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72021.11-RN003b_CET ZITUIL 28 mars 2017

CONCEPT ENERGÉTIQUE TERRITORIAL DE LA ZITUIL

VERSION - a b

DOCUMENT 72021.11-RN003_CET ZITUIL

72021.11-RN003a_CET ZITUIL

72021.11-RN003b_CET ZITUIL

DATE 10 mars 2017 21 mars 2017 28 mars 2017

ELABORATION Johan Poirot Johan Poirot Johan Poirot

VISA Loïc Lepage Loïc Lepage Loïc Lepage COLLABORATION DISTRIBUTION OCEN

Alejandro Lago Gomez OCEN Alejandro Lago Gomez

OCEN Alejandro Lago Gomez

CET ZITUIL 1


LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Localisation du périmètre d'étude et investigations élargies ........................................ 3 Figure 2 : Repérage des pièces de la ZITUIL ............................................................................... 4 Figure 3 : Phasage de réalisation de la ZITUIL ............................................................................. 5 Figure 4 : Consommations annuelles globales ............................................................................. 6 Figure 5 : Repérage des secteurs adjacents à la ZITUIL ............................................................. 7 Figure 6 : Position de la nappe de Montfleury ............................................................................... 8 Figure 7 : Doublet géothermique sur la nappe de Montfleury et réseau CAD ............................ 10 Figure 8 : Localisation des puits de Peney pour le prolongement des conduites existantes...... 12 Figure 9 : Schéma de principe des installations de pompage des puits de Peney et d'alimentation de l'Hôpital La Tour et du quartier des Vergers .......................................................................... 13 Figure 10 : Zones propices à la géothermie moyenne profondeur (Source : GEothermie 2020) 14 Figure 11 : Installations Biogaz Millo-Zeller ................................................................................ 17 Figure 12 : Comparaison demande thermique périmètre ZITUIL – surplus Millo-Zeller ............. 18 Figure 13 : Réseaux eaux usées et STEP dans un périmètre élargi .......................................... 19 Figure 14 : Bilan des potentiels énergétiques renouvelables ..................................................... 20 Figure 15 : Réseaux CAD sur le canton de Genève (Source : SIG 2017) .................................. 21 Figure 16 : Tracé du barreau de Montfleury et de la demi-jonction autoroutière du Canada validé par le COPIL du GP ZIMEYSAVER ............................................................................................ 22 Figure 17 : Passerelles sur le futur barreau de Montfleury ......................................................... 23 Figure 18 : Carte générale de gestion des eaux de la ZITUIL .................................................... 23 Figure 19 : Cartographie des potentiels énergétiques renouvelables locaux et opportunités réseaux ........................................................................................................................................ 25 LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Calcul des surfaces brutes de plancher ..................................................................... 4 Tableau 2 : Demande énergétique annuelle de la ZITUIL ............................................................ 6 Tableau 3 : Potentiel thermique – champs de sondes géothermiques verticales ......................... 9 Tableau 4 : Débits théoriques de pompage de la nappe de Montfleury et paramètres réseau CAD ..................................................................................................................................................... 11 Tableau 5 : Caractéristiques des puits de Peney........................................................................ 12 Tableau 6 : Potentiel énergétique – Puits de Peney ................................................................... 13 Tableau 7 : Capacité des STEP dans un périmètre élargi .......................................................... 19 Tableau 8: Synthèse des ressources – contraintes et modalités ................................................ 26 Tableau 9 : Acteurs et rôles ........................................................................................................ 27

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TABLE DES MATIÈRES Page

1. Introduction 3

2. Besoins énergétiques 4

2.1 Hypothèses 4

2.2 Besoins thermiques et électriques 6

3. Potentiel en ressources énergétiques renouvelables locales 8

3.1 Géothermie 8 3.1.1 Champs de sondes 9 3.1.2 Aquifère : nappe de Montfleury 10 3.1.3 Conduites existantes sur la nappe du Rhône (puits de Peney) 12 3.1.4 Chapitre géothermie moyenne profondeur 14

3.2 Solaire 15

3.3 Rejets de chaleurs et Biogaz 16 3.3.1 Rejets thermiques zone industrielle 16 3.3.2 Société Givaudan 16 3.3.3 Société Millo-Zeller 16

3.4 Eaux usées 19

3.5 Bilan des potentiels énergétiques renouvelables 20

4. Infrastructures énergétiques 21

4.1 Infrastructures existantes 21 4.1.1 Chaleur 21 4.1.2 Gaz 21 4.1.3 Électricité 21

4.2 Infrastructures projetées 22 4.2.1 Barreau de Montfleury 22 4.2.2 Voiries Réseaux Divers (VRD) 23

5. Synthèse et stratégie énergétique proposée 24

6. Rôle des acteurs 27

7. Conclusions 28

8. Annexes 29

8.1 Annexe 1 : Carte du Concept Énergétique Territorial du périmètre restreint de la ZIMEYSAVER – CET 2014-12 30

8.2 Annexe 2 : Carte du Concept Énergétique Territorial du périmètre élargi de la ZIMEYSAVER – CET 2014-12 31

8.3 Annexe 3 : Fiche secteur 1 – Crottes-au-Loup / partie de la zone Villas 32

8.4 Annexe 4 : Fiche secteur 5 – Les Vidollets 35

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1. Introduction En 2016, l'État de Genève, en collaboration avec les villes de Meyrin et Vernier, la commune de Satigny et la Fondation pour les Terrains Industriels de Genève (FTI) ont mandaté le groupement LMLV / CITEC / BG / Sofies afin de réaliser le plan directeur de la Zone Industrielle des Tuilières (ZITUIL). Ce mandat porte sur les domaines suivants : urbanisme, paysage, mobilité, environne-ment, foncier et économie.

Le présent document porte essentiellement sur l'aspect énergétique, du mandat confié au grou-pement, qui comprend la réalisation d'un concept énergétique territorial au sein de la loi (LEn – L 2 30) s'intégrant dans le concept énergétique territorial de la ZIMEYSAVER (CET 2014-12 "GP ZIMEYSAVER" validé le 23 mars 2015 par l'Office cantonal de l'énergie (OCEN)). Le CET 2014-12 a été réalisé par BG en 2014 et avait permis la réalisation de cartes jointes en annexes du présent document. Le présent CET se base aussi sur le rapport "Diagnostic des ressources éner-gétiques renouvelables et exploitation possible dans le cadre des PDZI" (CET 2011-45), réalisé par BG en 2010 et validé le 31 mai 2012 par l'OCEN.

