoutent les pertes de charges dans l’ouvrage, qui dépendent du débit. Pour un ouvrage neuf et au débit prévu, elles peuvent atteindre quelques décimètres mais peuvent augmenter si l’ouvrage se colmate. En l’absence de pompage d’essai au droit ou à proximité immédiate du site, ces valeurs sont des ordres de grandeur donnés à titre indicatif. Les observations qui seraient faites lors de la réalisation du puits d’exploitation (lithologie, paramètres hydrodynamiques tirés de l’interprétation d’un pompage d’essai) permettraient de valider ces calculs hydrodynamiques.

6.4. Recyclage thermique du projet de PAC

6.4.1. Principe des simulations

Les simulations ont été réalisées en régime transitoire. L’exploitation est modélisée sur 5 ans de fonctionnement, en supposant un pompage/rejet aux débits moyens en continu. Dans cette partie, seul le fonctionnement en chaud/froid du projet est intégré afin de quantifier l’évolution de température au niveau du forage de captage susceptible d’être provoqué par le recyclage d’une partie des eaux réinjectée dans le puits de rejet vers le captage. Sur le plan thermique, les simulations sont réalisées de manière itérative. Un scénario initial consistant à rejeter une eau à 18 °C (eau captée à 13 °C, réchauffée avec un ∆t de 5 °C) en période de climatisation et une eau à 5°C (refroidie avec un ∆t de 8°C) en période de chauffage permet un premier calcul, pour chaque pas de temps, de la température de l’eau pompée. En période de chauffage, cette température diminue progressivement en raison du recyclage d’une partie des eaux rejetées. Des itérations successives sont réalisées en rectifiant à chaque fois la température de l’eau rejetée (température de l’eau pompée, calculée pour chaque pas de temps à l’itération précédente, augmentée de 5°C ou abaissée de 8 °C selon le cycle chaud / froid), jusqu’à stabilisation des températures calculées.

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6.4.2. Résultats

L’hypothèse d’un horizon semi‐perméable à 1.10‐5 m/s suppose une isolation qui n’est que partielle entre les parties supérieure et inférieure de la nappe, ce qui est sécuritaire pour le fonctionnement du dispositif. En effet, la perméabilité de ce niveau peut localement être plus faible, ce qui renforce l’isolation entre les deux niveaux aquifères. La modélisation a ainsi été réalisée dans une situation défavorable, donc sécuritaire. Les résultats de la simulation montrent un impact très modéré sur les eaux du captage (cf. Figure 8). Elles ont tendance à se refroidir par rapport à l’état naturel de la nappe (13°C) puisque le delta de température est plus important en période de chauffage (‐8°C) qu’en période de climatisation (+5°C) pour un débit de même ordre de grandeur :

‐ en fin de cycle de chauffage (se traduisant par un rejet « froid »), la température de l’eau sur le captage aura baissé de moins de 0,5°C ;

‐ en fin de cycle de climatisation (se traduisant par un rejet « chaud »), la température de l’eau au niveau du captage aura augmenté mais restera très légèrement inférieure à la température naturelle de la nappe (moins de 0,2 °C).

Figure 8 : Evolution des températures de l’eau pompée et de l’eau rejetée au droit du projet (après 5 ans de fonctionnement)

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6.5. Interaction thermique entre les PAC voisines du projet

6.5.1. Principe des simulations

Afin d’évaluer l’interaction thermique entre le projet et les ouvrages les plus proches, des simulations en régime transitoire ont été réalisées en intégrant le fonctionnement chaud/froid des autres PAC situées à proximité du secteur d’étude (cf. Tableau 5 et Tableau 6). Les paramètres d’exploitations (débits moyens et delta de température) des PAC de l’ilot Noyer et des DNA sont intégrés dans le modèle à chaque pas de temps mensuel. Le fonctionnement thermique de la PAC du Sofitel constituée par un forage de captage et 3 rejets située à 175 mètres en amont hydraulique du projet de PAC n’est pas pris en compte en raison de l’incohérence des données fournies. Ces dernières provoquent la divergence du modèle (recyclage interne excessif entre les rejets et le captage du Sofitel). Deux jeux de simulations ont été réalisés sur 10 ans de manière itérative jusqu’à stabilisation de la température au niveau des ouvrages de rejet :

- le premier correspondant à une situation actuelle (sans le projet de PAC rue de la Nuée Bleue), à titre de référence (« état initial ») ;

- le deuxième dans la situation future (en intégrant le projet de PAC). Leur différence permet de quantifier le delta de température aux ouvrages de captage des PAC voisines (impact du projet sur les tiers). Réciproquement, l’analyse de la simulation dans la situation future permet d’évaluer l’impact thermique des ouvrages existants sur le fonctionnement du projet de PAC de la Nuée Bleue.

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6.5.2. Résultats – Impact des PAC voisines sur le projet

Le projet de doublet de forage géothermique se situe en aval hydraulique des forages de l’ilot Noyer et à une centaine de mètres en amont des forages des DNA. L’analyse du fonctionnement de la PAC sur 10 ans montre une légère diminution de la température au puits de captage par rapport à la simulation précédente qui ne prenait en compte que le recyclage interne de l’ouvrage (cf. §6.4). Un abaissement moyen de 0,15°C est observé dès la quatrième et la cinquième année de fonctionnement par rapport à la température de l’eau prélevée au captage sans prendre en compte les PAC voisines. Ce delta de température correspond donc au recyclage des eaux refroidies par le fonctionnement des PAC voisines. Selon ce calcul, le recyclage dû aux ouvrages de l’ilot Noyer et des DNA est donc limité. En intégrant le recyclage interne du projet et le recyclage provenant des PAC de l’ilot Noyer et des DNA (cf. Figure 9) :

- La température moyenne de l’eau pompée se trouve à terme abaissée d’environ 0,5°C ;

- Elle varie environ de plus ou moins 0,1°C entre les cycles de climatisation et de chauffage.

Figure 9 : Température au projet de captage sur 10 ans en intégrant le fonctionnement des PAC voisines

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6.5.3. Résultats – Impact du projet sur les PAC voisines

La PAC de l’ilot Noyer étant située à environ 225 mètres en amont du projet de forages de la Nuée Bleue, la présence du doublet n’a aucun impact sur la PAC existante. L’impact sur la PAC des DNA reste limité, puisque la présence du doublet de forages de la Nuée Bleue abaisse la température au niveau du captage des DNA de moins de 0,3°C en moyenne et de moins de 0,35°C au maximum (cf. Figure 10). Cette différence de température reste négative puisque le projet de PAC de la Nuée Bleue refroidit plus l’eau de la nappe qu’il ne la réchauffe en raison d’un temps de fonctionnement et d’un delta de température plus important en hiver.

Figure 10 : Différence de température observée sur 10 ans au puits de captage des DNA (incidence du projet de la Nuée Bleue)

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7. Étude d’impact du projet sur l’environnement

7.1. Méthode d’évaluation des impacts

7.1.1. Méthode d'analyse de l'état initial

L’état initial est analysé sur la base d’une reconnaissance des lieux, de la consultation des collectivités et administrations concernées et de recherches bibliographiques. Les services administratifs consultés, ainsi que les données obtenues, sont consignés dans le Tableau 7. Les informations recueillies sont celles disponibles à la date de l’étude.

Services consultés Information obtenue

BRGM Données géologiques et hydrogéologiques (Banque de Données du sous‐sol : recensement des ouvrages déclarés dans l’aire d’étude)

ARS 67 Données hydrogéologiques : implantations, caractéristiques et périmètres de protection des captages d’alimentation en eau potable

Agence de l’eau Rhin‐Meuse Données hydrogéologiques : implantations et débits d’exploitation des captages d’eaux industrielles, agricoles et d’eau potable

DIREN Données sur les zones de protection naturelle : ZNIEFF, ZICO et autres périmètres d’intérêt écologique, données sur le débit des rivières

Eurométropole Données sur les exploitations géothermiques locales PPRI

Ville de Strasbourg PLU Plan cadastral

Textes législatifs et administratifs relevant du code permanent environnement et nuisances

Code Minier, Code de l’Environnement, Loi sur l’eau et décrets d’application

Visite du site, carte IGN Caractéristiques de l’environnement physique, naturel et humain : géomorphologie, accessibilité, paysage, faune, flore, urbanisation

Tableau 7 : Services administratifs consultés dans le cadre de l’étude d’impact

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7.1.2. Méthode d'évaluation des impacts

L’état initial étant établi, une évaluation des effets induits par le projet est conduite à partir :

• de l’analyse des effets connus pour des opérations semblables ou dans des milieux similaires ;

• de la consultation d’études existantes pour l’appréciation de certains risques ;

• de la mise en œuvre d’une modélisation hydrodynamique et thermique spécifique pour l’évaluation des impacts hydrogéologiques.

Pour chaque effet éventuel, on s’efforce de préciser son origine, son intensité, sa durée, son caractère temporaire ou permanent. Pour évaluer l’impact potentiel des effets répertoriés, produits par l’installation, on étudie ces effets sur l’ensemble des caractéristiques de l’environnement susceptibles d’être l’objet d’un impact, appelées milieux récepteurs. On détermine ainsi l’ensemble des milieux sur lesquels chaque effet a un impact et inversement on peut mettre en évidence les causes multiples de l’impact sur un milieu donné.

