Géothermie : Différence entre versions

De Ekopedia
Aller à : navigation, rechercher
(Éléments de dimensionnement)
m (Liens internes)
(45 révisions intermédiaires par 24 utilisateurs non affichées)
Ligne 1 : Ligne 1 :
{{Vivre ensemble}}
+
{{Écologie}}
Les mots '''énergie géothermique''' proviennent du grec ''Géo'' (Terre) et ''Thermos'' (Chaud), est l'[[énergie]] issue de la chaleur du sous-sol.  
+
Le mot '''géothermie''' qui provient du grec ''Géo'' (Terre) et ''Thermos'' (Chaud), désigne la chaleur issue du sous-sol. C'est d'abord une [[:catégorie:sciences|science]] qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre.
 +
 
 +
Par abus de langage, on range dans la catégorie '''Géothermie''' les technologies visant à exploiter cette énergie. En effet, ces technologies récupèrent la chaleur interne de la Terre (énergie dite géothermique), puis la convertissent éventuellement en [[électricité]].
  
 
==Description==
 
==Description==
Les sols accumulent la chaleur sans cesse renouvelée par l'énergie radioactive et de la présence proche du magma en-dessous de la croute terrestre. Ce principe consiste à extraire l'énergie contenue dans le sol pour l'utiliser sous forme de chauffage ou d'électricité. Selon les régions l'augmentation de la température avec la profondeur est plus ou moins forte, et varie de 3°C par 100 m en moyenne jusqu'à 15°C ou même 30°C.
+
L'énergie solaire n'est pas tout à fait à l'origine directe de toutes les énergies sur Terre. L'énergie nucléaire, l'énergie marémotrice et la géothermie en sont les trois exceptions...
 
+
===L'énergie géothermique===
 
+
Les sols et les sous sols accumulent sans cesse des quantités immenses de chaleur provenant de la croûte et émise sous forme de radioactivité. Plus on s'enfonce profondément dans le sol, plus on ressent ce phénomène. Selon les régions l'augmentation de la température avec la profondeur est plus ou moins forte, et varie de 3°C par 100 m en moyenne jusqu'à 15°C ou même 30°C. La moyenne en France se situe autours de 3,3°C/100m. Cette énergie interne est inépuisable à l'échelle de temps qui est la nôtre.
== Géothermie profonde ==
 
Cette source d'[[énergie]] est liée à la radioactivité naturelle de certaines roches, qui conduit à un gradient thermique variant selon les conditions géologiques (de l'ordre de 3°C par 100 m).
 
  
 +
===Les applications===
 
L'exploitation de la ressource géothermique est ancienne. Les bains des sources chaudes étaient pratiqués dans l'Antiquité dans de nombreuses régions du monde. Elle connaît actuellement un renouveau important, notamment parce que la protection contre la corrosion et les techniques de forage se sont fortement améliorées.
 
L'exploitation de la ressource géothermique est ancienne. Les bains des sources chaudes étaient pratiqués dans l'Antiquité dans de nombreuses régions du monde. Elle connaît actuellement un renouveau important, notamment parce que la protection contre la corrosion et les techniques de forage se sont fortement améliorées.
 
 
Les pays où la production de chaleur à partir de la géothermie est la plus importante sont la Chine, les États-Unis et l'Islande.  
 
Les pays où la production de chaleur à partir de la géothermie est la plus importante sont la Chine, les États-Unis et l'Islande.  
  
On parle de « basse énergie » lorsque la température de l'[[eau]] est entre 20°C et 80°C; elle est alors utilisée directement pour le chauffage. La « moyenne » et la « haute » [[énergie]] (entre 80°C et 300°C) permettent la production d'électricité. C'est en Italie que cela a été pour la première fois réalisé (1903 - Larderello).  
+
On est aujourd'hui capable d'extraire cette énergie de manière très sophistiquée afin de l'utiliser sous forme de chauffage, de climatisation ou d'électricité. On distingue plusieurs types de géothermie qui correspondent à des applications particulières, à ne pas mettre au même plan :
 +
* La géothermie de surface individuelle (très basse énergie) qui concerne particulièrement les installations individuelles de chauffage et de climatisation domestique ainsi que la climatisation individuelle et collective.
 +
* La géothermie basse énergie qui est plus propice au chauffage de bâtiments collectifs.
 +
* La géothermie moyenne énergie qui permet l’exploitation de réseaux de chaleur à l’échelle d’un quartier ou d’une petite ville.
 +
* La géothermie haute énergie (Géothermie profonde) permettant la production d’électricité.
  