Les objectifs de l'étude consistent en :

§ la définition des ressources énergétiques, notamment renouvelables, disponibles et exploi-tables pour les usages spécifiques des futurs utilisateurs de la ZITUIL

§ l'intégration de ces résultats et corolaires dans la planification directrice et dans le cahier des charges d'aménagement de la ZI.

Cette démarche est initiée afin de répondre aux objectifs de politique énergétique et environne-mentale du Canton de Genève en apportant des solutions concrètes aux usagers des ZI afin de limiter leur impact environnemental et leurs émissions de gaz à effet de serre.

Figure 1 : Localisation du périmètre d'étude et investigations élargies

ZITUIL

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2. Besoins énergétiques

2.1 Hypothèses

Les besoins énergétiques de la ZITUIL sont calculés de la manière suivante :

§ Estimation de la SBP1 à partir du calcul de densité, en date du 07/03/2017, réalisé par le bureau d'urbanistes LMLV. Ces calculs sont présentés dans le tableau suivant :

Tableau 1 : Calcul des surfaces brutes de plancher

Figure 2 : Repérage des pièces de la ZITUIL

1 Surface Brute de Plancher

N° PièceSurface Pièce

Parcelles concernées pour chaque pièce

Surface au sol

bâtiments existants

SPB construite

Densité existante

Densité proposée

Total SBP possible sur le terrain vierge

de construction

Total SBP possible après prise en

considération des surfaces déjà construites

Surface de parking en sous-sol

(approx)

m2 m2 m2 SBP IUS IUS m2 m2 m2

1 3550 7494, 3718 0 0 0.00 1.2 4260 4260 12782 3210 3718, 927 0 0 0.00 1.2 3852 3852 11563 3300 927, 6950 0 0 0.00 1.2 3960 3960 1188

4 37207732, 7645, 7621, 927, 3970,

7721, 6950587 673 0.18 1.2 4464 3791 1339

5 7400 7621, 7645, 927, 3718 0 0 0.00 0.8 5920 5920 17766 6220 7646, 7645, 0 0 0.00 0.8 4976 4976 14937 13450 7620, 7645, 7647 4542 8202 0.61 1.2 16140 7938 48428 8150 915, 7298, 7722, 7647 700 1009 0.12 1.2 9780 8772 29349 2400 772, 7645, 7647, 7646 263 485 0.20 1.4 3360 2875 1008

Barreau de Montfleury

115007494, 37187621, 927, 7721,

7732

Total 51400 10368 56712 46344 170141.10Densité moyenne du périmètre du PDZI =

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§ Utilisation des ratios de demande thermique et électrique par m2 de SRE selon deux standards de construction : HPE et MINERGIE-P

À noter que la variante MINERGIE n'est pas étudiée car celle-ci est moins performante que la variante HPE dans le canton de Genève.

§ Répartition des affectations : 90% d'industries (petite industrie et artisanat), 10% de ser-vices et de bureaux.

§ La planification de la ZITUIL est actuellement la suivante (horizon global 2027) :

o Phase 1 : Urbanisation des secteurs 1 à 4

o Phase 2 : construction du barreau de Montfleury

o Phase 3 : Urbanisation des secteurs 5 et 6

o Phase 4 : Urbanisation des secteurs 7 à 9

Figure 3 : Phasage de réalisation de la ZITUIL

Pour la suite de l'étude nous avons donc considéré la surface totale brute de plancher sur les terrains vierges de construction, soit 56 712 m2.

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2.2 Besoins thermiques et électriques

Les besoins thermiques (chauffage, production d’ECS2, rafraichissement) ainsi que les besoins électriques, pour les variantes HPE et MINERGIE-P, sont présentés ci-après (Tableau 2 et Figure 4).

Demande annuelle ZITUIL [MWh/an] Base légale (HPE) Minergie-P

Chauffage 2 185 1 639 ECS 372 1 639 Rafraichisse-ment 30 1 639

Électricité 882 1 639 Tableau 2 : Demande énergétique annuelle de la ZITUIL

Figure 4 : Consommations annuelles globales

2 Eau chaude sanitaire

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Dans une approche du périmètre élargi, le Plan Directeur des Énergies de la Ville de Vernier (CET 2015-08 validé le 9 octobre 2015 par l'OCEN) présente les secteurs stratégiques principaux de la commune ainsi que des fiches de synthèse par secteur énergétique homogène. Les fiches des secteurs adjacents à la ZITUIL (Figure 5), sont disponibles en annexe du présent document, à savoir :

§ Secteur 1 : Crotte-au-loup / partie de la zone villa

Le secteur "Crotte-au-Loup" (fiche présentée en annexe) est actuellement une zone de villas à forte prédominance en énergie fossile.

Les besoins futurs du secteur, fournis dans la fiche secteur en annexe, ne cor-respondent plus à la situation futurep. En effet, suite à l'étude d'aménagement réalisée pour le secteur de Crotte-au-Loup (validation du scénario 1), ce secteur est amené à évoluer vers une zone de jardins familiaux.

§ Secteur 5 : Les Vidollets

Le secteur "Les Vidollets" est actuellement une zone de villas et une zone agricole à forte prédominance en énergie fossile. Ce secteur ne présente pas de projets d'aménagements futurs. La densité de cette zone étant faible, elle ne présente pas un intérêt vis-à-vis de la ZITUIL, et l'énergie fossile pourra être substituée via une utilisation des énergies renouvelables locales.

Figure 5 : Repérage des secteurs adjacents à la ZITUIL

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3. Potentiel en ressources énergétiques renouvelables locales Un ensemble de ressources et filières énergétiques renouvelables d’origine locale, dont le poten-tiel pourrait être valorisé dans le périmètre immédiat, a été identifié.