7.2. État initial

7.2.1. Site et paysages

Le projet se situe dans un contexte urbain et commercial au cœur de STRASBOURG. Le projet associe des nouvelles constructions au gabarit proche des immeubles voisins et des remaniements de ces derniers, à l'intérieur comme à l'extérieur.

7.2.2. Bruit, vibrations

Aucune étude générale portant sur les niveaux de bruits établis dans le secteur d’étude n’a été portée à notre connaissance. Rappelons que le projet, rue de la Nuée Bleue est situé dans un contexte urbain, en milieu résidentiel, au voisinage des voies du tramway et de voies de circulation moyennement fréquentées.

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7.2.3. Caractéristiques climatiques

Le climat alsacien présente des caractéristiques d’un climat semi‐continental avec toutefois des influences océaniques notables. La position topographique de la plaine d'Alsace (secteur encaissé par rapport à la Forêt Noire à l'Est et les Vosges à l'Ouest) joue un rôle déterminant dans la direction des vents et dans la distribution des précipitations. Dans le cadre de ce dossier de demande d’autorisation, ce volet est cité pour mémoire. Rappelons toutefois que ce type d’installation permet d’économiser les énergies fossiles tout en limitant les rejets de gaz à effet de serre.

7.2.4. Contexte géologique

D'un point de vue géologique, le sous‐sol au niveau de STRASBOURG est constitué par les alluvions du Rhin et de l’Ill composées par d'importants dépôts de graviers, galets et de sables, recouverts par des formations limoneuses d’épaisseur métrique à plurimétrique. Ces alluvions peuvent renfermer localement des intercalations de lentilles argileuses ou conglomératiques (alluvions dans une matrice sableuse indurée) d’extension et d’épaisseur variables. Le substratum marneux, d'âge oligocène, constitue la base imperméable de la nappe phréatique (cf. coupe ci‐dessous). D’après les cartes du substratum établies par le BRGM1, leur épaisseur totale serait de l’ordre de 70 à 80 mètres au droit du site étudié.

Les alluvions rhénanes peuvent être subdivisées en deux horizons, ces derniers étant habituellement délimités par un ou deux niveaux argileux ou sablo‐argileux, plus ou moins continus, correspondant aux périodes interglaciaires.

1 BRGM : Bureau de Recherches Géologiques et Minières.

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Dans l'agglomération strasbourgeoise, les deux horizons aquifères sont séparés par un niveau argileux rencontré entre 20 et 30 mètres de profondeur (en général entre les altitudes +110 et +125 mètres NGF IGN69). Place de la République, le niveau argileux a été rencontré :

- entre 20,3 et 23,7 m dans le puits PAC 272‐3X‐1012 du Théâtre National de Strasbourg (TNS) ;

- entre 16,4 et 18,4 m dans le puits PAC 272‐3X‐703 de la Préfecture ; - entre 25 et 26 m dans le puits PAC 272‐3X‐1136 du Palais du Rhin ; - vers 22 m dans deux sondages de reconnaissance situés aux deux extrémités Est

et Ouest de la place. A proximité de la place de la République, ce niveau argileux a été traversé dans les forages situés :

- Place des Halles, à moins de 20 m de profondeur sur une épaisseur de 1 m ;

- au Crédit Agricole, place de la Gare, à 25 m de profondeur sur une épaisseur de 1 m ;

- à l'Electricité de Strasbourg, rue du 22 Novembre, à une profondeur de 23 m sur une épaisseur de 0,5 m ;

- rue de la Division Leclerc, sur une épaisseur de près de 3 m vers 20 m de profondeur.

Par contre, d'autres ouvrages tels les deux forages boulevard Wilson au Nord de la Gare de STRASBOURG et place de l'Homme de Fer n'ont pas rencontré de niveau argileux. Ce niveau argileux, quand il est présent, limite les transferts verticaux entre la partie supérieure et la partie inférieure de l’aquifère alluvial.

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Figure 11 : Extrait des cartes géologiques de STRASBOURG (Source : BRGM)

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La géologie locale peut être définie à partir des données disponibles dans la Banque de données du Sous‐Sol (BSS) du BRGM. Le puits de captage de l’îlot rue du Noyer, d’indice national 272‐3X‐1685/CPT, est implanté à environ 225 m au Sud‐Ouest du projet (cf. implantation en Figure 18). L'analyse des échantillons recueillis en cours de foration a permis de relever la coupe géologique des terrains recoupés avec une bonne précision compte tenu de la méthode de foration utilisée. Profondeur Lithologie

Cote zéro de référence de la coupe (IGN 69) : +141 m

De 0 à 4 m REMBLAIS DE DEMOLITION + SABLE ET GRAVIERS

De 4 à 7 m SABLE : 40% - GRAVIERS : 40% - GALETS : 20%

De 7 à 8 m SABLE : 40% - GRAVIERS : 60%





De 27 à 28 m SABLE OCRE-BEIGE

De 28 à 29 m SABLE FIN GRIS



De 33 à 34 m SABLE FIN GRIS

De 34 à 35 m SABLE : 70% - GRAVIERS : 30%

De 35 à 37 m SABLE : 40% - GRAVIERS : 60% - QQS RARES GALETS


De 50 à 58 m SABLE : 40% - GRAVIERS : 50% - GALETS : 10% AVEC PASSEE CONGLOMERATIQUE VERS 57 M ET QUELQUES NODULES D’ARGILES EN

De 58 à 59 m SABLE ROUGE : 100%

Tableau 8 : Coupe géologique du puits de captage 272‐3X‐1685/CPT

Les terrains traversés correspondent à des alluvions moyennes sableuses plus fines à partir de 27 m de profondeur (cf. Figure 12). On note la présence de niveaux sableux entre 27 et 29 m puis entre 33 et 35 m de profondeur.

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Figure 12 : Coupe géologique et technique du puits de captage 272‐3X‐1685/CPT

(Source : Antea Group)

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Le puits de captage de la Bibliothèque Nationale et Universitaire de STRASBOURG 272‐3X‐1616/CPT, est implanté à environ 680 m au Nord‐Est du projet (cf. implantation en Figure 18). L'analyse des échantillons recueillis en cours de foration a mis en évidence la présence :

- d’un niveau d’argile brun foncé puis gris‐bleuté compacte entre 20,7 et 24 m de profondeur ;

- de sable fin entre 24 et 27 m de profondeur ;

- de sable argileux entre 28 et 30 m de profondeur ;

- de deux niveaux d’alluvions sablo‐argileuses entre 41 et 42 m puis entre 46 et 47 m de profondeur.

Les terrains traversés correspondent à des alluvions moyennes avec une fraction de sable importante. La présence du niveau argileux compartimentant localement l’aquifère est confirmée entre 20,7 et 24 m de profondeur. Une fraction argileuse « lavée » lors de l’extraction des matériaux ainsi que des plaquages d’oxydes métalliques ont été observés entre 42 m et 55 m (cf. Figure 13).

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Figure 13 : Coupe géologique et technique du puits de captage 272‐3X‐1616/CPT

(Source : Antea Group)

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Plus près du site, à environ 130 m à l’Est, le puits de captage 0272‐3X‐401/CPT des installations de climatisation des DERNIERES NOUVELLES D’ALSACE a mis en évidence la présence d’un petit niveau argileux entre 24,5 et 25 m de profondeur.

Profondeur Lithologie

Cote zéro de référence de la coupe (IGN 69) : +140 m

De 1.5 à 4 m REMBLAIS : ARGILES

De 4 à 5 m LIMON BEIGE - GRIS

De 5 à 9 m GRAVIER MOYEN, SABLE, AVEC NODULES ARGILEUX

De 9 à 11 m GRAVIER GROS

De 11 à 13 m GRAVIER MOYEN+FIN

De 13 à 14 m SABLE

De 14 à 15 m GRAVIER FIN AVEC UN PEU DE SABLE


De 16 à 17 m GRAVIER MOYEN, SABLE

De 17 à 19 m GRAVIER GROS+MOYEN

De 19 à 20 m GRAVIER MOYEN+FIN ET SABLE

De 20 à 22 m GRAVIER, GALETS (MAXI 10-15CM)

De 22 à 23.5 m GRAVIER FIN

De 23.5 à 24.5 m SABLE

De 24.5 à 25 m ARGILE BEIGE-JAUNE

De 25 à 29 m GRAVIER GROS+MOYEN

De 29 à 31 m GRAVIER GROS+MOYEN ET SABLE

De 31 à 41 m GRAVIER GROS+MOYEN, GALETS (6-8-10CM), PEU DE SABLE

De 41 à 45 m GRAVIER FIN+MOYEN, PEU SABLEUX

De 45 à 47 m SABLE FIN+MOYEN GRIS


De 50 à 51 m GRAVIER MOYEN ET SABLE ROUX

De 51 à 54 m GRAVIER MOYEN+GROS, PEU DE SABLE

De 54 à 58 m GRAVIER MOYEN+GROS, SABLE

De 58 à 60 m GRAVIER MOYEN+GROS, MOINS DE SABLE

De 60 à 62 m SABLE ROUX BEIGE, PEU DE GRAVIER

De 62 à 63 m ARGILE BEIGE A FAUNE MALACOLOGIQUE INTERGLACIAIRE

Tableau 9 : Coupe géologique du puits de captage 272‐3X‐0401/CPT

Ces coupes mettent en évidence la discontinuité et les variations latérales de faciès du niveau argileux compartimentant localement l’aquifère. Dans certains ouvrages, cet horizon n’est pas décrit et est remplacé soit par un niveau plus sableux soit par des alluvions argileuses.

