La géothermie est une énergie renouvelable qui utilise la chaleur contenue dans le sous-sol et peut prendre différentes formes selon la profondeur à laquelle l’énergie est exploitée. On distingue deux types de géothermie :

• La géothermie de surface exploite les ressources présentes dans les couches peu profondes du sol, généralement entre quelques mètres et 200 mètres de profondeur. Elle est principalement utilisée pour des projets à l’échelle d’un bâtiment ou d’un quartier. Une étude entreprise par le BRGM pour le compte de l’État, via l’ADEME, et de la Métropole du Grand Paris, avait révélé le potentiel important de la géothermie de surface dans l’espace francilien (1).
• La géothermie profonde valorise la chaleur contenue dans les aquifères profonds situés au-delà de 200 et jusqu’à 3 000 mètres de profondeur, par la réalisation de forages : un forage dit producteur pour extraire l’eau du sous-sol et un forage dit injecteur pour restituer le volume après prélèvement des calories en surface. Elle est associée le plus souvent à des réseaux de chaleur permettant d’alimenter en chauffage et eau chaude sanitaire des ensembles urbains, voire des villes entières, ou des bâtiments à gros besoins, type piscines. Développée à la faveur des chocs pétroliers des années 1970, la géothermie profonde constitue un atout pour faire face aux défis énergétiques actuels, en mettant à disposition des territoires une chaleur renouvelable, locale, et donc à prix maîtrisé.

• Ce que l’on recherche :
  Une roche présente dans le sous-sol, au-delà de 500 m, contenant de l’eau chaude en volume suffisant, et pouvant être mobilisée par forage pour alimenter les réseaux de chaleur en surface, puis réinjectée dans le sous-sol

  • Réservoir --> couches géologiques / roches
  • Volume d’eau --> porosité / saturation
  • Mobile --> perméabilité
  • Chaude --> gradient géothermique (3°C/100 m)
• Comment voir et connaître le sous-sol ?
  • observations directes : puits
  • observations indirectes : méthodes d’exploration non destructives : sismique 2D, électromagnétique, gravimétrie…

Notion de porosité © ig.unil.ch

Qu’est ce qu’un réservoir ? © ig.unil.ch

Un levier clé pour répondre aux besoins énergétiques du territoire francilien

En France, plus de 70 réseaux de chaleur urbains sont aujourd’hui alimentés par la géothermie profonde. La région Île-de-France concentre le plus grand nombre d’installations - associant géothermie profonde et géothermie de surface -, et représente la majeure partie de la production nationale de chaleur d’origine géothermale, avec 1,974 TWh produits en 2024 en géothermie profonde (source : Sybase, BRGM-ADEME). Une performance qui s’explique par la bonne connaissance du sous-sol du territoire, depuis les explorations pétrolières des années 1970/90 et le développement d’opération à fort succès dans l’Est parisien.

Aujourd’hui, la géothermie est de plus en plus plébiscitée par les collectivités, et pleinement intégrée dans la feuille de route énergétique des pouvoirs publics. Le gouvernement a lancé en février 2023 un plan visant à développer les géothermies en France, et notamment à multiplier par 2 à 3 le nombre de projets de géothermie profonde par an d’ici à 2030. C’est dans ce cadre que s’est inscrite cette deuxième campagne menée par le BRGM pour le compte de l’ADEME en Île-de-France et de la Région Île-de-France, avec pour ambition de développer une solution adaptée aux besoins urbains et alignée avec les objectifs de décarbonation de la région, en ciblant les zones où la géothermie est encore peu développée, du fait d’un certain manque de connaissances du sous-sol. Aujourd’hui les deux tiers de l’énergie consommée sur le territoire
francilien sont liés au chauffage de bâtiments résidentiels et tertiaires.

(1) Rapport BRGM Cartographie du potentiel de la géothermie de surface sur le territoire de la Métropole du Grand Paris infoterre.brgm.fr

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La géothermie

On distingue différents types de géothermie. Celle dite de surface utilise l’énergie présente dans le sous-sol à des profondeurs variant de quelques mètres à 200 mètres. La température du sol est stable, entre 10 et 20°C. En hiver, le sol refroidit moins vite que l’air extérieur, et constitue un réservoir de chaleur. En été c’est l’inverse. Une étude entreprise par le BRGM entre 2020 et 2022, pour le compte de la Métropole du Grand Paris et de l’ADEME, avait révélé le potentiel important de la géothermie de surface dans l’espace francilien.
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• l’Oxfordien, encore jamais exploité en géothermie en Île-de-France, entre 700 et 1600 mètres de profondeur dans la zone d’étude ;
• le Dogger, aujourd’hui exploité par 54 installations avec près de 1,97 TWh produit en 2025, mais dont le potentiel restait incertain dans l’ouest et le sud francilien - les centrales existantes sont en effet concentrées dans le Val-de-Marne et la Seine-Saint-Denis -, situé entre 1000 et 2000 m de profondeur dans la zone d’étude ;
• le Trias, également inexploité jusqu’ici en Île-de-France, situé entre 1200 et 2500 mètres de profondeur sur la zone d’étude.