3.1 Géothermie

Il est important de noter au préalable que le périmètre d’étude se situe au niveau de la nappe phréatique de Montfleury qui appartient au domaine public (Figure 6). Il s’agit d’un réservoir aqui-fère important (environ 20 millions de mètres cubes3) situé à une soixantaine de mètres de pro-fondeur. Cette nappe se situe à une température proche de 12°C tout au long de l’année, et elle s’écoule vers le Rhône selon une direction nord-est/sud-ouest. Le GESDEC confirme que la nappe est exploitable à des fins énergétiques.

La nappe de Montfleury a fait l'objet d'une évaluation de son potentiel géothermique en 2010 (CET 2011-07 validé le 8 février 2011 par l'OCEN), chiffré à 1.87 W/m2. Ce résultat découle de plusieurs hypothèses, et malgré ces connaissances théoriques, des tests de pompage doivent être réalisés afin de connaitre le potentiel réel de la nappe. Actuellement, des forages test ont été réalisés au niveau de la Zone industrielle de Riantbosson (ZIRIAN), mais les résultats ne peuvent pas être appliqués au périmètre de la ZITUIL.

Figure 6 : Position de la nappe de Montfleury

Il est proposé d’explorer quatre filières pour la valorisation de la ressource géothermique :

§ la mise en œuvre de champs de sondes verticales connectés à des pompes à chaleur (PAC)

§ la mise en œuvre d’un système de doublet géothermique sur la nappe de Montfleury (pom-page et restitution de l’eau avec valorisation thermique par pompe à chaleur)

§ le raccordement aux puits de Peney pompant l'eau de la nappe du Rhône (pompage et res-titution de l’eau avec valorisation thermique par pompe à chaleur)

§ la mise en œuvre de forages géothermiques moyenne profondeur

Les modalités et contraintes de mise en œuvre, ainsi que les potentiels de ces quatre filières, sont développés ci-après. 3 Source service cantonal de géologie

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3.1.1 Champs de sondes

L’utilisation de cette filière nécessite de prévoir une certaine surface de terrain, afin d’y installer les sondes. On estime la taille de cette surface en partant des données et hypothèses suivantes :

§ Surface nette de terrain sur le périmètre de la ZITUIL : 51 400 m2 § Coefficient d’occupation des sols (COS) : 0,23 § Surface de terrain libre de construction (compte tenu du COS) : 39 578 m2 § Surface effectivement disponible pour les champs de sondes (hypothèse de 30% de

la valeur précédente) : 11 873 m2

Étant donné la présence de la nappe de Montfleury, avec un écoulement d’eau souterraine signi-ficatif, toute recharge thermique du terrain en été ne sera peut-être pas praticable. Cependant, la présence d’eau étant très favorable à la qualité du transfert de chaleur au niveau des sondes, une prestation de rafraîchissement en été peut être incluse dans la mise en œuvre de cette so-lution.

Au niveau des bâtiments, la conception d’émetteurs thermiques permettant de coupler chauffage basse température et refroidissement haute température est recommandée, afin de bénéficier notamment d’un rafraîchissement passif en été, sans apport d’énergie électrique supplémentaire.

Les potentiels thermiques en chauffage et rafraîchissement de la ZITUIL (Tableau 3) sont estimés à partir des hypothèses suivantes : § Longueur utile par sonde : 150 m § Espacement entre les sondes : 8 m § Puissance linéaire extractible (chauffage) : 40 W/m § Puissance linéaire injectable (rafraîchissement) : 28 W/m § COP des pompes à chaleur : 3,5 § Surface totale des champs de sonde (voir précédemment) : 11 873 m2

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Prestation CHAUD

Puissance extractible du terrain 1 417 kW Puissance fournie par les PAC 1 984 kW Énergie annuelle fournie par les PAC (2000 heures de fonction-nement par an) 3 968 MWh

Prestation FROID

Puissance de refroidissement 992 kW Énergie annuelle fournie par les sondes (800 heures de fonction-nement par an) 794 MWh

Électricité Consommation électrique pour 2000 heures de chauffage par an 1 134 MWh Puissance électrique requise 567 kW

Nombre de sondes 236

Tableau 3 : Potentiel thermique – champs de sondes géothermiques verticales

On constate que ce potentiel peut couvrir l’intégralité des besoins thermiques de chaleur et de froid (Figure 4).

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3.1.2 Aquifère : nappe de Montfleury La mise en œuvre de cette filière nécessite la création d’un système de doublet géothermique sur la nappe de Montfleury. Un puits de captage (équipé d’une pompe immergée) et un puits de rejet sont créés.

Le puits de captage alimente, via une station de pompage (Figure 7) une boucle de distribution de la ressource au pied des bâtiments, dont le niveau de température correspond à celui de la nappe (environ 12oC) ; le retour du réseau est relié au puits de rejet. Ce réseau a vocation à alimenter tous les futurs bâtiments du périmètre immédiat. La station de pompage avec tous les équipe-ments associés (vannes, régulation, etc.) peut être installée au sous-sol d’un des bâtiments à construire.

Le réseau CAD alimente des sous stations réparties dans chaque bâtiment raccordé ; ces sous stations incluent une pompe à chaleur, alimentant un échangeur de chaleur auquel vient se rac-corder le client pour le chauffage, ainsi qu’un autre échangeur pour la fourniture de froid (Figure 7). Ces sous-stations ne nécessitent pas plus de place qu’une installation classique.

L’emploi de PAC décentralisées, plutôt qu’un système centralisé alimentant un réseau directe-ment à la température de chauffage, permet d’envisager, pour chaque bâtiment, selon leurs be-soins et la saison, de fournir une prestation de chauffage et/ou de refroidissement.

Figure 7 : Doublet géothermique sur la nappe de Montfleury et réseau CAD

Au niveau des bâtiments, la conception d’émetteurs thermiques permettant de coupler chauffage basse température et refroidissement haute température est recommandée, afin de bénéficier notamment du rafraîchissement direct en été, sans apport d’énergie électrique supplémentaire.

Départ réseau

CAD ~ 12°C

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Une incertitude demeure quant à l’utilisation de cette ressource. Une évaluation hydrogéo-logique ainsi qu'un forage test in situ devront être réalisés afin de déterminer les caracté-ristiques du sous-sol (températures, etc.) et le débit soutirable. Pour rappel, des forages tests ont été réalisés à la ZIRIAN, mais ces résultats ne peuvent être appliqués pour la ZITUIL.

