D. R
La géothermie est à la fois la science des phénomènes terrestres thermiques et un principe de production de chaleur et d'énergie à partir de ressources géologiques. Plus précisément à partir de la chaleur présente dans le sol. Avec l'éolien, l'hydraulique et le solaire, elle est l'une des principales énergies renouvelables mises en avant pour le développement durable.
Histoire
On suppose que la science géothermique existe depuis plus de 20000 ans. Elle se serait développée avec l'apparition des thermes. Les établissements thermiques proches des terres volcaniques ne sont pas rares comme en Islande, en Nouvelle-Zélande ou au Japon. A Chaudes-Aigues, en Auvergne, c'est depuis 1332 que le chauffage urbain fonctionne sur des bases géothermiques.
Au 19ème siècle, avec l'essor des technologies à vapeur, la géothermie est exploitée par le secteur industriel qui s'en sert pour produire de l'énergie et commencer à partir à la recherche des gisements d'eau chaudes.
François Larderel, un industriel français, conçoit à l'époque le « lagoni courvert », un dome qui capte la vapeur terrestre à température moyenne et la rejette à une pression constante dans les chaudières et les pompes à eaux boriques.
A Reyjavik (Islande), en 1930 le premier réseau de chauffage urbain géothermique de grande envergure est construit. Depuis, la quasi-totalité des habitants de l'île continue de bénéficier exclusivement de cette exploitation.
En Italie, en 1904, les atouts de la géothermie en matière de production d'électricité sont mis à jour parle prince Ginori-Conti qui allume cinq ampoules avec de la vapeur d'eau. En 1905, une petite centrale géothermique locale éclairait l'usine et les habitations du village de Larderello, dont les eaux expulsées des geysers étaient déjà exploitées depuis 1777 pour leur vertus médicinales.
Définition
La chaleur présente dans le sol peut l'être sous forme de vapeur d'eau, humide ou sèche, ou d'eau liquide. Elle peut être pompée, forée, captée, etc, à des degrés de profondeurs divers et depuis des refliefs très différents. Dans des aquifères par exemple - des roches où circulent des nappes d'eau - ou dans des roches sèches, dans des bassins sédimentaires ou dans des régions volcaniques. dans des tunnels...
Il existe même un système de « géothermie articifielle » par pompes alternées qui peut permettre à une usine de récupérer la chaleur qu'elle produit l'été en allant la chercher dans son sous-sol pour se chauffer l'hiver.
Il existe cinq types de géothermie :
- La géothermie à très basse énergie qui consiste à récupérer une chaleur peu profonde, d'environ 30°.
- La géothermie à basse énergie, dont la chaleur, située entre 30 et 90° est pompée à 1500 voire 2500 mètres de profondeur.
- La géothermie à moyenne énergie puise de l'eau ou de la vapeur d'eau comprise entre 90 et 150° présente sous le sol à 2000 voire 4000 mètres de profondeur. Les sources géothermiques à basse et se situent essentiellement dans les bassns sédimentaires.
- La géothermie haute énergie recueille une chaleur comprise entre 150° et plus sous forme de vapeur sèche, ou humide, à 1500 voire 3000 mètres de profondeur. Ces gisements sont rares, ils sont situés dans des zones où la température de la terre est inhabituellement élevée.
- La géothermie profonde des roches chaudes fracturées consiste à créer un «fleuve» artificiel géothermique à cinq kilomètres de profondeur : l'eu injectée sous pression circule dans les roches chaudes. La vapeur qu'elle dégage est pompée (Alsace).
D. R Capteurs géothermiques dans le sol d'un jardin
(un bémol : les capteurs sont en polyéthylène...)
Avantages
« Cette énergie est potentiellement considérable : un km2 de roche, sur une profondeur de 10 km, renferme en moyenne une quantité d'énergie équivalant à 15 millions de tep. »
La géothermie est une énergie naturelle, propre, et durable.
- Les centrales géo-thermiques-électriques émettent 10 fois moins de Co2 que les centrales au gaz naturel (leur taux d'émission est de 55 grammes par kiloWatt/heure).
- La géothermie est une énergie renouvelable : l'eau chaude se renouvelle par le ruissellement naturel des eaux en surface ou artificiellement, par réinjection de la chaleur extraite.
- La géothermie est accessible partout, sur la totalité du continent.
- Elle est efficace : en 2005, elle était déjà présente dans 70 pays. La puissance géothermique active dans le monde serait de 27 GigaWatts, soit 70 TonnesWatts/heure par an.
- L'énergie géothermique est polyvalente : elle peut servir à produire de la chaleur et de l'électricité.
- C'est une énergie locale qui n'a pas besoin de transport (atout écologique important mais qui économiquement peut être considéré comme un handicap).
- La géothermie fonctionne 24h/24 et 7j/sur7 quelques soient les conditions climatiques, elle nécessite peu d'arrêt de maintenance (d'après le Comité Français Géosynthétique, son rendement est supérieur d'1/3 à celui du nucléaire compte tenu de sa disponibilité).
- L'exploitation géothermique peut se faire à plusieurs niveaux : à échelle individuelle, avec le système des PAC (pompes à chaleur), à une échelle intermédiaire avec les champs de sondes géothermiques, à une grande échelle avec les réseaux de chauffage urbain (il en existe un particulièrement étendu en France, dans la région du Bassin Parisien, basé depuis longtemps sur l'exploitation d'un aquifère formé à l'époque jurassique du « Dogger »).
Gravimétrie, géophysique, sismique, géologie, hydrogéologie, géochimie sont quelques unes des sciences mobilisées pour l'exploitation géothermique. La géothermie est productive, mais elle est aussi un champ de connaissance ouvert à la recherche, qui, si elle poursuivait son industrialisation et prenait un véritable essor, y trouverait sans doute son compte en terme d'emploi.
D'un point de vue plus désintéressé, chacune des expériences géohermiques menées constituent un socle expérimental pour les scientifiques qui y voient une occasion de parfaire leur savoir.
Encadrée par des têtes pensantes et responsables, la géothermie nous permet tout simplement de mieux connaître notre terre, là où ses concurrents de l'énergie fossile proposaient très sérieusement il y a moins de dix ans de couler une vieille station pétrolière dans la mer...
En savoir plus :
Dossier généraliste sur la géothermie