=== Fonctionnement ===
+
{{Wiktionnaire|géothermie|Géothermie}}
[[Image:Hot_Dry_Rock.jpg|thumb|alt=Hot_Dry_Rock|right|Hot_Dry_Rock]]
+
== Géothermie de surface ==
 +
Elle permet essentiellement le chauffage ou la climatisation de maisons individuelles en collectant l'énergie des premiers mètres de sol, caractérisés par une température constante entre 12 et 30°C en moyenne. On peut collecter l'énergie du sol peu profond par trois intermédiaire différents :
 +
* L'air grâce à un système appelé [[puits provençal]]. Il permet de climatiser naturellement l'air intérieur.
 +
* L'eau en pompant sur les nappes phréatiques, système appelé [[geothermie sur nappe]]. Ce dispositif nécessite une [[pompe à chaleur]] et permet à la fois le chauffage et la climatisation si la [[pompe à chaleur]] est réversible
 +
* Un fluide caloporteur qui circule dans des tubes, système appelé [[sonde géothermique]]. On distingue le captage au sol ou captage horizontal des sondes verticales. Ces dispositifs nécessitent également une [[pompe à chaleur]] et permettent aussi la réversibilité.
  
La chaleur terrestre est utilisée traditionnellement dans les constructions de centrales géothermiques dans les régions volcaniques et tectoniquement perturbés  où il y a des couches de vapeur près de la surface. Elles sont principalement situées aux États-Unis, aux Philippines et en Italie.
+
Ces systèmes sont très en vogue à l'heure actuelle, car ils permettent des économies très importantes notamment en comparaison de la [[climatisation]] et au chauffage traditionnels. Cependant et mis à part le système de [[puits provençal]], les systèmes nécessitant une pompe à chaleur consomment de l'électricité. On estime qu'en moyenne pour 4kW de chaleur produite une pompe à chaleur consomme environ 1kW d'électricité. Ce système n'est donc pas autonome ni exempt d'émission de CO2 ou de consommation d'énergie fossile. Toutefois il permet de diviser par 4 la consommation d'énergie électrique en comparaison avec le chauffage électrique.
  
Par contre, la chaleur de la Terre peut être utilisée à de basse température ce qui est possible presque partout dans le monde. Avec le procédé Hot-Dry-Rock, la chaleur logée dans des couches plus profondes peut être utilisée pour produire du courant et de la chaleur. La chaleur terrestre provient de la décomposition des substances radioactives présentes à l’intérieur de la Terre et de la chaleur résiduelle de la formation de la Terre. Le potentiel offert par cette technique est très important. Les scientifiques estiment que les ressources géothermiques exploitables par cette technique permettront, lorsqu'elle sera économiquement viable, de satisfaire une fraction significative des besoins de puissance électrique, d'un pays telle que les USA, et ceci pour de nombreux siècles. En effet, cette énergie est considérée comme renouvelable si on n'épuise pas le potentiel thermique du sol.  
+
De nombreux organismes et collectivités territoriales ainsi que l'état facilitent actuellement l'installation de ce genre de système grâce à des primes, des systèmes d'assurance ainsi que des abattements d'impôt.
  
Le principe de fonctionnement est relativement simple, on extrait l'énergie géothermique d'un réservoir souterrain créé artificiellement en vue de production de chaleur ou d'électricité.
+
Dans certaines grandes villes cette technologie est utilisée pour chauffer et refroidir des plus gros bâtiments. Son utilisation massive n'est pas sans poser de problème, comme par exemple à Lyon où la nappe se réchauffe suite à l'exploitation intensive de la climatisation.
Dans ce but, on injecte sous forte pression de l'eau froide dans un forage, à une profondeur où la roche atteint une température d'environ 200°C. Par exemple, en Suisse, cela correspond à des profondeurs s’approchant de 5000 m. Sous l'effet de la pression, l'eau élargit les fissures existantes dans le massif rocheux ainsi une circulation d’eau continu peut alors être instaurée entre le puits d'injection et le puits de production. Pendant son trajet souterrain, l'eau injectée capte la chaleur terrestre et se transforme partiellement en vapeur lors de sa remontée dans les forages de production situés à une distance de quelques centaines de mètres.  
 
  
Ce fluide caloporteur remonte donc en surface et transmet son énergie, par le biais d'un échangeur de chaleur, à un deuxième fluide dans un circuit fermé équipé d'une turbine à vapeur couplée à un générateur. L'eau du premier circuit fermé, ainsi refroidie, retourne dans le massif rocheux par le forage d'injection et se réchauffe à nouveau.
+
== Géothermie moyenne et basse énergie ==
 +
Ces géothermies permettent la production de chaleur pour le chauffage de bâtiments collectifs grâce à la [[géothermie sur nappe]] ou des sondes géothermiques verticales. En basse énergie (T°C entre 30 et 90°C) on a généralement recours à une pompe à chaleur alors que la géothermie moyenne énergie (T°C entre 90°C et 150°C) n'en nécessite pas.
  