Le débit nécessaire pour assurer les besoins de chaleur est estimé en considérant, d’une part, une différence de température de 3K entre le captage et le rejet4 et, d’autre part, la demande thermique (puissance de chauffage spécifique) compte tenu d’un COP des pompes à chaleur de 3,5. Les valeurs de débits et de diamètres des tuyaux du réseau CAD sont données dans le selon les deux hypothèses de construction (HPE et Minergie-P®).

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HPE MINERGIE-P Puissance soutirée sur la nappe [kW] 2 831 2 011

Débit nécessaire pour un DT de 3K [l/s] 226 160 Débit en [m3/h] 813 577

Diamètre intérieur tuyau pour V = 2 m/s [mm] 379 320 Diamètre extérieur [mm] 390 330

Tableau 4 : Débits théoriques de pompage de la nappe de Montfleury et paramètres réseau CAD

Ces débits ne sont donnés qu'à titre indicatif et doivent être déterminés par une étude hydrogéo-logique, pour connaître la transmissivité de la nappe. Pour pallier à ces débits d'extraction impor-tants plusieurs doublets géothermiques sont à envisager de manière à distribuer dans l'espace le prélèvement de la ressource.

L'exploitation de la nappe de Montfleury doit être maîtrisée car si celle-ci est surexploitée, son niveau risque de baisser (influence du cône de rabattement) et cela peut provoquer des pro-blèmes multiples : géotechniques (tassement, tilting, fissures, etc.), et conflits d'usage (pertes de la ressource pour d'autres exploitations).

4 Valeur imposée par la réglementation pour des nappes du domaine public.

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3.1.3 Conduites existantes sur la nappe du Rhône (puits de Peney)

Une conduite d’eau potable désaffectée prélevait l’eau de la nappe du Rhône au niveau des stations de pompage du Peney pour alimenter le CERN (localisation des puits de Peney Figure 8). Les caractéristiques principales des puits de Peney sont présentées dans le tableau suivant :

Puits Peney I Peney II Peney III

Année de mise en service 1956 1962 1 970 Profondeur [m] 25.5 35 35

Débit [m3/h] 680 430 250 Temp. moy. [°C] 12.31 12.32 12.84 Temp. max. [°C] 14.2 15.8 18.5 Temp. min. [°C] 11.5 10.8 11

Tableau 5 : Caractéristiques des puits de Peney

Les dernières études et réalisations des SIG intègrent la réutilisation des conduites existantes depuis les puits de Peney pour : alimenter en froid l'Hôpital de La Tour et les industriels de la Zone industrielle de Meyrin, Satigny (ZIMEYSA) et, dans un second temps, après préchauffage dans la ZIMEYSA (rejets thermiques liés au froid), alimenter en chaud le quartier des Vergers avec de meilleures performances (concept énergétique Figure 9).

Figure 8 : Localisation des puits de Peney pour le prolongement des conduites existantes

II

I

III

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Figure 9 : Schéma de principe des installations de pompage des puits de Peney et d'alimentation de l'Hô-

pital La Tour et du quartier des Vergers

Le potentiel énergétique de la nappe du Rhône, par l'utilisation des puits de Peney I et III sur le périmètre de la ZITUIL, est quantifié dans le tableau suivant :

Débit disponible à la source chaude de la PAC [m3/h] 930 Delta T [°C] 3 Puissance extraite [kW] 3 240 COP 3.5 Énergie de chauffage sur 2000 h [MWh] 6 479

Tableau 6 : Potentiel énergétique – Puits de Peney

Les besoins de chaud estimés de la ZITUIL étant d'environ 2 830 MWh (pour le scenario HPE), l'utilisation des puits de Peney pour la couverture des besoins de chaleur apparait comme étant une solution pertinente. À noter que ce concept aurait pour conséquence de rafraichir la boucle, optimisant d'autant plus l'utilisation des conduites en aval pour le rafraichissement dans le péri-mètre de la ZIMEYSA.

Il pourrait aussi être envisagé de couvrir une partie des besoins froids de la ZITUIL à partir de ces installations. Cependant, les puissances et niveaux de températures mis en jeu devront faire l'objet d'une étude afin de ne pas avoir un impact négatif sur le fonctionnement du concept de l'Hôpital de La Tour et de la ZIMEYSA : il faudra veiller à ne pas monter la température de l'eau du réseau afin de conserver l'efficacité du rafraichissement.

Nous avons contacté les SIG, afin de connaître leur point de vue sur ce concept. Ils ont exprimé un intérêt pour le raccordement de la ZITUIL, en vue d'optimiser la production de froid sur la ZIMEYSA (MM. Monnard et Perrier-Bavoux, entretiens du 03.03.2017). Une étude de faisabilité devrait être menée afin de pouvoir valider la possibilité de raccordement des puits de Peney à la ZITUIL.

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3.1.4 Chapitre géothermie moyenne profondeur

En complément, une première phase du programme GEothermie 2020, menée par le GESDEC, les SIG et l'OCEN, présente les zones propices au développement de la géothermie moyenne profondeur (cf. repérage en rouge sur la figure ci-dessous).

La ZITUIL n'étant pas directement située au niveau des failles identifiées, cette technologie parait limitée pour ce périmètre. Dans tous les cas, un forage test devra être réalisé afin de valider les caractéristiques et le potentiel du sous-sol.

Actuellement, des forages test sont prévus en bordure du Jura et dans la rive droite du canton dans le cadre du programme GEothermie 2020. En parallèle, des études sont menées sur l'ap-plication de la géothermie moyenne profondeur et les possibilités de stockage thermique saison-nier (études en cours avec BG).