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Les sondages géotechniques réalisés au droit du projet dans le cadre de l’étude géotechnique G2‐AVP ont révélé la présence :

- de remblais limoneux, sableux, caillouteux gris, bruns avec des traces de débris de briques, reconnus jusqu’aux profondeurs et cotes suivantes :

Sondage S1 S2 S3 S4 Prof. (m) 5,2 4,8 4,2 3,8 Cote 136,3 136,7 137,2 137,5

- d’argiles et limons sableuses gris, bruns, beige reconnus entre les profondeurs et

cotes suivantes :

Sondage S1 S2 S3 S4 Prof. (m) 5,2 à 6,2 4,8 à 5,7 4,2 à 6,0 3,8 à 5,4 Cote 136,3 à 135,3 136,7 à 135,8 137,2 à 135,4 137,5 à 135,9

- des sables et graviers gris‐beige, gris, bruns reconnus jusqu’à l’arrêt des

sondages aux profondeurs et cotes suivantes :

Sondage S1 S2 S3 S4 Prof. (m) 6,2 à 10,0 5,7 à 10,0 6,0 à 10,0 5,4 à 10,0 Cote 135,3 à 131,5 135,8 à 131,5 135,4 à 131,4 135,9 à 131,3

Figure 14 : Plan d’implantation des sondages (Source : Etude géotechnique G2‐AVP ‐ FONDASOL)

S1

S2 S3

S4

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7.2.5. Diagnostic sol

Un diagnostic sol a été réalisé en 2011 au droit d'une installation de stockage et distribution de carburant destinée au Service de Police et implantée coté rue de l’Ecrevisse (partie Est du projet). Selon les informations disponibles, cette installation était constituée d'une cuve simple enveloppe disposée dans une fosse maçonnée d'environ 20 m³, d'un poste de distribution et des canalisations associées. Les sondages des sols ont été réalisés le 12 juillet 2011 à l'aide d'un carottier battu. Au total 4 sondages ont été réalisés autour de la cuve (dont 1 à proximité immédiate des conduites de distribution), 1 sondage a été réalisé le long de la conduite de distribution et 1 sondage a été réalisé à proximité du poste de distribution. Les sondages ont été conduits jusqu'à une profondeur de 4 mètres autour de la cuve et 2 mètres pour les autres. 11 échantillons ont été collectés pour cette partie. Les sondages ont traversé des terrains à dominante limoneuse, probablement utilisés comme remblais (présence de morceaux de brique). Aucun indice de pollution n’a été mis en évidence par les analyses réalisées en laboratoire (Source : ENVIROMA ‐ Rapport n°D11‐0043 R1a).

7.2.6. Contexte hydrogéologique

Les alluvions quaternaires sont le siège de la puissante nappe phréatique d'Alsace, utilisée pour les besoins en eau potable, industrielle, agricole et géothermique. C’est cette nappe qui sera exploitée comme « gite géothermique basse température ».

7.2.6.1. Fonctionnement hydrodynamique de la nappe

A l’Ouest, en limite des collines vosgiennes et du Kochersberg, la direction des lignes de courant est principalement d’Ouest en Est. Le long du Rhin, la direction d’écoulement des eaux souterraines est Sud‐Nord, parallèlement à la direction du Rhin et de l’Ill. Au Sud‐Est de STRASBOURG, le barrage hydroélectrique sur le Rhin, ainsi que les pompages importants du Polygone modifient localement la direction des écoulements souterrains. Aux abords du Parlement Européen, les écoulements sont également déviés en raison de l’importance des débits pompés : une partie des eaux pompées provient de l’alimentation de la nappe par le Rhin, l’autre partie provient de l’alimentation de la nappe par les pluies tombées sur la plaine alsacienne et les collines sous vosgiennes.

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Au centre de l'agglomération, la nappe est influencée par les niveaux de l'Ill. En aval des barrages de la Robertsau et de l'Aar, l’Ill est en position de drainage et impose sa cote à la nappe. En amont de ces barrages, l'Ill est en position d'alimentation vis‐à‐vis à la nappe. Un extrait de la carte piézométrique établie par l’APRONA en mai 2009 est présenté en Figure 16. Cette piézométrie correspond à une situation de moyennes eaux. D’après cette carte, au niveau du site la nappe s’écoule en direction du Nord‐Est avec un gradient moyen de 0,4 à 0,6 ‰.

7.2.6.2. Fluctuations piézométriques

Les fluctuations piézométriques de la nappe phréatique au niveau de l’Eurométropole de Strasbourg sont liées aux variations des pluies efficaces, et sont également :

- près du Rhin, sous l’influence des niveaux du fleuve, caractérisés par des hautes eaux d'été (fontes des neiges dans les Alpes) et des basses eaux d'hiver ;

- à l'Ouest de l'Ill, dans la vallée de la Bruche, sous l’influence du niveau du cours d’eau, soumis aux apports vosgiens avec des crues de printemps et des basses eaux d'automne.

Les niveaux de la nappe, observés régulièrement au piézomètre 0272‐3X‐0900 (Puits incendie Place des Etudiants) situé à environ 220 m au Sud du projet, sont présentés en Figure 15.

Figure 15 : Évolution des niveaux de la nappe au piézomètre 0272‐3X‐0900 (Source : ADES2)

2 ADES : Accès aux Données sur les Eaux Souterraines ‐ http://www.ades.eaufrance.fr/

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Figure 16 : Extrait de la carte piézométrique réalisée en mai 2009 (Source : APRONA)

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Cet ouvrage est situé en amont hydraulique latéral par rapport au projet (cf. Figure 16). Les tableaux ci‐après présentent les statistiques des cotes de nappe pour ce piézomètre.

Profondeur (m) Cote NGF (m) Date

Niveau maximum 5,39 136,14 31/12/2001 Niveau minimum 6,09 135,41 30/08/1993 Dernière mesure 5,81 135,72 03/06/2014

Moyenne 5,81 135,71 1283 Mesures

Cote moyenne(en m)

Cote Max(en m)

Cote Min(en m)

Battement max. (en m)

135,71 136,14 135,41 0,73

Tableau 10 : Statistiques des cotes de nappe entre le 16/06/1988 et le 03/06/2014 (Source : ADES)

Cote Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Oct. Nov. Déc.

Moy. 135,74 135,73 135,73 135,72 135,72 135,71 135,68 135,66 135,66 135,69 135,71 135,74

Max. 136,02 136,12 136,03 135,93 135,93 136,02 135,84 135,84 135,82 135,93 136,00 136,14

Min. 135,55 135,53 135,48 135,46 135,47 135,44 135,42 135,41 135,43 135,50 135,55 135,53

Tableau 11 : Statistiques mensuelles des cotes de nappe entre 16/06/1988 et le 03/06/2014 (Source : ADES)

Du fait des cycles annuels d'alimentation de la nappe, les niveaux d’eaux fluctuent habituellement entre un maximum en février/mars et un minimum en août/septembre. Sur cet ouvrage de référence, l’amplitude moyenne annuelle observée est d’environ 30 cm et l’amplitude inter annuelle maximum atteint 73 cm (cf. Figure 15). L’estimation des cotes de hautes et basses eaux à l’aplomb du projet a été réalisée en considérant les cotes maximales et minimales mesurées dans le piézomètre 0272‐3X‐0900 (cf. Tableau 10) et en tenant compte du gradient de la nappe au droit du site.

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Compte tenu de ces données, le niveau de la nappe au droit du site a fluctué entre +135,35 m (cote des basses eaux) et +136,10 m NGF IGN 69 (cote des hautes eaux), c'est‐à‐dire entre :

Cote sol (estimée) au droit des puits

Profondeur de nappe en hautes eaux exceptionnelles

Profondeur de nappe en basses eaux exceptionnelles

141,30 5,20 5,95

Ces niveaux sont basés sur une étude statistique des mesures acquises au cours des 26 années de mesure, au niveau de la station piézométrique voisine (0272‐3X‐0900). Par ailleurs, dans le cadre du projet de révision du PPRI de la Communauté Urbaine de Strasbourg, Antea Group a réalisé l’étude préalable à la redéfinition de l’aléa eaux souterraines sur le territoire de la CUS. Cette étude a conduit à établir une cartographie des niveaux des plus hautes eaux de la nappe en tout point de la CUS. Cette cartographie a été réalisée à partir de l’ensemble des piézomètres de référence disponibles dans le secteur étudié, dans une version de base, et dans une version intégrant une éventuelle influence des crues des cours d’eau (transfert de pression pouvant provoquer une surélévation du niveau de la nappe aux abords de la rivière). A partir de cette cartographie, le niveau de plus hautes eaux centennales de la nappe au droit du site serait d’environ +137,03 m NGF IGN 69.