 +
== Géothermie profonde ==
 +
La chaleur terrestre est  utilisée traditionnellement dans les constructions de centrales électriques géothermiques dans les régions volcaniques et tectoniquement perturbés, où il y a des niveau aquifère atteignant de fortes températures (> 150°C), près de la surface.
  
Voici les avantages et inconvénients de ce mode de production d'électricité :
+
=== Généralités ===
 
+
Ces zones chaudes sont principalement situées aux États-Unis, aux Philippines et en Italie. A noter aussi, qu'il en existe une sur l'île de la Réunion dans la ville de la Bouillante.
=== Avantages ===
 
 
 
- La géothermie est une source d’énergie renouvelable. (Pas de pollution, ni émission gaz à effet de serre)
 
 
 
- Cette source d’énergie permet d’assurer une production importante (des puissances quelques dizaines de MW selon les installations voir  des centaines de MW à proximité des points chauds), contrairement au photovoltaïque (1kW) ou aux éoliennes. (1MW)
 
 
 
- Cette ressource a aussi l’avantage par rapport aux autres énergies renouvelables, de produire toute l’année et toute la journée, car l’énergie géothermique est peu sensible aux  variations météorologiques.
 
 
 
=== Inconvénients ===
 
 
 
- Les forages pour accéder à cette ressource sont souvent très couteux, car la production d’électricité nécessite de très haute température, donc de  très grande profondeur.  
 
  
- Les forages peuvent parfois s’avérer infructueux voir même dangereux, on parle de « risque géologique » : provocation de séisme notamment.  
+
[[Image:Hot_Dry_Rock.jpg|thumb|250px|alt=Hot_Dry_Rock|right|<center>Le procédé Hot-Dry-Rock</center> ''- Cliquer sur l'image pour l'agrandir -'']]
 +
Cependant, il est possible de chercher les fortes température en profondeur en vue de produire de l'électricité, procédé nommé Hot-Dry-Rock, aujourd'hui encore en développement. Le potentiel offert par cette technique est très important. Les scientifiques estiment que les ressources géothermiques exploitables par cette technique permettront, lorsqu'elle sera économiquement viable, de satisfaire sur le long terme une fraction significative des besoins de puissance électrique d'un pays tel que les USA. En effet, cette énergie est considérée comme renouvelable à condition que l'on respecte son temps de reconstitution.  
  
- Avant d’effectuer le forage, il faut effectuer des études de sols, des travaux d’explorations, etc.… l’implantation d’une centrale est donc un processus très long.
+
=== Principe ===
 +
Le procédé Hot-Dry-Rock consiste en l'injection d'eau froide à forte pression dans des couches géologiques très profondes, là où la roche atteint une température d'environ 200°C. Ainsi, on va créer un réservoir artificiel d'eau sous-terraine dont la température va être proche des 200°C, que l'on va pouvoir exploiter en la pompant.
  
- Il faut faire attention à ne pas extraire plus d'énergie que pourrait en produire le sol sous peine d'épuiser ses capacités thermiques et de voir les rendements des installations diminués.
+
Par exemple, en Suisse, cela correspond à des profondeurs s’approchant de 5000 m. Sous l'effet de la pression, l'eau élargit les fissures existantes dans le massif rocheux ainsi une circulation d’eau continu peut alors être instaurée entre le puits d'injection et le puits de production. Pendant son trajet souterrain, l'eau injectée capte la chaleur terrestre et se transforme partiellement en vapeur lors de sa remontée dans les forages de production situés à une distance de quelques centaines de mètres.  
  
=== Éléments de dimensionnement ===
+
L'eau est donc remontée en surface et transmet son énergie, par le biais d'un échangeur de chaleur, à un deuxième fluide dans un circuit fermé équipé d'une turbine à vapeur couplée à un générateur. L'eau du premier circuit fermé, ainsi refroidie, retourne dans le massif rocheux par le forage d'injection et se réchauffe à nouveau.
Pour bien dimensionner une installation géothermique, il est nécessaire de bien définir le contexte géologique et hydrogéologique local avant d'implanter une centrale. Voici les paramètres qui rentrent en compte lors d'une étude de dimensionnement :
 
  
* les caractéristiques physiques du sol, notamment sa conductivité thermique qui définira la puissance spécifique (puissance par mètre linéaire) qu'il est possible d'extraire.
+
=== Exemple : projet de géothermie profonde de Soultz-Sous-Forêts ===
 
 
* la composition chimique du sol. C'est elle qui déterminera selon la dureté du sol, le nombre, la profondeur et la disposition des sondes géothermiques.
 