Figure 10 : Zones propices à la géothermie moyenne profondeur (Source : GEothermie 2020)

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3.2 Solaire

Compte tenu de l’affectation des bâtiments, la priorité devra être mise sur les installations solaires photovoltaïques. Cependant, conformément à la loi sur l'énergie, 30% des besoins en eau chaude sanitaire des bâtiments devront être couverts par l'énergie solaire (possibilité de dérogation si les besoins en ECS sont faibles). Ainsi, les potentiels solaires, aussi bien thermique que photovol-taïque, sont ici évalués. Ils sont basés sur les hypothèses suivantes : § La surface au sol totale des bâtiments est de 11 939 m2, compte-tenu d'un COS de 0,23 § La surface des toits des bâtiments est supposée égale à 80% de leur surface au sol § 35% de la surface des toits est végétalisée, donc inutilisable pour les panneaux solaires. § 50% de la surface restante est supposée être valorisée avec l’installation des panneaux

solaires § La production de chaleur des panneaux solaires thermiques est de 430 kWh/m2 § Les besoins annuels d'eau chaude sanitaire à couvrir par le solaire sont de 370 429 kWh

(30% des besoins d'ECS selon la loi dur l'énergie LEn L 2 30) § La production électrique des panneaux solaires photovoltaïques est de 116 kWh/m2

On obtient ainsi une surface utile de 3 104 m2 disponible pour les panneaux solaires, répartis comme suit : § 258 m2 de panneaux solaires thermiques pour la production de chaleur, soit une produc-

tion de chaleur annuelle de 111 129 MWh § 2 846 m2 de panneaux solaires photovoltaïques, soit une production électrique annuelle

de 330 112 MWh

Remarque : Cette estimation est basée sur l'hypothèse la plus pessimiste, c'est-à-dire si la com-binaison entre toitures végétalisées et panneaux solaires photovoltaïques n'est pas réalisable. Cependant, il est tout à fait envisageable, voire préférable pour l'amélioration des performances des panneaux solaires, de combiner toitures végétales et couverture solaire photovoltaïque. En effet, la toiture végétalisée, retenant une partie de l'eau pluviale, permet de diminuer la tempéra-ture ambiante proche. Sachant que les capteurs solaires photovoltaïques ont un rendement qui diminue avec l'augmentation de la température, cette combinaison est favorable au maintien d'un rendement stable des panneaux solaires, notamment l'été. Cette symbiose nécessite des dispo-sitions techniques particulières comme des toitures plates, actuellement prévues pour les futurs bâtiments de la ZITUIL, et des panneaux inclinés sur châssis.

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3.3 Rejets de chaleurs et Biogaz

3.3.1 Rejets thermiques zone industrielle Le projet de la ZITUIL se trouve à environ 1.5 km de la zone industrielle Meyrin-Satigny-Vernier (ZIMEYSAVER) dont les nouveaux bâtiments industriels à construire représentent un potentiel futur de rejets thermiques.

Le CET 2014-12 du grand Projet ZIMEYSAVER, réalisé par BG, et validé le 23 mars 2015 par l'OCEN, fait état de plusieurs solutions de valorisation de la chaleur fatale et de mutualisation des besoins chaud/froid à travers une boucle d'anergie dédiée à la ZIMEYSAVER. Ces rejets ther-miques ne présentent à priori pas de potentiel de valorisation pour la ZITUIL en raison de son éloignement.

Les potentiels rejets de la ZITUIL, en fonction des futures activités, pourraient être valorisés en interne ou à proximité. Des mesures permettant cette valorisation d'énergie fatale sont présen-tées au 5.

3.3.2 Société Givaudan La société Givaudan présente des rejets de chaleur pouvant être valorisés sur le périmètre de la ZITUIL. La construction du barreau de Montfleury (voir 4.2.1) représente une opportunité pour le développement d'un CAD entre la société Givaudan et la ZITUIL. Des synergies devront être trouvées afin de diminuer les coûts de développement de ce CAD. À noter que ces données étant confidentielles, l'OCEN devra fournir les caractéristiques (quantité et qualité) des rejets thermiques pour l'étude de développement du CAD.

3.3.3 Société Millo-Zeller M. Charles Millo, gérant de l'exploitation horticole, et M. Marc Zeller, gérant de la ferme d'élevage, ont formé un groupement, Millo-Zeller, produisant du biogaz. Ces deux entreprises sont situées à proximité du périmètre.

Cette filière utilise des déchets organiques liquides et solides qui permettent de produire du bio-gaz par un processus de digestion anaérobie (voir aussi http://www.biogaz.ch/).

Ces déchets proviennent essentiellement :

§ des exploitations agricoles dans un rayon de 12 km (purin, raisins, légumes, etc.) § des rebus de gros distributeurs alentours de nourriture (migros, hôpital, etc.)

http://www.biogaz.ch/)

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Figure 11 : Installations Biogaz Millo-Zeller

L'installation de production d'énergie des fermes comprend :

§ deux groupes chaleur-force (CFF) de 150 kW électrique chacun, fonctionnant au biogaz et installés à proximité du digesteur

§ un groupe chaleur-force (CFF), fonctionnant au propane, installé à proximité des serres horticoles et servant d'appoint lorsque la puissance chaud produite par les CFF biogaz n'est pas suffisante et pour la production d'électricité lorsque les serres ont besoin d'éclai-rage.

§ un CAD reliant les groupes CFF biogaz aux serres horticoles de l'entreprise Millo.

Ces installations permettent ainsi de couvrir la totalité des besoins en électricité et en chaleur du site : serres horticoles, ateliers, villas alentour, locaux administratifs.

M. Millo a pour projet de remplacer la totalité des ampoules des serres par des leds afin de dimi-nuer les consommations électriques, donc les consommations de propane, avec un objectif de production d'énergie 100% renouvelable.

Les groupes CFF présentent des périodes de coupures pour la maintenance et le changement de pièces consommables : arrêt d'une demi-journée tous les 3 mois.

Les besoins en énergie du site n'étant pas constants sur l'année, une récupération de chaleur pour alimenter la future ZITUIL pourrait être envisagée :

§ En période estivale (mars à octobre), les serres n'ont pas besoin d'être chauffées. Un surplus de production de chaleur de 25'000 à 28'000 kWh par semaine à 80°C serait disponible.

§ En période hivernale (octobre à mars), les serres sont chauffées. Un surplus de produc-tion de chaleur de 5'000 à 10'000 kWh par semaine serait disponible.

À noter que M. Millo a réalisé des mesures des pertes réseaux du CAD entre la production d'éner-gie et les serres horticoles. Il en ressort une diminution de la température de 0.5°C tous les 200m.