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7.2.6.3. Paramètres hydrodynamiques

L'aquifère alluvial est à la fois un réservoir et un conducteur d'eau. Sa capacité de stockage dépend de son volume et de son coefficient d’emmagasinement (porosité efficace en nappe libre) tandis que son aptitude à transmettre un flux d'eau (ou transmissivité) dépend de son épaisseur et de sa perméabilité. La porosité efficace est de l'ordre de 5 à 6 %, mais peut atteindre localement 10 % dans les passées franchement graveleuses. La transmissivité (produit de la perméabilité par l'épaisseur de l'aquifère) peut être approximée à partir du débit spécifique (Q/s en m2/s) des puits. Plusieurs ouvrages à proximité du secteur d’étude, sollicitant l’aquifère alluvial entre 20 et 70 m de profondeur, ont fait l’objet de pompages d’essai. Ainsi, le puits de captage géothermique 272‐3X‐1685/CPT (DN600 crépiné entre 42 et 58 m de profondeur) a fait l’objet d’un pompage d’essai en février 2013. Au débit de 245 m3/h le rabattement mesuré au bout de 24 heures de pompage était de 1,50 m, soit un débit spécifique de l’ordre de 163 m3/h pour 1 m de rabattement (Source : Antea Group). Sur le puits de rejet géothermique 272‐3X‐1686/RJT1 (DN800 crépiné entre 5 et 19 m de profondeur), le rabattement après 1 heure de pompage à 130 m³/h était de 31 cm (essai par paliers de débits croissants du 04 février 2013). Ce doublet de forages qui alimente les installations thermiques de l’îlot rue du Noyer a fait l’objet d’un test d’injection de 24 heures entre le 21 et le 22 février 2013. Après quelques minutes de pompage continu à environ 248 m3/h sur le forage de captage, le niveau d’eau s’est stabilisé à 6,37 m/repère, soit un rabattement de 1,50 m. Par la suite, le niveau n’a plus varié jusqu’à la fin du pompage. En ce qui concerne le puits de rejet n°1, le niveau s’est également rapidement stabilisé à 4,23 m/repère, soit une remontée du niveau d’eau de 50 cm. La transmissivité des horizons captés peut être estimée à partir du débit spécifique de ces ouvrages situés à proximité du site (Q/s en m2/s) ; ceux‐ci sont compris entre 0,1 m2/s et 0,2 m2/s pour la partie superficielle de l’aquifère et entre 0,05 et 0,1 m²/s pour la nappe profonde. Au vu de ces caractéristiques, l’aquifère alluvial est donc à même de fournir le débit maximum recherché de 140 m3/h.

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7.2.6.4. Qualité générale des eaux souterraines

Caractéristiques générales et faciès chimique : Le suivi de la qualité des eaux souterraines dans le secteur d’étude révèle une eau moyennement minéralisée, très dure et de faciès bicarbonaté calcique.

Composés organohalogénés volatils :

Les pollutions des eaux souterraines par des solvants chlorés dans l’agglomération de Strasbourg font l’objet d’une surveillance dans le cadre de l’Observatoire de la Nappe depuis 1992. Dans ce cadre, les panaches résiduels font l’objet d’une cartographie tous les 3 à 5 ans à partir d’analyses sur un certain nombre de points, et d’un suivi annuel sur un nombre de points réduit permettant de suivre les tendances mais insuffisant pour mettre à jour la cartographie. La dernière cartographie disponible est celle de 2010 (cf. Figure 17) ; son actualisation est prévue fin 2015. Sur cette carte, les zones rouges (cœur des panaches) correspondent aux concentrations supérieures à la limite de potabilité (10 µg/l pour la somme du tétrachloroéthylène (PCE) et du trichloroéthylène (TCE)), et les zones vertes correspondent aux concentrations comprises entre 1 et 10 µg/l. Le projet n’aura pas d’incidence significative sur ces panaches ; la zone source la plus proche étant située à plus de 1 km en amont latéral hydraulique du site.

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Figure 17 : Panaches historiques de pollution par des solvants chlorés. Somme des concentrations en tri‐ et tétrachloroéthylène (données ONAP, 2010)

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7.2.6.5. Ouvrages de captage et de rejet dans le secteur d’étude

Un inventaire des ouvrages exploités dans l’environnement du projet a été réalisé à partir de la Banque de données du Sous‐Sol du BRGM et des archives d’Antea Group (cf. Figure 18). Les puits pour pompe à chaleur les plus proches du site sont situés à plus de 100 m du projet (cf. Tableau 12).

Indice national Désignation Type d'ouvrage Disposition des crépines Localisation/projet

02723X0402 DNA

Puits de Rejet de 13,5 à 16,5m

et de 19,5 à 37,5m 130 m à l'Est

02723X0401 Puits de Captage de 49 à 59,5 m et de 65,5 à 72,2m

Rjt1

Sofitel

6 Puits de Rejets dont 3 actifs

de 6 à 12 m 175 m à l'Ouest

Rjt4

Rjt6

02723X0376 Puits de Captage de 12 à 26 m

02723X1687

Ilot Noyer

Ex Puits de Rejet 2 projet abandonné 225 m à l'Ouest

02723X1686 Puits de Rejet 1 de 5 à 19 m


02723X1290 Aubette

Puits de Rejet de 8 à 18 m 225 m au Sud‐Ouest02723X01289 Puits de Captage de 49 à 63 m

02723X0351 Supermarché Puits AEI de 5 à 11 m 240 m au

Sud

02723X1168 Palais de la

Bière

2 Puits de Rejet de 7 à 17,5 m

290 m au Sud

02723X1140 ?


02723X0809 Brioche Dorée

Puits de Rejet de 5 à 9 m 300 au Sud


02723X0894 Supermarché Kleber

Puits de Rejet de 4,5 à 7,5 m 325 m au Sud 02723X0893 Puits de Captage de 23,1 à 26,1 m

02723X0970 Sephora

Puits de Rejet de 2,1 à 5,1 m 340 m au Sud 02723X0969 Puits de Captage de 21,3 à 24,3 m

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Indice national Désignation Type d'ouvrage Disposition des crépines Localisation/projet

02723X0448 Maison Rouge

Puits de Rejet de 8,5 à 15 m 350 m au Sud‐Ouest02723X0447 Puits de Captage de 49 à 61 met de 65,5 à 72,20 m

02723X0800 Grandes Arcades

Puits de Rejets de 10 à 15 m

370 m au Sud‐Est

02723X0801 de 10 à 15 m

02723X0799 Puits de Captage de 33,4 à 39,2 m

02723X0469 Cinéma Odyssée

Puits AEI ? 375 m au Sud‐Ouest

02723X1356 Alta Aubette Place Kléber

Puits de Rejet de 8 à 18 m 380 m au Nord‐Ouest 02723X1355 Puits de Captage de 49 à 61 m

02723X0047 Galeries Lafayette

Puits de Rejet de 10 à 20 m 430 m au Sud‐Ouest02723X0048 Puits de Captage de 25,5 à 48m

02723X1137

Palais du Rhin

Puits de Rejet de 6 à 15 m 450 m au Nord‐Est

02723X1138 Puits de Rejet de 6 à 15 m


02723X1171 Virgin

Puits de Rejet de 14 à 21 m 485 m au Sud‐Ouest02723X1170 Puits de Captage de 41 à 49 m

02723X0340 Trésorerie Générale

Puits de Captage de 8 à 20 m 570 m au Nord‐Est

02723X0703 Préfecture

Puits de Rejet de 13 à 18 m 630 m au Nord‐Est 02723X0341 Puits de Captage de 25 à 35 m

02723X1013 TNS

Puits de Rejet de 4 à 9,76 m 630 m au Nord‐Est 02723X1012 Puits de Captage

de 23,75 à 25,5 m et de 26,1 à 28,1 m

02723X1616 BNU

Puits de Captage de 35 à 54 m 680 m au Nord‐Est 02723X1617 Puits de Rejet de 6 à 19 m

2723X_ Collège Saint Etienne

Puits de Captage de 29.4 à 33.4m 700 m au Sud‐Est 2723X_ Puits de Rejet de 8 à 18 m

Tableau 12 : Ouvrages en exploitation dans un rayon de 700 m autour du projet

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Figure 18 : Localisation des ouvrages géothermiques exploités à proximité du secteur d’étude (Sources : BRGM ‐ Antea Group ‐ ONAP)

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7.2.6.6. Périmètres de protection de captage d’eau potable

L’alimentation en eau potable de l’Eurométropole est actuellement assurée par quatre secteurs de production, totalisant un volume annuel de l’ordre de 39 millions de m3. A environ 4 km au Sud‐Est du projet, le champ captant du Polygone est composé d'un ensemble de 11 forages exploités par siphonage à l'aide de trois puits collecteurs. Ces ouvrages fournissent environ 79 % de la production totale annuelle de l’Eurométropole (soit 31,1 millions de m3), avec une capacité installée de 6 000 m3/h. L'implantation des premiers forages remonte à 1878 alors que ce site se trouvait en terrain vierge et éloigné de l'agglomération. Les anciens forages du champ captant ont été approfondis et captent aujourd'hui la partie profonde de l'aquifère à plus de 29 mètres de profondeur. Cet approfondissement augmente le temps de transfert d'une éventuelle pollution superficielle vers les zones captées, ce qui permet au distributeur de réagir en cas d'incident. Ces captages d’alimentation en eau potable (AEP) disposent de périmètres de protection instaurés par l'arrêté préfectoral de Déclaration d'Utilité Publique (DUP) du 30 Janvier 1978. Le débit maximum de prélèvement autorisé est de 200 000 m3/jour. Le projet n’est pas situé dans les périmètres de protection de ce champ captant (cf. Figure 19).