 
 
* les besoins électriques à couvrir conditionneront la taille de la centrale.Les gens peuvent tomber et ratérir en Chine !
 
 
 
Aujourd'hui la puissance totale installée dans le monde s'élève à 10 MWe environ avec la répartition suivante :
 
 
 
{|border="1" 
 
|'''Pays'''
 
|'''Puissance installée en 2006 (MWe)'''
 
|'''Production en 2006 (GWh)'''
 
|-
 
|Italie
 
|810.5
 
|5527
 
|-
 
|Portugal
 
|28.0
 
|85.0
 
|-
 
|France
 
|14.7
 
|78.0
 
|-
 
|Autriche
 
|1.2
 
|3
 
|-
 
|Allemagne
 
|0.2
 
|0.4
 
|-
 
|'''Total Europe'''
 
|'''854.6'''
 
|'''5693.4'''
 
|-
 
|États Unis
 
|2687.0
 
|17 917
 
|-
 
|Philippines
 
|1855.6
 
|9252
 
|-
 
|Indonésie
 
|992.0
 
|6085 
 
|-
 
|Mexique
 
|953
 
|6282 
 
|-
 
|Nouvelle Zélande
 
|471,6
 
|2774 
 
|-
 
|'''Total Monde'''
 
|'''8933'''
 
|'''56 786''' 
 
|-
 
|}
 
 
 
Cependant, il important de noter que la puissance installée ne correspond pas à la puissance en fonctionnement. Ainsi, en 2007, la puissance installée était de 9737 MWe (MégaWatt électrique) alors que la puissance en fonctionnement était de 8595,4 MWe. En effet, certaines installations sont mises hors services pour des raisons de maintenance par exemple.
 
La production d'électricité à partir de la géothermie reste en constante augmentation ces dernières années : +804,3 MWe installés dans le monde depuis 2005.
 
 
 
=== Projet de géothermie profonde de Soultz-Sous-Forêts ===
 
 
Ce projet pilote, lancé en 1987 à Soultz-sous-Forêts dans le Bas-Rhin, est géré par le Groupement européen d'intérêt économique (GEIE) et a nécessité 16 années d'études. Ce programme consiste à démontrer la faisabilité de l'utilisation de la chaleur issue des roches sèches fracturées et donc que la production d’électricité par géothermie profonde est un procédé efficace.  
 
Ce projet pilote, lancé en 1987 à Soultz-sous-Forêts dans le Bas-Rhin, est géré par le Groupement européen d'intérêt économique (GEIE) et a nécessité 16 années d'études. Ce programme consiste à démontrer la faisabilité de l'utilisation de la chaleur issue des roches sèches fracturées et donc que la production d’électricité par géothermie profonde est un procédé efficace.  
  
 
Le 13 juin 2008, la centrale de production d’électricité a été mise en route. Elle produit 1.5 MW, une quantité qui suffit à alimenter en électricité un village de 1500 habitants. L’eau est pompée en grande profondeur (à 5000 mètres sous terre), pour se charger en calories en circulant dans les fractures existantes des roches chaudes, environ à 200 °C. Elle remonte ensuite en surface, avec une température qui avoisine les 180°C. Après être passée par le système d’échangeurs de chaleur, l’eau cède ses calories à un fluide (isobutane) qui va se transformer en vapeur sèche puis entraîner une turbine, couplée à un générateur pour produire l’électricité.
 
Le 13 juin 2008, la centrale de production d’électricité a été mise en route. Elle produit 1.5 MW, une quantité qui suffit à alimenter en électricité un village de 1500 habitants. L’eau est pompée en grande profondeur (à 5000 mètres sous terre), pour se charger en calories en circulant dans les fractures existantes des roches chaudes, environ à 200 °C. Elle remonte ensuite en surface, avec une température qui avoisine les 180°C. Après être passée par le système d’échangeurs de chaleur, l’eau cède ses calories à un fluide (isobutane) qui va se transformer en vapeur sèche puis entraîner une turbine, couplée à un générateur pour produire l’électricité.
 
+
{{Vivre ensemble}}
 
Ce projet de centrale,  à caractère  expérimental, sera suivi par la réalisation en 2015 d'un prototype industriel de 20 MWe capable d'alimenter en électricité une ville de 20000 habitants.
 