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À noter également, que le groupement Millo-Zeller s'inscrit dans la démarche volontaire de limi-tation de la consommation en énergie et des émissions de CO2, définis dans la convention sur le CO2 élaborée par l'AenEC (Agence de l'énergie pour l'économie). En ce sens, Millo-Zeller reçoit une subvention de 100 CHF/tonne de CO2 évitée et ne souhaite pas perdre ce droit. Dans l'optique du raccordement de la ZITUIL avec les installations de Millo-Zeller, il conviendra de s'assurer que ce droit est toujours valable, auquel cas, Millo-Zeller impactera la différence sur le coût de revente de la chaleur à la ZITUIL.

La figure ci-dessous présente la corrélation offre/demande sur l'année pour la ZITUIL.

Le surplus d'énergie pourrait couvrir environ 19% (scenario HPE) ou 27% (scenario Minergie-P) des besoins de chaud de la ZITUIL, sous réserve de mise en place d'un stock de chaleur saison-nier. Compte-tenu des dispositions techniques à mettre en œuvre (donc des investissements), cela ne nous semble pas adapté pour la ZITUIL.

Figure 12 : Comparaison demande thermique périmètre ZITUIL – surplus Millo-Zeller

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3.4 Eaux usées On trouve, dans un périmètre élargi, deux stations de traitement des eaux usées (STEP5) : celle de Vernier Ouest (privée) et celle du Bois de Bay (publique) ; cette dernière a été inaugurée en 2009 en remplacement de la STEP du Nant d’avril.

Figure 13 : Réseaux eaux usées et STEP dans un périmètre élargi

Les capacités de ces STEP sont données dans le Tableau 7. En supposant que les collecteurs principaux alimentant ces STEP soient raccordés, via un échangeur de chaleur, à des pompes à chaleur, on pourrait extraire une certaine puissance thermique fonction du débit des eaux usées. Cette puissance est également indiquée dans le Tableau 7.

Nom statut capacité de traitement (eq. Habitant)

débit moyen traité (l/s)

puissance ther-mique extractible

(kW) Bois de Bay* Public 130 000 350 7 315 Vernier Ouest Privé <5000 <13 <27

Tableau 7 : Capacité des STEP dans un périmètre élargi

Les capacités de la STEP privée de Vernier Ouest sont trop faibles pour être considérées. La STEP du Bois de Bay, en raison de sa capacité importante, permettrait de dégager une puissance thermique importante ; néanmoins, la STEP et son collecteur principal d’alimentation, à partir duquel il serait le plus intéressant de récupérer la chaleur, sont situés à plus de 1,5 km du péri-mètre du projet de la ZITUIL. Le potentiel thermique donné pour la STEP du Bois de Bay suppose que la totalité du débit est exploitée sous réserve d'autres projets non portés à notre connaissance, ce qui est une hypo-thèse optimiste. De façon conservative, le potentiel est donné à environ 30% de cette puissance soit 2 200 kW.

L'ensemble de ces données rend la ressource peu intéressante pour la ZITUIL, par rapport à d’autres périmètres plus proches de la STEP du Bois de Bay (ex : ZIBAY).

5 Station d’épuration

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3.5 Bilan des potentiels énergétiques renouvelables L'histogramme ci-dessous illustre la richesse énergétique en énergie renouvelable du périmètre restreint et élargi, permettant de couvrir l'ensemble des besoins de chaleur et de rafraichissement de la ZITUIL.

Figure 14 : Bilan des potentiels énergétiques renouvelables

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4. Infrastructures énergétiques

4.1 Infrastructures existantes

4.1.1 Chaleur

Parmi les réseaux de chaleur existants sur le canton, le plus proche à considérer est le CADIOM-CADSIG.

Néanmoins, la ZITUIL se trouvant à plus de 2 km du CAD et à 1.5 km de la route de Meyrin, cela ne rend pas l’option d’un raccordement au réseau de chaleur des plus intéressantes.

Figure 15 : Réseaux CAD sur le canton de Genève (Source : SIG 2017)

4.1.2 Gaz Le réseau de gaz est disponible dans le périmètre.

4.1.3 Électricité Le réseau électrique est disponible dans le périmètre.

2 km

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4.2 Infrastructures projetées

4.2.1 Barreau de Montfleury La construction du barreau de Montfleury, créant une liaison entre la nouvelle demi-jonction auto-routière du Canada et la route de Satigny et traversant la ZITUIL, représente une opportunité pour la mise en place d'un réseau CAD/FAD. Ce nouvel axe permettrait de mutualiser les coûts des travaux (fouilles, remblaiements, etc.) et s'avère intéressant pour le déploiement d'un CAD (raccordement des puits de Peney et/ou valorisation des rejets de chaleur de Givaudan par exemple).

Figure 16 : Tracé du barreau de Montfleury et de la demi-jonction autoroutière du Canada validé par le

COPIL du GP ZIMEYSAVER Le futur barreau de Montfleury présentera des passerelles de mobilité douce (Figure 17). Ces passerelles pourraient permettre le déploiement de réseaux CAD de part et d'autre du barreau pour alimenter les différentes parcelles.

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Figure 17 : Passerelles sur le futur barreau de Montfleury

4.2.2 Voiries Réseaux Divers (VRD) Dans le cadre des travaux de la ZITUIL, l'ensemble des voiries et des différents réseaux (électri-cité, évacuation des eaux pluviales et eaux usées, etc.) seront réalisés. Ces travaux présentent une opportunité de mutualisation des fouilles pour le déploiement de réseaux CAD.

Figure 18 : Carte générale de gestion des eaux de la ZITUIL

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5. Synthèse et stratégie énergétique proposée L'analyse de la disponibilité, de la localisation et du potentiel des ressources énergétiques locales ainsi que les opportunités de développement de réseaux sont récapitulées sur la Figure 19. La stratégie énergétique pour la ZITUIL devra intégrer les 5 principes suivants : § Le développement de nouveaux bâtiments à haut standards énergétiques (besoins

énergétiques niveaux HPE ou Minergie-P 2017) alimentés par des productions locales renou-velables

§ La valorisation maximale des ressources locales renouvelables à travers les opportuni-

tés locales suivantes :

§ Raccordement aux conduites existantes des puits de Peney sur la nappe du Rhône

§ Panneaux solaires : thermique (couverture légales des besoins d'ECS) et photovoltaïque (couverture maximale des besoins d'électricité)

§ Sondes géothermiques verticales

§ Doublet géothermique sur nappe de Montfleury

§ PAC air/eau

§ La prescription systématique d'installations hydrauliques dans les bâtiments à cons-truire, permettant la flexibilité d'approvisionnement énergétique, et la mise à disposition de rejets thermiques éventuels.