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Figure 19 : Captages AEP référencés dans le secteur d’étude (Source : ARS)

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7.2.7. Hydrologie

7.2.7.1. Réseau hydrographique

Le réseau hydrographique de la plaine d’Alsace est constitué par le Rhin et ses affluents. L’environnement hydrologique du site est caractérisé par l’écoulement de l’Ill, dont l’un de ses bras (Fossé des faux remparts) est localisé à environ 100 m au Nord du projet. L’Ill prend sa source dans le Jura et draine les rivières vosgiennes (Doller, Bruche, Andlau) sur un bassin versant d'environ 2 300 km2. Du fait de ses affluents vosgiens, l'Ill a un régime du type pluvio‐nival, caractérisé par des basses eaux en été et en automne, et des hautes eaux en hiver et au printemps. En amont de STRASBOURG, l'Ill reçoit trois affluents : la Scheer, l'Andlau et l'Ehn. Avant de traverser l'agglomération, l'Ill conflue avec la Bruche, puis le Rhin Tortu. Les débits de crue et d'étiage de l'Ill sont contrôlés à ERSTEIN, en amont de STRASBOURG. Cela permet de maintenir un débit inférieur à 27 m3/s, lorsque la Bruche est en crue. A l'aval de STRASBOURG, l'Ill traverse le canal de la Marne au Rhin. Au niveau de la Robertsau, son cours n'est plus canalisé. L’Ill décrit alors de grands méandres avant sa confluence avec le Rhin à l'aval de la chute de GAMBSHEIM.

7.2.7.2. Risques d’inondation

D’après le Plan de Prévention des Risques d’Inondation (PPRI de 1995, en cours de révision) de l'Eurométropole de Strasbourg, le projet est localisé en zone blanche, secteur sans risque prévisible ou pour lequel le risque est jugé acceptable, sa probabilité d’occurrence et les dommages éventuels étant négligeables (Figure 20).

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Figure 20 : Extrait du Plan de Prévention des Risques d’Inondation de l'Eurométropole (Source : Eurométropole de Strasbourg)

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7.2.8. Description de l’environnement immédiat du projet

Le site est encadré par :

• au Nord, l’étroite rue du Fil et ses immeubles de logement (R+2 / R+3) ;

• au Sud, un mur mitoyen avec des immeubles de logement bordant le projet, coté rue du Tribunal ;

• à l’Ouest, la rue de la Nuée Bleue ;

• à l’Est, la rue piétonne de l’Ecrevisse.

7.2.9. Accessibilité du site

Le site est accessible par transport en commun (tramway, bus) et par voiture (nombreux parkings publics à proximité). L’entrée principale de l’hôtel se fera par la rue de la Nuée Bleue à travers un porche. Les autres accès existants actuellement (rue du Fil) seront condamnés. Un accès secondaire au restaurant de l’hôtel sera prévu depuis la terrasse et la placette le long de la rue du Fil. L’entrée de service et du personnel de l’hôtel se fera par la rue de l’Ecrevisse permettant l’accès à l’aire de déchargement de l’hôtel et aux 5 places de parking destinées aux logements. L’accès aux logements se fait par une entrée depuis la rue de l’Ecrevisse. L’accès au local services/activités sera prévu rue de l’Ecrevisse.

7.2.10. Description du site

Le terrain est actuellement composé par :

• un ensemble immobilier organisé autour d’une cour d’honneur :

o un corps de bâtiment construit en alignement sur la rue de la Nuée Bleue à l’Ouest et la rue du Fil au Nord (R+2) ;

o une aile en retour sur la rue du Fil (Nord‐Ouest) (R+1) ; o une aile en retour construite le long de la limite séparative avec des

bâtiments mitoyens (sud‐ouest) (R+1) ; o en fond de cour un corps de bâtiment dont façades et toiture sont

inscrites sur l’inventaire supplémentaire des monuments historiques (R+2) et un corps de bâtiment construit en retrait par rapport à la rue du fil (R+1).

• un espace libre de toute construction et de végétation situé coté rue de

l’Ecrevisse.

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Dans le prolongement de l’aile sur la rue du Fil, il existe un corps de bâtiment destiné à être démoli et qui a fait l’objet d’un PD n°67482 11 V 0038 obtenu le 10 janvier 2012. L’accès à cet ensemble immobilier se fait au travers d’un porche donnant sur la rue de la Nuée Bleue pour la partie hôtel et par la rue de l’Ecrevisse pour les logements sociaux. Le bâtiment réhabilité conservera son organisation initiale :

• l’hôtel de tourisme autour de la cour centrale ; • l’immeuble neuf d’habitation : à l’angle des rues du Fil (en retrait) et de

l’Ecrevisse (à l’alignement). La reconversion de l’ancien Hôtel de Police ne modifie pas l’implantation des bâtiments existants. Les alignements sur la rue de la Nuée Bleue et la rue du Fil restent les mêmes que ceux existants. Le réaménagement se fait derrière les façades existantes conservées et restaurées, sur la rue de la Nuée Bleue et la rue du Fil. Le corps de bâtiment rue de la Nuée Bleue sera épaissi afin d’intégrer l’aménagement de l’hôtel. Les ailes nord et sud seront transformées. Les façades et planchers de ces ailes seront partiellement démolis et reconstruites. A l’Est le nouveau bâtiment d’habitation accueillant 10 logements sera construit à l’alignement de la rue de l’Ecrevisse. Au Nord ce bâtiment sera implanté en retrait par rapport à la rue du Fil pour être aligné avec le corps de bâtiment destiné à l’ancienne Salle d’Assises. Ce bâtiment sera séparé de la rue du Fil par un espace public. Les volumétries des toitures des bâtiments sont conservées sur la rue de la Nuée Bleue et rue du Fil et seront modifiées coté cour avec conservation de l’altimétrie actuelle des faîtages. La toiture de l’aile Est (ancien corps de logis) est modifiée de manière à retrouver le volume initial du XVIIIe siècle.

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7.2.11. Description de l’environnement naturel et patrimonial

7.2.11.1. Milieu naturel fragile ou remarquable

Comme le montre la carte de la Figure 21 , le secteur concerné n’est pas inclus dans des zones de protection du milieu naturel. Le doublet de géothermie se trouve en particulier en dehors :

• d’un parc naturel régional ;

• d’une réserve naturelle ;

• d’un arrêté de protection de biotope ;

• de zone d’intérêt communautaire pour la protection des oiseaux (ZICO) ;

• de zone Natura 2000 (zones de protection spéciale et sites d’importance communautaire) ;

• de ZNIEFF 1 et 2 (zones d'intérêt écologique, floristique et faunistique).

7.2.11.2. Éléments particuliers du patrimoine

Dans le cadre, notamment, des lois du 31 décembre 1913 et du 2 mai 1930, certains monuments et certains sites bénéficient d’une protection réglementaire visant les travaux d’aménagement publics ou privés, au titre de monument historique ou de site classé et/ou inscrit. Le doublet de géothermie se trouve en particulier en dehors du secteur sauvegardé de STRASBOURG et de son Plan de sauvegarde et de mise en valeur (PSMV, document opposable). Le secteur sauvegardé actuel, dont la limite est à environ 300 m au Sud du projet couvre ainsi le sud de la Grande‐Île et une partie des quartiers de la Krutenau et du Finkwiller (cf. Figure 21 ) Le projet est situé en zone CEN UA 5 pour laquelle une continuité du domaine bâti le long des voies est prépondérante. Le terrain d’assiette du projet (parcelle 68/257) est issu d’une division d’un terrain (parcelle d’origine 68/93) actée par le plan d’arpentage en date du 5 septembre 2011 Le tissu urbain dense est ponctué par la présence de bâtiments remarquables classés Monuments Historiques, comme l’Eglise et le cloitre Saint‐Pierre le Jeune situé dans la proximité immédiate de l’Ancien Hôtel de Police. Le doublet de forages n’aura pas d’incidence sur ces monuments historiques.

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Figure 21 : Zones environnementales de protection ou d’inventaire (Source : DREAL)

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7.2.12. Servitudes d'urbanisme

7.2.12.1. Plan local d’urbanisme

Le projet choisi est compatible avec le PLU.

7.2.12.2. Zone de sensibilité reconnue

L’emplacement des deux forages se trouve hors de tout périmètre fixé pour assurer la conservation du patrimoine naturel ou archéologique local. Il n’est pas concerné par une zone de sensibilité relative au milieu naturel.

7.2.13. Situation réglementaire et administrative

7.2.13.1. Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux

Le Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux Rhin‐Meuse, institué par l’article 3 de la loi du 3 janvier 1992 sur l’eau, constitue le document de planification de la ressource en eau à l’échelle du bassin. L’article L.212‐2 du Code de l’environnement indique que le SDAGE fixe les orientations fondamentales d’une gestion équilibrée de la ressource en eau et des objectifs de qualité et de quantité d’eau. Il s’inscrit dans le cadre d’une hiérarchie d’instruments juridiques nettement affirmés par la loi entre un niveau global et un niveau local. L’ancien SDAGE Rhin‐Meuse de 1996 a été révisé notamment pour qu’il devienne le plan de gestion du bassin hydrographique requis par la Directive Cadre sur l’Eau (Directive 2000/60/CE) transposée par la Loi 2004‐338 du 21 avril 2004. Le SDAGE actuel a été approuvé par l’arrêté SGAR n° 2009‐523 du 27 novembre 2009 pour la période 2010‐2015. Les orientations du SDAGE Rhin‐Meuse en relation avec le projet sont présentées dans le Tableau 13.