Ce projet de centrale,  à caractère  expérimental, sera suivi par la réalisation en 2015 d'un prototype industriel de 20 MWe capable d'alimenter en électricité une ville de 20000 habitants.
  
 
Deux projets de forages géothermiques similaires sont à l'étude en Alsace pour la production de chaleur dans la région de Beinheim et de Pechelbronn (Bas-Rhin), à des profondeurs de 1000 et 3000 mètres.
 
Deux projets de forages géothermiques similaires sont à l'étude en Alsace pour la production de chaleur dans la région de Beinheim et de Pechelbronn (Bas-Rhin), à des profondeurs de 1000 et 3000 mètres.
  
== Géothermie de surface ==
+
=== Avantages ===
Cette énergie est captée par soit directement pour de la climatisation avec des systèmes appelés [[puits provençal]], soit par l'intermédiaire de [[Pompe à chaleur|pompes à chaleur]] qui vont refroidir le sol pour en capter l'[[énergie]].
+
[[Image:Symbol_support_vote.svg‎|left|40px|Avantages]]
 
+
* La géothermie est une source d’énergie renouvelable, et ce type d'exploitation est autonome, contrairement à la géothermie très basse énergie. (Pas de pollution, ni émission gaz à effet de serre)
Ces systèmes sont très en vogue à l'heure actuelle, car ils permettent des économies très importantes notamment en comparaison de la [[climatisation]] traditionnelle ou du chauffage électrique.
+
* Cette source d’énergie permet d’assurer une production importante (des puissances de quelques dizaines de MW selon les installations voir  des centaines de MW à proximité des points chauds),contrairement au photovoltaïque (1kW) ou aux éoliennes. (1MW)
 
+
* Cette ressource a aussi l’avantage par rapport aux autres énergies renouvelables, de produire toute l’année et toute la journée, car l’énergie géothermique est peu sensible aux  variations météorologiques.
== La Géothermie moderne ==
+
* C'est une source d'énergie également répartie sur la surface de la [[Terre]], évitant les conflits pour les ressources
De nos jour la plupart des systèmes de géothermie fonctionnent par un captage au sol dit horizontal, par puisage ou par sonde verticale; et par un procédé de compression / détente renvoi la chaleur par chauffage au sol.
 
  
 +
=== Inconvénients ===
 +
[[Image:Symbol_oppose_vote.svg‎|left|40px|Avantages]]
 +
* Les forages pour accéder à cette ressource sont souvent très couteux, car la production d’électricité nécessite de très hautes températures, donc de très grandes profondeurs. Il est par ailleurs légitime de s'interroger sur le coût énergétique de tels forages.
 +
* La réussite d'un projet de centrale n'est jamais assuré car les forages peuvent se révéler infructueux voir même dangereux, on parle de « risque géologique » (provocation de séisme notamment).
 +
* L’implantation d’une centrale est un processus très long, d'abord à cause de la lourdeur de l'étude prospective à effectuer (études géologique, thermiques, détermination du lieu de forage...), mais ensuite par la lourdeur de l'étape de forage ainsi que la période de rodage du dispositif.
 +
* Il faut faire attention à ne pas surexploiter la ressource sous peine d'épuiser ses capacités thermiques et de voir les rendements des installations diminués. Malheureusement, cette charge maximale est difficile à évaluer.
 +
* Le fait d'injecter de l'eau à très haute pression dans les couches profondes (technique dite de fracturation) présente un risque géologique encore mal connu. En 2007, des essais de fracturation on provoqué un tremblement d'une magnitude de 3,7 sur l'échelle de Richter autours de la centrale expérimentale de Bâle. Bien que cela reste faible et qu'aucun dégât consécutif important n'ait été signalé, le projet a été immédiatement gelé.
 +
* Le bruit généré par les installations.
 +
* L'usure rapide des tuyaux et turbines.
 +
<br />
 +
== '''Témoignez''' de vos expériences en matière de '''Géothermie''' ==
 +
''Cliquez sur le lien témoignage (lien rouge), rédigez... publiez... c'est fait !''
 +
{{Témoignage}}
 +
<br />
 
==Voir aussi==
 
==Voir aussi==
{{Témoignage}}
+
{{Wikimedia Commons|Category:Geothermal_energy|Géothermie}}
 
===Liens internes===
 
===Liens internes===
* [[puits provençal]]
+
* [[Puits provençal]]
* [[pompe à chaleur]]
+
* [[Pompe à chaleur]]
* [[énergies renouvelables]]
+
* [[Énergies renouvelables]]
 
* [[Pieu énergétique]]
 