§ L'intégration de mesures conservatoires (servitudes, dimensionnement, études spéci-

fiques, réservations, pose de conduites) lors des études AVP et EXE des voies d'accès et de mobilité (barreau, réseaux divers, passerelles). Ces mesures conservatoires permettront le développement et la création des infrastructures énergétiques à plus ou moins long terme.

§ Des études de faisabilité technico-économiques et comparatives ciblées sur des con-

cepts à préciser mais principalement basés sur :

§ Un doublet sur nappe via un forage localisé (test de pompage à prévoir en option)

§ Un raccordement aux Puits de Peney (intégrant incidence concept ZIMEYSA et Vergers) § Une mise à jour annuelle des opportunités énergétiques et de leurs incidences sur la

stratégie énergétique initiale et les concepts énergétiques pré-identifiés, via une séance de coordination entre FTI, OU, OCEN, Commune, et SIG.

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Figure 19 : Cartographie des potentiels énergétiques renouvelables locaux et opportunités réseaux

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Le Tableau 8 donne une synthèse de la typologie des différentes ressources proposées, de leur potentiel, ainsi que de leurs modalités et contraintes de mise en œuvre et d’exploitation.

Tableau 8: Synthèse des ressources – contraintes et modalités

Potentiel thermique annuel (chauffage)

Potentiel électrique

annuel

4 GWh

considéré égal aux besoins

(probablement plus élevé)

9.5 GWh

330 MWh

111 MWh

BIOMASSE

1 GWh de surplus disponible entre mars

et octobre majoritairement

2 GWh

inconu à ce stade

inconu à ce stade

Selon la demande

selon la demande

selon la demande

très bonne - utilisation optimisée ressource solaire

SOLAIRE

Solaire thermique Disponible sur place - ensoleillement

Récupération chaleur solaire dans panneaux

thermiques pour préparation ECS

Chauffage

Modèle économique pour la mise en œuvre et l'exploitation

Ressource trop éloignée

Incontournable

Filière à réduire autant que possible

Intérêt de la filière

Grand potentiel, 3 filières intéressantes, à départager

ou à combiner par une étude technico-économiqe

Tarif de rachat de l'électricité avantageux

Moyennement intéressant en raison du faible potentiel

Délicat à mettre en œuvre

Ressource trop éloignée

Installation des panneaux solaire au fur et à mesure de la construction des

bâtiments - financement par maître d'ouvrage - exploitation décentralisée

Ressource inépuisable

Raccordement au réseau électrique - construction poste de transformation

MT/BT

Raccordement au réseau de gaz - construction poste de détente.

Installation des champs de sondes planifié en fonction du programme de

construction - financement par les maître d'ouvrage - exploitation décentralisée

Planification de zone pour un réseau - Structure dédiée, en charge du

financement, de la construction, et de l'exploitation avec contrat de vente

d'énergie aux clients

Installation des panneaux solaire au fur et à mesure de la construction des

bâtiments - financement par maître d'ouvrage - exploitation décentralisée

Planification du réseau - Structure dédié en charge du financement, de la

construction, et de l'exploitation avec contrat de vente d'énergie aux clients

Financement du raccordement par les maîtres d'ouvrage

A définir selon projets SIG - possibilité de contracting

Construction d’une station de pompage, installation d’un réseau CAD et de sous-

stations dans les bâtiments avec PAC décentralisées

Doit être compatible avec fonctionnement pour la ZIMEYSA (SIG)

prevoir surfaces de toitures disponibles et bien orientées compatibles avec emprise

des toitures végétalisées.

Raccordement pour chauffage direct par

échangeur ou refroidissement par

sorption

Disponible dans un rayon de 500 m - T=12oC

Disponible sur place - rayonnement solaire

Déchets organiques disponibles dans un rayon inférieur à 5 km (région du

mandement)

prevoir surfaces de toitures disponibles et bien orientées compatibles avec emprise

des toitures végétalisées.

Installation d'un réseau CAD et de sous-station dans les bâtiments - stockage

saisonnier

Construction d'un réseau de récupération des rejets thermiques raccordés aux

entreprises - Construction d'une installation de PAC centralisées -

Construction d'un réseau CAD et de sous-station dans les bâtiments.

Méthanisation

Chauffage et rafraîchissement

Modalités et contraintes de mise en œuvre

Disponible sur place (sous-sol) - T=12oC Utilisation de PAC pour

chauffage ou directement pour rafraîchissement

passif

Réseau de gaz

Rejets thermique

Disponibles dans un rayon inférieur à 1 km et directement sur la

ZIMEYSA - T=10-30oC

Disponibles dans un rayon supérieur à 1,5 km - STEP Bois de Bay - T=10-30oC

Disponibles dans un rayon supérieur à 1,5 km - CADIOM/CADSIG -

T=90oC

Eaux usées

Réseaux de chaleur disponibles

Adéquation politiques énergétiques

très bonne - possibilité d'utiliser la ressource la

plus "locale"

très bonne - utilisation optimisée ressource solaire

Bonne - éventuellement problème de pollution locale bien que bilan global neutre

en CO2

Réseaux électriques

Installation d'un échangeur thermique sur un collecteur principal d'eau usée et

raccordement à des PAC centralisées- construction d'un réseau CAD et de sous-

stations dans les bâtiments.