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Orientations Projet Thème 1 « Eau et Santé »

Améliorer la qualité sanitaire des eaux destinées à la consommation humaine et à la baignade.

Orientation T1‐O1 : Assurer à la population, de façon continue, la distribution d’une eau potable de qualité.

Le projet ne dégrade pas la qualité sanitaire des eaux souterraines et n’est pas localisé au sein d’un périmètre de protection AEP.

La protection de la tête des ouvrages et la cimentation en tête de colonne protègent chaque ouvrage de toute pollution par des eaux de surface éventuellement polluées.

Le projet n’est donc pas contraire à cette orientation.

Thème 2 « Eau et Pollution »Garantir la bonne qualité de toutes les eaux, tant superficielles que souterraines

Orientation T2‐O1 : Réduire les pollutions responsables de la non‐atteinte du bon état des milieux. Le projet n’émet aucune substance. Il est donc compatible

avec cette orientation. Orientation T2‐O2 : Connaître et réduire les émissions de substances toxiques.

Orientation T2‐O3 : Veiller à une bonne gestion des systèmes d’assainissement publics et des boues d’épuration.

Non concerné.

Orientation T2‐O4 : Réduire la pollution par les nitrates et les produits phytopharmaceutiques d’origine agricole.

Non concerné.

Orientation T2‐O5 : Réduire la pollution par les produits phytopharmaceutiques d’origine non agricole.

Non concerné.

Thème 3 « Eau, Nature et Biodiversité »

Retrouver les équilibres écologiques fondamentaux des milieux aquatiques

Orientation T3‐O1 : Appuyer la gestion des milieux aquatiques sur des connaissances solides, en particulier en ce qui concerne leurs fonctionnalités.

Non concerné.

Orientation T3‐O2 : Organiser la gestion des cours d’eau et des plans d’eau et y mettre en place des actions respectueuses de ces milieux, et en particulier de leurs fonctions.

Non concerné.

Orientation T3‐O3 : Restaurer ou sauvegarder les fonctions naturelles des milieux aquatiques, et notamment la fonction d’autoépuration.

Non concerné.

Orientation T3‐O4 : Arrêter la dégradation des écosystèmes aquatiques.

Non concerné.

Orientation T3‐O5 : Améliorer la gestion piscicole. Non concerné.

Orientation T3‐O6 : Renforcer l’information des acteurs locaux sur les fonctions des milieux aquatiques et les actions permettant de les optimiser.

Non concerné.

Orientation T3‐O7 : Préserver les zones humides. Non concerné.

Orientation T3‐O8 : Respecter les bonnes pratiques en matière de gestion des milieux aquatiques.

Non concerné.

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Thème 4 « Eau et Rareté »

Encourager une utilisation raisonnable de la ressource en eau sur l’ensemble des bassins du Rhin et de la Meuse

Orientation T4‐O1 : Prévenir les situations de surexploitation et de déséquilibre quantitatif de la ressource en eau.

La nappe alluviale rhénane n’est pas en position de surexploitation. Le volume d’eau prélevé annuellement est intégralement réinjecté en nappe.

Thème 5 « Eau et Aménagement du territoire »Intégrer les principes de gestion équilibrée de la ressource en eau dans le développement

et l’aménagement des territoires

Orientation T5A‐O1 : Mieux connaître les crues et leur impact. Non concerné.

Orientation T5A‐O2 : Prendre en compte, de façon stricte, l’exposition aux risques d’inondations dans l’urbanisation des territoires à l’échelle des districts du Rhin et de la Meuse.

Non concerné.

Orientation T5A‐O3 : Prévenir l’exposition aux risques d’inondations des districts du Rhin et de la Meuse.

Non concerné.

Orientation T5B‐O1 : Dans des situations de déséquilibre quantitatif sur les ressources ou les rejets en eau, limiter l’impact des urbanisations nouvelles et des projets nouveaux.

Non concerné.

Orientation T5B‐O2 : Préserver de toute urbanisation les parties du territoire à fort intérêt naturel.

Non concerné.

Orientation T5C‐O1 et T5C‐O2 : Alimentation en eau potable et assainissement des zones ouvertes à l’urbanisation.

Non concerné.

Thème 6 « Eau et Gouvernance»

Développer, dans une démarche intégrée à l’échelle des bassins versants du Rhin et de la Meuse une gestion de l’eau participative, solidaire et transfrontalière

Orientation T6‐O1 : Anticiper en mettant en place une gestion des eaux gouvernée par une vision à long terme.

Non concerné.

Orientation T6‐O2 : Aborder la gestion des eaux à l’échelle de la totalité du district hydrogéologique.

Non concerné.

Orientation T6‐O3 : Renforcer la participation du public et l’ensemble des acteurs intéressés pour les questions liées à l’eau et prendre en compte leurs intérêts équitablement.

Non concerné.

Orientation T6‐O4 : Mieux connaître, pour mieux gérer. Non concerné.

Tableau 13 : Orientations du SDAGE Rhin‐Meuse

Les forages seront réalisés conformément à la norme française homologuée NF X 10‐999 d’août 2014 et en respectant les prescriptions de l’arrêté du 11 septembre 2003. Compte tenu des caractéristiques du dispositif adopté, le projet ne va pas à l'encontre des objectifs de gestion et de protection des eaux souterraines et superficielles du SDAGE Rhin‐Meuse.

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7.2.13.2. Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux

Dans le périmètre du SDAGE Rhin‐Meuse, le projet s’inscrit dans le SAGE ILL‐NAPPE‐RHIN. Compte tenu d’une part, de l’état des lieux et du diagnostic établis pour les eaux superficielles et souterraines, et d’autre part, des enjeux majeurs définis dans le SDAGE du Bassin Rhin‐Meuse, les principaux enjeux retenus pour le SAGE ILL‐NAPPE‐RHIN, sont :

Enjeux du

SAGE Description

Éléments du projet Compatibilité et mesures

compensatoires

Enjeu 1 :

Garantir la qualité des eaux souterraines sur l’ensemble de la nappe alluviale rhénane d’Alsace afin de permettre partout, au plus tard d’ici 2027, une alimentation en eau potable sans traitement. Les pollutions présentes dans la nappe seront résorbées durablement.

La réalisation et l’exploitation des ouvrages ne contribueront pas à une dégradation des eaux souterraines.

Enjeu 2 :

Restaurer la qualité des cours d’eau et satisfaire durablement les usages

Non concerné.

Enjeu 3 :

Renforcer la protection des zones humides, des espaces écologiques et des milieux aquatiques remarquables.

Non concerné.

Enjeu 4 :

Prendre en compte la gestion des eaux dans les projets d’aménagement et le développement économique.

Le volume d’eau prélevé annuellement est intégralement rejeté en nappe.

Enjeu 5 :

Assurer une cohérence globale entre les objectifs de protection contre les crues et la préservation des zones humides.

Non concerné.

Enjeu 6 :

Limiter les risques dus aux inondations par des mesures préventives, relatives notamment à l’occupation des sols.

Non concerné.

Tableau 14 : Principaux enjeux retenus pour le SAGE ILL‐NAPPE‐RHIN (version approuvée le 01 juin 2015)

La réalisation et l’exploitation de l’installation projetée ne viennent pas à l'encontre de ces enjeux.

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7.2.14. Inventaire des sites Natura 2000 situés à proximité des forages

Le réseau écologique européen Natura 2000 vise à préserver les espèces et les habitats menacés et/ou remarquables sur le territoire européen, dans un cadre global de développement durable et s'inscrit pleinement dans l'objectif 2010 «Arrêt de la perte de la Biodiversité». Le réseau Natura 2000 est constitué de deux types de zones naturelles, à savoir les Zones Spéciales de Conservation (ZSC) issues de la directive européenne «Habitats» de 1992 et les Zones de Protection Spéciale (ZPS) issues de la directive européenne «Oiseaux» de 1979. Ces deux directives ont été transcrites en droit français par l'ordonnance du 11 avril 2001. Ce dispositif ambitieux doit permettre de protéger un échantillon représentatif des habitats et des espèces les plus menacées en Europe, en le faisant coexister de façon équilibrée avec les activités humaines. La liste des sites d'importance communautaire (SIC, première étape des ZSC) au sein de chacune des régions biogéographiques est établie par la Commission européenne en accord avec les États membres afin de constituer un réseau cohérent. Les sites Natura 2000 les plus proches du projet sont (cf. Figure 22) : ‐ Site FR4211811 « ZPS ‐ VALLEE DU RHIN DE LAUTERBOURG A STRASBOURG » à

3,7 km au Nord‐Est du projet ;

‐ Site FR4211810 « ZPS ‐ VALLEE DU RHIN DE STRASBOURG A MARCKOLSHEIM » à 4 km au Sud‐Est du projet ;

‐ Site FR4201797 « SIC ‐ SECTEUR ALLUVIAL RHIN‐RIED‐BRUCH, BAS‐RHIN » à 4 km au Sud‐Est et 4,5 km au Nord‐Est du projet.