* [[Pieu énergétique]]
 +
* [[Système électrique idéal]]
  
 
===Liens externes===
 
===Liens externes===
Ligne 154 : Ligne 102 :
  
 
===Bibliographie===
 
===Bibliographie===
 +
----
 +
{{Portail|Écologie|Énergie|Vivre ensemble}}
 +
----
 +
{{DEFAULTSORT:Geothermie}}
  
{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
+
[[Catégorie:Énergies renouvelables]]
{{DEFAULTSORT:Energie géothermique}}
+
[[Catégorie:Appel à témoignages !]]
[[Catégorie:Énergie]]
 

Version du 28 mai 2017 à 17:59

Vista-licq.png
(?) Cet article fait partie du
Thème
Écologie...


Calendrier du potager
Agriculture biologique
Auxiliaires
Biodiversité
Biologie
Colibris (Portail)
Conservation de la nature
Couche d'ozone
Cultures associées
Développement durable
Effet de serre
Empreinte écologique
Énergie (Portail)
Énergies renouvelables
Environnement
Gestion des déchets
L'Homme qui plantait des arbres
Naturisme
Permaculture (Portail)
Pollutions
Réchauffement climatique
Réduire, Réutiliser, Recycler
1001 trucs pour...



Écologie (Catégories)
Écologie (Portail)

Le mot géothermie qui provient du grec Géo (Terre) et Thermos (Chaud), désigne la chaleur issue du sous-sol. C'est d'abord une science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre.

Par abus de langage, on range dans la catégorie Géothermie les technologies visant à exploiter cette énergie. En effet, ces technologies récupèrent la chaleur interne de la Terre (énergie dite géothermique), puis la convertissent éventuellement en électricité.

Description

L'énergie solaire n'est pas tout à fait à l'origine directe de toutes les énergies sur Terre. L'énergie nucléaire, l'énergie marémotrice et la géothermie en sont les trois exceptions...

L'énergie géothermique

Les sols et les sous sols accumulent sans cesse des quantités immenses de chaleur provenant de la croûte et émise sous forme de radioactivité. Plus on s'enfonce profondément dans le sol, plus on ressent ce phénomène. Selon les régions l'augmentation de la température avec la profondeur est plus ou moins forte, et varie de 3°C par 100 m en moyenne jusqu'à 15°C ou même 30°C. La moyenne en France se situe autours de 3,3°C/100m. Cette énergie interne est inépuisable à l'échelle de temps qui est la nôtre.

Les applications

L'exploitation de la ressource géothermique est ancienne. Les bains des sources chaudes étaient pratiqués dans l'Antiquité dans de nombreuses régions du monde. Elle connaît actuellement un renouveau important, notamment parce que la protection contre la corrosion et les techniques de forage se sont fortement améliorées. Les pays où la production de chaleur à partir de la géothermie est la plus importante sont la Chine, les États-Unis et l'Islande.

On est aujourd'hui capable d'extraire cette énergie de manière très sophistiquée afin de l'utiliser sous forme de chauffage, de climatisation ou d'électricité. On distingue plusieurs types de géothermie qui correspondent à des applications particulières, à ne pas mettre au même plan :

  • La géothermie de surface individuelle (très basse énergie) qui concerne particulièrement les installations individuelles de chauffage et de climatisation domestique ainsi que la climatisation individuelle et collective.
  • La géothermie basse énergie qui est plus propice au chauffage de bâtiments collectifs.
  • La géothermie moyenne énergie qui permet l’exploitation de réseaux de chaleur à l’échelle d’un quartier ou d’une petite ville.
  • La géothermie haute énergie (Géothermie profonde) permettant la production d’électricité.

Wiki2.png

Wiktionnaire, dictionnaire libre vous donne des définitions, synonymes et citations sur le thème : « Géothermie »

Géothermie de surface

Elle permet essentiellement le chauffage ou la climatisation de maisons individuelles en collectant l'énergie des premiers mètres de sol, caractérisés par une température constante entre 12 et 30°C en moyenne. On peut collecter l'énergie du sol peu profond par trois intermédiaire différents :

  • L'air grâce à un système appelé puits provençal. Il permet de climatiser naturellement l'air intérieur.
  • L'eau en pompant sur les nappes phréatiques, système appelé geothermie sur nappe. Ce dispositif nécessite une pompe à chaleur et permet à la fois le chauffage et la climatisation si la pompe à chaleur est réversible
  • Un fluide caloporteur qui circule dans des tubes, système appelé sonde géothermique. On distingue le captage au sol ou captage horizontal des sondes verticales. Ces dispositifs nécessitent également une pompe à chaleur et permettent aussi la réversibilité.