• Le Dogger, bien que moins performant qu’à l’est de Paris, ce réservoir présente un potentiel géothermique dans la zone. L’étude a permis de mieux localiser la présence des formations géologiques caractérisées par des facies marneux imperméables, moins favorables à la géothermie et les formations calcaires poreuses à cibler pour le développement de nouveaux projets. La température de cette ressource varie de 50 °C jusqu’à près de 80°C d’ouest en est.
• L’Oxfordien apparaît comme une ressource très prometteuse, sur une grande partie de la zone étudiée. Le récent forage d’Alfortville à l’ouest du Val-de-Marne a par ailleurs confirmé ce potentiel avec des débits testés très encourageants. Même si ses températures sont plus faibles que le Dogger, entre 40°C et 65°C, il pourrait devenir une nouvelle ressource majeure pour la géothermie régionale, notamment en combinaison avec des pompes à chaleur ou en extension de réseau de chaleur existant. Le BRGM souhaite poursuivre l’exploration de ce réservoir via des projets de recherche. Des mesures additionnelles telles que faites pour le forage récent d’Alfortville lors de la foration de projet au Dogger permettront d’apporter de nouvelles informations essentielles pour la caractérisation de cette ressource.
• Les formations du Trias sont désormais mieux comprises sur le plan structurel. La typologie dépôts-roches et les géométries des formations restent encore aujourd’hui complexes : dépôts ayant la forme de cône alluviaux, comme on peut l’observer dans la nature, sans pouvoir préciser l’orientation, les épaisseurs de ces éléments. L’étude a permis toutefois d’identifier 3 réservoirs d’intérêt, et de proposer une mise à jour de la profondeur du toit et de la base des trois réservoirs du Trias identifiés dans la zone d’étude. On distingue ainsi (I) le réservoir de Donnemarie, qui bien que limité spatialement à l’extrémité sud-est de la zone d’étude est déconnecté du réservoir sus-jacent, (II) le réservoir de Chaunoy, qui présente de bonnes épaisseurs et une continuité latérale de facies sur le secteur sud de la zone d’étude - Chevannes, Ballancourt-sur-Essonne -, et (III) le réservoir de Boissy sus-jacent, peu épais et discontinu dans l’espace, déconnecté du réservoir de Chanoy. Des investigations complémentaires ciblées, notamment via des acquisitions locales de sismiques 3D, pourront être envisagées pour améliorer la connaissance de l’architecture complexe de ces réservoirs et envisager leur exploitation en limitant considérablement les risques d’échec.

Les différents types de géothermie © BRGM

La transition énergétique est l’une des priorités de l’ADEME, pour répondre aux objectifs ambitieux fixés par la loi : réduire de 40 % les émissions de CO2 par rapport à 1990, atteindre 33 % d’énergie renouvelable en 2030 et la neutralité carbone d’ici 2050.

Pour ce faire, elle mobilise notamment le Fonds Chaleur, lancé par l’État en 2009, visant à guider les collectivités et les entreprises dans la généralisation de la chaleur renouvelable à travers le financement d’études et de projets.
En parallèle, afin d’amplifier le soutien à la production de chaleur par géothermie, surtout profonde, l’ADEME Île-de-France s’entoure de partenaires, tels que l’Association Française des Professionnels de la Géothermie et du BRGM, pour la réalisation d’étude, de recherche et développement, et de sensibilisation sur la géothermie.

Les résultats du programme Géoscan Île-de-France mené dans ce cadre avec le BRGM et la Région Île-de-France permettent ainsi de franchir une nouvelle étape dans l’accompagnement des collectivités franciliennes, et ouvrent la voie au soutien, par l’État - via l’ADEME Île-de-France - de nouveaux projets de création de réseaux de chaleur, sur les zones pertinentes.
Grâce à ses dispositifs, en 2025, l’ADEME Île-de-France a :

• Mobilisé 100 M€ de subventions pour le développement de la chaleur renouvelable.
• Permis l’utilisation de 514 gigawattheures d’énergie renouvelable et de récupération.
• Contribué à éviter 125 000 tonnes de CO2.
• Consacré 80 % des aides du Fonds Chaleur eu développement de la géothermie profonde.

Cheffe de file sur l’air, l’énergie et le climat, depuis 2015, la Région Île-de-France s’inscrit dans une trajectoire climatique ambitieuse, avec l’objectif de tendre vers un territoire zéro carbone.
Depuis 2016, la Région a mobilisé près de 250 M€ pour soutenir près de 700 projets d’énergies renouvelables et de récupération, dont plus de 80 projets de géothermie profonde pour 108 M€, et près de 40 projets de géothermie de surface pour 7,5 M€, avec réseaux de chaleur et de froid associés. Le 12 mai dernier, la Région Île-de-France a présenté son plan Énergie 2026-2028 pour accélérer la décarbonation du territoire et protéger les Franciliens face aux chocs énergétiques. Composé de 4 axes, le premier est consacré à la production d’énergie locale décarbonée en remplacement d’énergie fossile, et se traduit par la mise en place d’un Contrat Énergie entre les collectivités locales et la Région pour soutenir notamment leurs projets de géothermie.

Données utilisées dans le cadre du projet pour la construction des modèles
© BRGM, ADEME, Conseil Régional IDF