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Figure 22 : Zones Natura 2000 référencées (Source : DREAL)

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7.3. Incidences du projet sur l’environnement

7.3.1. Intégration paysagère

Les avant‐puits protégeant les 2 forages seront intégrés dans l’aménagement architectural. Ils n’auront donc qu’un impact visuel limité.

7.3.2. Impact sur l’air, poussières et odeurs

Ce type d’installation permet d’économiser les énergies fossiles tout en limitant les rejets de gaz à effet de serre. L’installation thermique n’émet pas de fumées, de buées, de suies, de poussières ou de gaz odorants, toxiques ou corrosifs, dans l’atmosphère. Le fluide frigorigène utilisé dans les compresseurs est un gaz exempt de composés chlorés. Le dispositif est conçu de manière à éviter toute fuite. En période d’exploitation, il n’y a pas de moteurs thermiques en fonctionnement et donc aucune production de gaz d’échappement. En phase travaux, la réalisation des forages par la méthode du havage ne génère pas de poussières. Par ailleurs, l’incidence des gaz d’échappement des engins de travaux est négligeable par rapport à la circulation des autres véhicules dans ce contexte urbain.

7.3.3. Impact bruit et vibrations

Les pompes à chaleur seront situées dans un local fermé spécifique à cette installation. Elles seront construites, équipées et exploitées de façon que leur fonctionnement ne puisse être à l’origine de bruits aériens ou vibrations mécaniques susceptibles de compromettre la santé ou la sécurité du voisinage ou constituer une gêne pour sa tranquillité. Aucune intervention en continue n'est prévue dans le local PAC. Son accès sera réglementé et réservé au personnel de service uniquement à l'occasion des contrôles et des opérations de maintenance. Les pompes d’exploitation du puits de captage ne généreront pas de bruit dans l'avant‐puits et donc encore moins à l'extérieur, puisque les moteurs électriques seront immergés à plus de 5 m de profondeur. Les seules nuisances sonores seront perceptibles au cours des travaux de réalisation des forages et des aménagements extérieurs, soit pendant une période de 3 à 4 mois. Notons que les engins utilisés sont soumis à la réglementation sur le bruit.

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7.3.4. Incidences hydrogéologiques du projet pendant les travaux de réalisation des ouvrages

7.3.4.1. Incidence sur la ressource globale en eau souterraine

A l’issue des opérations de forage et d’équipement, les puits feront l’objet de pompages de développement et d’essai. Après accord du gestionnaire, les eaux seront évacuées après passage dans un bac décanteur dans le réseau communal. Le débit maximum prévu durant ces phases de pompage sera d’environ 180 m3/h et le volume prélevé estimé à 22 300 m³. Le volume prélevé reste faible au regard du potentiel de l’aquifère alluvial.

7.3.4.2. Incidence sur la qualité des eaux souterraines

Les travaux seront exécutés avec le plus grand soin par une entreprise spécialisée dans le forage et conformément aux règles de l’art. Lors de la foration, les dispositions seront prises afin d’éviter tout risque de contamination des eaux souterraines :

- la méthode de foration choisie (havage) évite toute adjonction de produit chimique dans les sols et les eaux souterraines (cf. § 4.2) ;

- tant en phase de réalisation qu'en phase d'exploitation, il n'est prévu aucun stockage ou manipulation de produits potentiellement polluants à proximité du forage ;

- les accès et stationnements des véhicules, les sites de stockage des hydrocarbures et autres produits susceptibles d'altérer la qualité des eaux sont choisis en vue de limiter tout risque de pollution pendant le chantier ;

- un contrôle des cimentations sera effectué par vérification du volume du ciment injecté par rapport au volume théorique ;

- lors des phases de pompages d’essai, le groupe électrogène alimentant la pompe électrique de chantier et sa réserve de carburant seront placés à l'écart du forage.

L’Entreprise de forage procédera à la désinfection du matériel et des équipements : outils de forage, tubages, massif filtrant et tout le matériel descendant dans les sondages. La désinfection pourra être effectuée avec une solution désinfectante à base d’hypochlorite de sodium (temps de contact d’une heure préconisé) ou produit équivalent soumis à l’approbation de la maîtrise d’œuvre. Pour limiter les risques de contamination, les matériels et les équipements désinfectés ne seront pas posés à même le sol, mais sur une bâche plastique. Le graissage des filetages des tiges et des câbles des treuils sera réduit au maximum et uniquement avec une graisse de qualité alimentaire. L'huile de circuits hydrauliques des machines de forage (foreuse, louvoyeuse…) et des autres engins circulant à proximité du sondage sera biodégradable, sans danger pour la santé et l'environnement.

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Le personnel portera des gants propres, changés régulièrement, pour la manutention de tout matériel descendant dans le sondage. En cours de travaux, l'Entreprise assurera la fermeture provisoire sécurisée du sondage à la fin de chaque poste de travail, avec les moyens qui lui semblent les plus efficaces.

7.3.4.3. Gestion des déblais de forages

L’Entreprise de forage sera chargée de l'évacuation et la mise en dépôt des déblais provenant des deux sondages conformément à la réglementation en vigueur

7.3.5. Incidences hydrogéologiques du projet en phase d’exploitation

7.3.5.1. Incidence sur la ressource globale en eau souterraine

La totalité des eaux pompées sera restituée à la nappe après échange thermique. L’incidence sur la ressource globale en eau souterraine est donc nulle.

7.3.5.2. Incidence du puits de captage sur l’écoulement et le niveau des eaux souterraines

Au cours de son utilisation, le puits de captage drainera la nappe dans un volume de forme paraboloïde centrée sur l’ouvrage et ouverte vers l’amont. Le modèle hydrodynamique mis en œuvre montre qu’un pompage continu au débit de 140 m3/h intercepte les eaux circulant dans la partie inférieure de l'aquifère sur une largeur d’environ 250 mètres au total ; la zone d’emprunt du captage se divise en plusieurs sous‐zones contournant celles des captages existants. A l'intérieur de cette zone d’emprunt, les filets de courant seront déviés de leur trajectoire naturelle et convergeront vers le forage, occasionnant une dépression piézométrique locale. En régime permanent à 140 m3/h, pour le scénario testé le plus majorant, le rabattement de la nappe dans la partie profonde de l’aquifère est estimé :

‐ à 1,30 m au niveau du forage ; ‐ à moins de 10 cm à 35 mètres du forage. Ces calculs seront validés par les mesures réalisées lors des pompages d’essai.

7.3.5.3. Incidence du puits de rejet sur l’écoulement et le niveau des eaux souterraines

Le puits de rejet alimentera la nappe dans un volume de forme paraboloïde centré sur l'ouvrage et ouvert vers l'aval (cf. Figure 23). D’après les résultats de la modélisation, la largeur de la zone concernée dans la partie supérieure de l’aquifère est d’environ 200 mètres au total. L'injection des eaux dans la partie superficielle de l’aquifère devrait provoquer une remontée du niveau de la nappe d’environ 25 cm à l’extrados du forage de rejet. Cette remontée s'atténuera très rapidement en s'éloignant du puits du fait des bonnes caractéristiques hydrogéologiques de l’aquifère (moins de 3 cm à 60 mètres du puits de rejet).

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Figure 23 : Trajectoires calculées (nappe alluviale)

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7.3.5.4. Incidence sur la qualité des eaux souterraines

L'exploitation des eaux souterraines s’effectuera à l'aide de pompes électriques immergées. Le fonctionnement électrique de ces dernières exclut donc les risques de contamination par des hydrocarbures ou autres composés.

Le réseau entre les puits et le dispositif de PAC ne comportera pas de liaison avec tout autre réseau (en particulier aucun lien physique avec un réseau AEP).

Des clapets anti‐retour seront mis en place afin d’empêcher tout refoulement de l'eau vers le puits de pompage, lors des phases d'arrêt de ce dernier.

La cimentation en tête, et le tubage d’équipement de chaque puits dépassant d’au moins 20 cm le radier de fond de l’avant‐puits empêcheront toute introduction involontaire d'eau superficielle éventuellement polluée dans la nappe.

L’implantation des forages est choisie en vue de maîtriser l'évacuation des eaux de ruissellement et éviter toute accumulation de celles‐ci autour de la tête des ouvrages.

Ainsi l’exploitation des puits n’aura pas d’incidence sur la qualité des eaux souterraines.

7.3.5.5. Incidence thermique

L'injection dans les alluvions rhénanes des eaux après utilisation, crée une anomalie thermique. Son extension est liée aux caractéristiques de l'aquifère, mais également aux conditions de fonctionnement du doublet de forages. L'évaluation de cet impact en régime transitoire (cf. 6.4) montre que l'impact thermique à l'aval hydraulique direct du forage de rejet sera perceptible dans la partie supérieure de la nappe jusqu’à environ 800 mètres en aval hydraulique du site. Il sera néanmoins limité à ‐ 0,5 °C à 500 mètres en aval hydraulique du puits de rejet (en fin de période de chauffage ou de climatisation). Aucun ouvrage connu captant un débit important dans la partie supérieure de la nappe n’est inventorié à moins de 800 mètres en aval du site. Par ailleurs, les forages de captage des PAC prélèvent en général l’eau de la partie profonde de la nappe. Aussi, à l’exception des ouvrages les plus proches, aucun impact thermique ne sera ressenti au niveau des ouvrages captant actuellement la partie profonde de la nappe.