Ces systèmes sont très en vogue à l'heure actuelle, car ils permettent des économies très importantes notamment en comparaison de la climatisation et au chauffage traditionnels. Cependant et mis à part le système de puits provençal, les systèmes nécessitant une pompe à chaleur consomment de l'électricité. On estime qu'en moyenne pour 4kW de chaleur produite une pompe à chaleur consomme environ 1kW d'électricité. Ce système n'est donc pas autonome ni exempt d'émission de CO2 ou de consommation d'énergie fossile. Toutefois il permet de diviser par 4 la consommation d'énergie électrique en comparaison avec le chauffage électrique.

De nombreux organismes et collectivités territoriales ainsi que l'état facilitent actuellement l'installation de ce genre de système grâce à des primes, des systèmes d'assurance ainsi que des abattements d'impôt.

Dans certaines grandes villes cette technologie est utilisée pour chauffer et refroidir des plus gros bâtiments. Son utilisation massive n'est pas sans poser de problème, comme par exemple à Lyon où la nappe se réchauffe suite à l'exploitation intensive de la climatisation.

Géothermie moyenne et basse énergie

Ces géothermies permettent la production de chaleur pour le chauffage de bâtiments collectifs grâce à la géothermie sur nappe ou des sondes géothermiques verticales. En basse énergie (T°C entre 30 et 90°C) on a généralement recours à une pompe à chaleur alors que la géothermie moyenne énergie (T°C entre 90°C et 150°C) n'en nécessite pas.

Géothermie profonde

La chaleur terrestre est utilisée traditionnellement dans les constructions de centrales électriques géothermiques dans les régions volcaniques et tectoniquement perturbés, où il y a des niveau aquifère atteignant de fortes températures (> 150°C), près de la surface.

Généralités

Ces zones chaudes sont principalement situées aux États-Unis, aux Philippines et en Italie. A noter aussi, qu'il en existe une sur l'île de la Réunion dans la ville de la Bouillante.

Fichier:Hot Dry Rock.jpg Cependant, il est possible de chercher les fortes température en profondeur en vue de produire de l'électricité, procédé nommé Hot-Dry-Rock, aujourd'hui encore en développement. Le potentiel offert par cette technique est très important. Les scientifiques estiment que les ressources géothermiques exploitables par cette technique permettront, lorsqu'elle sera économiquement viable, de satisfaire sur le long terme une fraction significative des besoins de puissance électrique d'un pays tel que les USA. En effet, cette énergie est considérée comme renouvelable à condition que l'on respecte son temps de reconstitution.

Principe

Le procédé Hot-Dry-Rock consiste en l'injection d'eau froide à forte pression dans des couches géologiques très profondes, là où la roche atteint une température d'environ 200°C. Ainsi, on va créer un réservoir artificiel d'eau sous-terraine dont la température va être proche des 200°C, que l'on va pouvoir exploiter en la pompant.

Par exemple, en Suisse, cela correspond à des profondeurs s’approchant de 5000 m. Sous l'effet de la pression, l'eau élargit les fissures existantes dans le massif rocheux ainsi une circulation d’eau continu peut alors être instaurée entre le puits d'injection et le puits de production. Pendant son trajet souterrain, l'eau injectée capte la chaleur terrestre et se transforme partiellement en vapeur lors de sa remontée dans les forages de production situés à une distance de quelques centaines de mètres.

L'eau est donc remontée en surface et transmet son énergie, par le biais d'un échangeur de chaleur, à un deuxième fluide dans un circuit fermé équipé d'une turbine à vapeur couplée à un générateur. L'eau du premier circuit fermé, ainsi refroidie, retourne dans le massif rocheux par le forage d'injection et se réchauffe à nouveau.

Exemple : projet de géothermie profonde de Soultz-Sous-Forêts

Ce projet pilote, lancé en 1987 à Soultz-sous-Forêts dans le Bas-Rhin, est géré par le Groupement européen d'intérêt économique (GEIE) et a nécessité 16 années d'études. Ce programme consiste à démontrer la faisabilité de l'utilisation de la chaleur issue des roches sèches fracturées et donc que la production d’électricité par géothermie profonde est un procédé efficace.

Le 13 juin 2008, la centrale de production d’électricité a été mise en route. Elle produit 1.5 MW, une quantité qui suffit à alimenter en électricité un village de 1500 habitants. L’eau est pompée en grande profondeur (à 5000 mètres sous terre), pour se charger en calories en circulant dans les fractures existantes des roches chaudes, environ à 200 °C. Elle remonte ensuite en surface, avec une température qui avoisine les 180°C. Après être passée par le système d’échangeurs de chaleur, l’eau cède ses calories à un fluide (isobutane) qui va se transformer en vapeur sèche puis entraîner une turbine, couplée à un générateur pour produire l’électricité.