Raccordement au réseau de chaleur existant - construction sous-station

Installation de PAC décentralisées, surface au sol à prévoir pour les champs

de sondes.

géothermie sur champs de sondes

Géothermie sur nappe de Montfleury

Utilisation conduite existante sur nappe du

Rhône

Solaire photovoltaïque

Dénomination ressource et filière

Qualification ressource - niveau de température Mode de transformation Prestations

bonne - ressource locale et valorisation de chaleur

fatale

Utilisation de PAC pour chauffage Chauffage

Chauffage et électricité

Planification du réseau - Structure dédié en charge du financement, de la

construction, et de l'exploitation avec contrat de vente d'énergie aux clients

bonne

Dépend de la certification de l'électricité produite

mauvaise - énergie fossile

GEOTHERMIE

DECHETS

RESEAUX

Chauffage rafraîchissement

Disponible à proximité - T>500oC par combustion

du gaz

Raccordement direct sur chaudière

Electricité

Chauffage

Disponible à proximité Raccordement direct

Transformation rayonnement en électricité

dans panneaux photovoltaïque

Electricité

Transformation à proximité de la ressource en biogaz

puis en chaleur et électricité par cogénération

du biogaz

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6. Rôle des acteurs Nous proposons ici le rôle des acteurs identifiés pour la mise en œuvre de la stratégie énergétique et de son suivi pour le développement de la ZITUIL § Acteurs § Rôles § FTI (Fondation des Ter-rains Industriels)

• Valide la stratégie énergétique du PDZI • Informe les futurs entreprises sur la stratégie énergétique et pres-

crit les dispositions et mesures conservatoires à prendre au ni-veau des réseaux divers et des bâtiments

• Lance un AO de contracting énergétique une fois la commerciali-sation des parcelles avancée

• Participe à la séance annuelle de mise à jour des opportunités et contraintes de mise en œuvre de la stratégie énergétique

§ OCEN (Office Cantonal de l'Energie)

• Valide la stratégie énergétique du PDZI • Finance et suit les études de faisabilité et approfondissements

techniques • Participe à la séance annuelle de mise à jour des opportunités et

contraintes de mise en œuvre de la stratégie énergétique • Informe les futurs entreprises sur la stratégie énergétique • Contrôle la mise en œuvre conforme des prescriptions et de la

compatibilité des bâtiments à la stratégie énergétique (autorisa-tions de construire, exigences légales)

§ SIG (Services Industriels de Genève)

• Sont informés de la stratégie énergétique du PDZI • Financent et suivent les études de faisabilité et approfondisse-

ments techniques, en particulier sur le raccordement aux Puits de Peney

• Participent à la séance annuelle de mise à jour des opportunités et contraintes de mise en œuvre de la stratégie énergétique

§ GESDEC (Service de Géologie, sols et déchets)

• Est informé de la stratégie énergétique du PDZI • Donne son avis, autorise le cas échéant, et suit les tests de pom-

page pour une valorisation de la nappe § OU (Office de l'Urba-nisme)

• Est informé de la stratégie énergétique du PDZI • Participe à la séance annuelle de mise à jour des opportunités et

contraintes de mise en œuvre de la stratégie énergétique

§ Entrepreneurs/in-dustriels

• Appliquent les prescriptions énergétiques du PDZI • Sont informés de la stratégie énergétique et participent à sa réa-

lisation § Commune • Est informée de la stratégie énergétique du PDZI

• Participe à la séance annuelle de mise à jour des opportunités et contraintes de mise en œuvre de la stratégie énergétique

Tableau 9 : Acteurs et rôles

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7. Conclusions

L'identification, la quantification et la qualification des potentiels issus des ressources énergé-tiques d'origine renouvelable montre qu'il faut orienter les concepts énergétiques de la ZITUIL vers la valorisation des ressources suivantes :

§ Géothermie : le raccordement des conduites des puits de Peney présente un certain nombre d'avantages sur le périmètre de la ZITUIL (couvertures des besoins de chaleur, possibilité de rafraichissement, maitrise des coûts) mais aussi sur le concept de la ZIMEYSA (pré-refroidissement de la boucle en amont de la ZIMEYSA pour une optimi-sation de la ressource). Une étude de faisabilité sur les modalités de raccordement et la coordination générale avec le concept actuel des SIG apparait nécessaire pour valider définitivement cette solution.

§ Rejets de chaleur : la société Givaudan présente des rejets de chaleur pouvant être valorisés sur le périmètre de la ZITUIL. La création du barreau de Montfleury représente une opportunité pour le déploiement d'un CAD et la mutualisation des coûts de construc-tion.

§ Solaire (photovoltaïque en majorité) sur les surfaces de toitures disponibles, pour assu-rer une production électrique dédiée au fonctionnement des PAC ou à la compensation d'une partie des besoins électriques des bâtiments et des besoins supplémentaires des pompes à chaleur.

De manière générale et sous réserve d'études complémentaires approfondies il semble possible de couvrir en théorie l'ensemble des besoins thermiques de la ZITUIL par des solutions renouve-lables.

En revanche, les besoins électriques ne peuvent être couverts qu'en partie par les ressources locales et renouvelables, notamment par le solaire photovoltaïque. Il sera indispensable de re-courir au réseau électrique. Il est cependant possible de s'assurer de la certification ou de la provenance (origine renouvelable ou non) de cette électricité par un contrat d'approvisionnement adapté (SIG Vitale Vert par exemple).

À noter que cette conclusion, et plus généralement les résultats de ce rapport, ne sont valables que si les futurs bâtiments répondent aux standards HPE ou MINERGIE-P.

En dehors de ces informations, nous préconisons d'intégrer le maximum d'éléments concernant la prise en compte des ressources renouvelables locales et de la conception de bâtiments per-formants dans l'ensemble des règlements de ZI.

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8. Annexes

Annexe 1 : Carte du Concept Énergétique Territorial du périmètre restreint de la ZIMEYSAVER – CET 2014-12

Annexe 2 : Carte du Concept Énergétique Territorial du périmètre élargi de la ZIMEYSAVER – CET 2014-12

Annexe 3 : Fiche secteur 1 – Crotte-au-Loup / partie de la zone Villas – CET 2015-08 Plan Direc-teur des Énergies de la Ville de Vernier

Annexe 4 : Fiche secteur 5 – Les Vidollets – Plan Directeur des Énergies de la Ville de Vernier

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8.1 Annexe 1 : Carte du Concept Énergétique Territorial du périmètre restreint de la ZIMEYSAVER – CET 2014-12

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8.2 Annexe 2 : Carte du Concept Énergétique Territorial du périmètre élargi de la ZIMEYSAVER – CET 2014-12

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8.3 Annexe 3 : Fiche secteur 1 – Crottes-au-Loup / partie de la zone Villas

§

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§

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8.4 Annexe 4 : Fiche secteur 5 – Les Vidollets

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ville de genève - 72021.11-rn003b cet zituil 28 mars...

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