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Dans le cas des ouvrages les plus proches, les simulations ont montré les points suivants :

- Pour la PAC de l’ilot Noyer située à 225 m an amont : le modèle montre que le projet de la Nuée Bleue n’a aucune incidence sur la PAC ;

- Pour la PAC du Sofitel située à 175 m en amont : le projet de la Nuée Bleue n’a pas ou très peu d’impact ;

- Pour la PAC des DNA située à une centaine de mètres en aval : l’incidence est très limitée puisque selon les résultats du modèle, le projet abaissera la température du puits de captage des DNA de 0,3°C en moyenne ce qui est acceptable par rapport à leur mode de fonctionnement.

7.3.6. Incidence sur les eaux superficielles

Le projet n'interfère pas avec des accumulations ou des passages d'eaux de surface. L'opération sera donc sans impact sur le milieu aquatique.

7.3.7. Proximité d'installations ou zones sensibles

Le projet n'est pas situé à l’intérieur d’un périmètre de protection d’une installation classée ou à proximité d'installations sensibles suivantes :

Distance Installation

A moins de 200 m Aucune décharge, CET ménager ou industriel

A moins de 35 m Aucun stockage dangereux pour les nappes

(hydrocarbures, produits chimiques, produits phytosanitaires, etc.)

Tableau 15 : Zones sensibles

Les puits sont situés à plus de 5 mètres mais à moins de 35 mètres d’un ouvrage d’assainissement. Au niveau de chaque ouvrage, la cimentation et le bouchon d'argile, comblant l'espace annulaire entre le fond de l’avant‐puits et le sommet des crépines, permettent de protéger les niveaux aquifères sollicités et empêchent toute introduction involontaire d'eau superficielle éventuellement polluée dans la nappe (cf. Figure 6 et 10).

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7.3.8. Impacts sur la faune et flore

Les deux puits se situent en zone urbaine ne présentant pas de sensibilité floristique ou faunistique significative.

7.3.9. Effet du projet sur les sites Natura 2000 les plus proches

Le projet n’est pas localisé en zone Natura 2000. Les sites Natura 2000 les plus proches du projet sont situés à 3,7 km au Nord‐Est (cf. Figure 22). La réalisation et l’exploitation du doublet de forages projeté n’auront pas d’impact sur les habitats et espèces référencés dans ces zones naturelles.

7.3.10. Impact sur les biens et le patrimoine culturel

Compte tenu de la distance du projet par rapport aux sites à protéger, le projet ne causera pas d’impact sur ces derniers. Au niveau du bâtiment, des extincteurs appropriés et en nombre suffisant seront positionnés à proximité des installations thermiques afin de combattre efficacement tout début d’incendie. Ces extincteurs seront entretenus en bon état de fonctionnement et vérifiés périodiquement.

7.3.11. Déchets

L’installation thermique n’est pas génératrice de déchets permanents. Les seuls déchets proviendront d’activités annexes à l’installation soumise à déclaration, à savoir vidange des moteurs et changements de pièces usagées. Ces déchets seront éliminés par les filières adaptées. Pour le fluide frigorigène, des vidanges partielles ou totales pourront être effectuées dans le cadre d’opérations de maintenance de l’installation. Dans ce cas, le fluide sera récupéré dans des fûts métalliques, puis réutilisé ou retraité. Ces opérations seront réalisées par des entreprises agréées, conformément au décret 92‐1271 du 07 décembre 1992 modifié par le décret 98‐560 du 30 juin 1998.

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8. Document de santé et de sécurité

Le Maître d’Ouvrage réalisera un Plan de Prévention et de Secours (P.P.S.) pour la période des travaux, puis un P.P.S. spécifique à la phase d’exploitation. Ces documents fixeront les principes et les modalités d’organisation relatives à la sécurité et à la santé en application du Code Minier et du Code du Travail. Le Maître d’Ouvrage prendra ses dispositions pour organiser la mission de coordination de la sécurité et de la santé sur le site. Les P.P.S. seront constitués des Plan Particulier de Sécurité et de Protection de la Santé (P.P.S.P.S.) de chacune des entreprises intervenant sur le site en phase travaux ou en phase d’exploitation. Ils définiront :

• les intervenants,

• l’organisation des travaux,

• l’impact sur l’environnement,

• les règles de sécurité,

• l’analyse et la prévention des risques.

L’exploitation géothermale est soumise au Règlement Général des Industries extractives (décret n° 80‐331 du 7 mai 1980), au REMCA (décret n° 76‐48 du 9 janvier 1976) et au Règlement de sécurité des travaux de recherche et d'exploitation par sondages des mines d'hydrocarbures liquides ou gazeux (décret n° 62‐725 du 27 juin 1962). En outre, l’exploitant se doit d’appliquer les dispositions en matière de sécurité et de protection de la santé prises en application de l’article 28 du décret 2006‐649 qui stipule que « Tout exploitant établit et tient à jour un document de sécurité et de santé dans lequel sont déterminés et évalués les risques auxquels le personnel est susceptible d'être exposé. Ce document précise en outre les mesures prises en ce qui concerne la conception, l'utilisation et l'entretien des lieux de travail et des équipements afin de garantir la sécurité et la santé du personnel. ».

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8.1. Mesures de sécurité pour la protection publique

Les têtes de puits sont installées, conçues et protégées de façon à n’être accessibles que par le personnel qualifié chargé d’intervenir.

8.2. Mesures de sécurité pour la protection des travailleurs

Les risques induits par l’exploitation du doublet géothermique sont principalement de deux types :

• risques de fuite ;

• risques électriques. Le personnel intervenant aura les habilitations nécessaires pour intervenir sur ce type d’installation.

8.2.1. Mesures de sécurité en cas de fuite

En cas d’apparition d’une fuite d’eau sur la boucle de surface entre les vannes maîtresses des puits de production et de réinjection, l’exploitant appliquera les consignes générales et déclenchera la procédure décrite ci‐après :

• fermeture des vannes maîtresses et arrêt des installations de pompage,

• évaluation de la gravité de l’incident établie de façon à mettre en œuvre les moyens d’intervention adaptés.

Avant toute intervention de réparation, l’exploitant devra :

• arrêter l’installation thermique ;

• consigner les variateurs de production et de réinjection et leur protection électrique ;

• fermer les vannes maîtresses dans le local technique pour isoler la partie surface de la boucle géothermale.

L’exploitant veillera à tenir à sa disposition les équipements nécessaires à la réalisation de ces opérations ainsi que les équipements de protection individuels appropriés.

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8.2.2. Cas de travaux de maintenance

Les interventions que l’exploitant est susceptible de faire réaliser par une entreprise extérieure sur les puits sont les suivantes:

• manœuvres de remplacement d’un groupe de pompage immergé,

• réalisation périodique de pompage d’essai et d’inspection caméra des puits de contrôle,

• travaux de maintenance ou de réparation des puits (régénération, rechemisage...).

A cette occasion, un document de sécurité spécifique sera établi par l’entrepreneur en charge des travaux décrivant le programme technique et l’ensemble des mesures et des moyens mis en œuvre pour assurer la sécurité des biens et des personnes pendant la phase d’intervention.

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9. Conditions de l’arrêt des travaux d’exploitation du gîte géothermique (abandon des puits)

Pour le cas où les puits viendraient à être abandonnés et conformément à l’Article 4.3.2 de l’arrêté du 25 juin 2015 relatif aux prescriptions générales applicables aux activités géothermiques de minime importance, les mesures suivantes seront mises en œuvre :

- une vérification de I’ intégrité de la cimentation de l'espace annulaire en cas de doute et le comblement de ce dernier en cas d'absence de cimentation ;

- le comblement des puits par un ciment adapté hormis dans les parties crépinés où des matériaux grossiers propres seront mis en place ;

- l’obturation des puits par un bouchon imperméable d'argiles gonflantes et de ciment ;

- la conservation de la localisation des puits comblés par un repérage approprié. Dans les deux mois qui suivent la fin des travaux de comblement, le déclarant transmettra à la DREAL, le rapport de fin des travaux comprenant :

- le nom de l'exploitant, la date d'arrêt d'exploitation de chaque puits géothermique ;

- le nombre des sondages comblés, le code national BSS (Banque du sous‐sol) associés à chaque puits et leurs coordonnées dans le référentiel WGS 84 ;

- ‐ la description des travaux réalisés avec le procès verbal de contrôle de la cimentation le cas échéant ;

- ‐ s'il y a lieu, les mesures de surveillance des effets de l'échangeur géothermique sur son environnement, qui sont maintenues à l'issue de l'arrêt des travaux.

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Observations sur l'utilisation du rapport Ce rapport, ainsi que les cartes ou documents, et toutes autres pièces annexées constituent un ensemble indissociable ; en conséquence, l’utilisation qui pourrait être faite d’une communication ou reproduction partielle de ce rapport et annexes ainsi que toute interprétation au‐delà des énonciations d’Antea Group ne sauraient engager la responsabilité de celle‐ci. Il en est de même pour une éventuelle utilisation à d’autres fins que celles définies pour la présente prestation.

de création d’un forages à pour un futur hôtel de rue de ...

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