Noia 64 apps locale.png
(?) Cet article fait partie du
Thème
Vivre ensemble...


Noël
Animaux de compagnie
Cultures associées
Décroissance
Économies alternatives
Activités coopératives
Sociétés alternatives
Écologie
Écovillages
Environnement
Gestion des déchets
L'Homme qui plantait des arbres
Énergie
Énergies renouvelables
Naturisme
Politique
Publicité
Sciences humaines et sociales
Transports en commun



Vivre ensemble (Catégories)
Vivre ensemble (Portail)

Ce projet de centrale, à caractère expérimental, sera suivi par la réalisation en 2015 d'un prototype industriel de 20 MWe capable d'alimenter en électricité une ville de 20000 habitants.

Deux projets de forages géothermiques similaires sont à l'étude en Alsace pour la production de chaleur dans la région de Beinheim et de Pechelbronn (Bas-Rhin), à des profondeurs de 1000 et 3000 mètres.

Avantages

  • La géothermie est une source d’énergie renouvelable, et ce type d'exploitation est autonome, contrairement à la géothermie très basse énergie. (Pas de pollution, ni émission gaz à effet de serre)
  • Cette source d’énergie permet d’assurer une production importante (des puissances de quelques dizaines de MW selon les installations voir des centaines de MW à proximité des points chauds),contrairement au photovoltaïque (1kW) ou aux éoliennes. (1MW)
  • Cette ressource a aussi l’avantage par rapport aux autres énergies renouvelables, de produire toute l’année et toute la journée, car l’énergie géothermique est peu sensible aux variations météorologiques.
  • C'est une source d'énergie également répartie sur la surface de la Terre, évitant les conflits pour les ressources

Inconvénients

  • Les forages pour accéder à cette ressource sont souvent très couteux, car la production d’électricité nécessite de très hautes températures, donc de très grandes profondeurs. Il est par ailleurs légitime de s'interroger sur le coût énergétique de tels forages.
  • La réussite d'un projet de centrale n'est jamais assuré car les forages peuvent se révéler infructueux voir même dangereux, on parle de « risque géologique » (provocation de séisme notamment).
  • L’implantation d’une centrale est un processus très long, d'abord à cause de la lourdeur de l'étude prospective à effectuer (études géologique, thermiques, détermination du lieu de forage...), mais ensuite par la lourdeur de l'étape de forage ainsi que la période de rodage du dispositif.
  • Il faut faire attention à ne pas surexploiter la ressource sous peine d'épuiser ses capacités thermiques et de voir les rendements des installations diminués. Malheureusement, cette charge maximale est difficile à évaluer.
  • Le fait d'injecter de l'eau à très haute pression dans les couches profondes (technique dite de fracturation) présente un risque géologique encore mal connu. En 2007, des essais de fracturation on provoqué un tremblement d'une magnitude de 3,7 sur l'échelle de Richter autours de la centrale expérimentale de Bâle. Bien que cela reste faible et qu'aucun dégât consécutif important n'ait été signalé, le projet a été immédiatement gelé.
  • Le bruit généré par les installations.
  • L'usure rapide des tuyaux et turbines.


Témoignez de vos expériences en matière de Géothermie

Cliquez sur le lien témoignage (lien rouge), rédigez... publiez... c'est fait !

[[Géothermie/Témoignage|<span title="Le présent Article Ékopédia propose en compléments d'infos : des expériences de lecteurs, dont un témoignage sur Géothermie... Cliquez pour plus d'informations">   ]]
Le présent Article Ékopédia propose en compléments d'infos : des expériences de lecteurs, dont un témoignage sur Géothermie... Cliquez pour plus d'informations
Bulle.png  Le présent Article Ékopédia propose en compléments d'infos : des expériences de lecteurs, dont un témoignage sur Géothermie...


Voir aussi

Commons-Logo.svg.png

La Médiathèque Commons propose des IMAGES et vidéos libres sur la thèmatique : « Géothermie »

Liens internes

Liens externes

Bibliographie


Vista-licq.png
Portail Écologie – Articles d'Ékopédia concernant écologie et écosystèmes.
Nuvola apps cache.png
Portail Énergie – Tous les articles Ékopédia concernant l'Énergie.
Noia 64 apps locale.png
Portail Vivre ensemble – Les articles Ékopédia sur « comment vivre ensemble ».