Energie Géothermique

Le mot géothermie vient du grec « gê », la terre et de « thermos » la chaleur. La terre , active, manifeste une forme d'énergie spectaculaire, la géothermie. En effet la croûte terrestre est chaude et permet depuis l'Antiquité de réchauffer notament l'eau infiltrée dans les profondeurs, ainsi l'homme profite depuis des millénaires de cette énergie sous la forme de thermes, de serres et de sources chaudes.

Aujourd'hui poussé par l'urgence de trouver des solutions écologiques et des sources d'énergies non fossiles et non polluantes, l'espèce humaine réalise enfin le potentiel de ces énergies renouvelables. La géothermie est en train de prendre son envol un peu partout dans le monde sous des formes plus modernes de captage et de transformation de l'énergie.

Quel est le principe de la géothermie?

La géothermie, c'est l'art de capter l'énergie dans la terre afin de l'utiliser soit pour de la création d'électricité soit directement pour chauffer des locaux ou des habitations. Certains éléments radioactifs présents dans les roches de la croûte terrestre génèrent de la chaleur lorsqu'ils se désintègrent en générant un flux de chaleur vers la surface. Cette chaleur augmente avec la profondeur. En moyenne, il est entendu qu'elle augmente de 3°C tous les 100m. Ces flux de chaleur viennent également réchauffer les nappes phréatiques. Ces eaux chaudes remonteront soit naturellement à la surface, c'est le cas des sources chaudes ou des geysers, soit l'homme devra mettre en place des sytèmes de pompage.

Suivant la température, et donc généralement la profondeur de forage ou de pompage, on distinguera différents types de géothermie et par conséquent différents types d'usage :

La géothermie très basse énergie : profondeur < 100m et température < 30°C
Utilisée pour le chauffage ou le rafraîchissement de locaux ou d'habitation, elle nécessite l'installation d'une PAC, c'est à dire une pompe à chaleur.

La géothermie basse énergie : profondeur > 100m et température comprise entre 30°C et 100°C
Peut être utilisée pour des installations de chauffage urbain, des installations industrielles ou encore plus couramment pour le thermalisme ou la balnéothérapie

La géothermie moyenne et haute énergie : température comprise entre 180°C et 350°C
Elle est utilisée pour des centrales produisant de lélectricité 

Enfin, encore au stade de la recherche, la géothermie profonde, c'est à dire captant l'énergie de roches chaudes sèches se trouvant à plus de 3km de profondeur pourrait être une formidable avancée dans le futur aussi bien pour la production d'électricité que pour le chauffage de grandes zones.

La géothermie à haute énergie

Cette géothermie profonde, est une source d'énergie que l'on trouvera dans des reservoirs naturels se trouvant généralement à plus de 1500 m sous la surface terrestre. A cette profondeur l'eau sera bien souvent à une température supérieure à 80°C et pouvant monter jusqu'à plus de 300°C. Grâce à de telles températures, l'énergie captée va pouvoir produire de l'électricité. Il est également possible de faire de la cogénération, c'est à dire de coupler de la production d'éléctricité et de la production de chauffage, cela grâce aux turbines à vapeur et de la récupération des condensats de cette vapeur.

Ces techniques ne sont pas nouvelles, puisque une centrale géothermique de production électrique avait déjà vu le jour en Italie au début du siècle, mais ce n'est que ces dernières années que de réelles avancées ont pu être réalisées grâce à la maîtrise des problèmes de corrosion et des techniques de forage.

Plus de 20 pays dans le monde possèdent aujourd'hui ce type de centrale géothermique produisant près de 8000 Mwe (mégawatt électrique installé), la plupart se trouvant en Amérique ou en Asie. En Europe, c'est l'Italie qui investit le plus dans ce type de production d'énergie, la France quant à elle n'a aujourd'hui qu'une seule centrale, située en Guadeloupe.

La géothermie à basse énergie

Elle concerne en général des gisements situés entre 1500m et 2500m de profondeur, la température atteint ainsi de 30°C à 100°C, voire 150°C parfois. Ce type de géothermie permet notament d'alimenter des réseaux de chauffage urbains ou des installations industrielles.

En 1995, une trentaine de pays au monde exploitaient la géothermie basse énergie pour produire de la chaleur, aujourd'hui c'est près de 55 pays qui l'utilise : on constate donc une forte expension.

En France on peut par exemple trouver ce genre d'installation en région Parisienne ou encore en Aquitaine. Il s'agit de techniques de chauffage particulièrement bien adapté aux zones résidentielles ainsi qu'au chauffage des locaux du secteur tertiaire.

La géothermie très basse énergie

Ce type de géothermie est la plus connue par les particuliers puisqu'elle est est devenue une réelle alternative aux autres modes de chauffage traditionnels, polluants et couteux à l'utilisation.

Pour produire du chauffage pour une habitation il suffit de capter de l'énergie à de faibles profondeurs, des températures de 10 à 30°C sont nécéssaires pour le fonctionnement de l'installation. La chaleur cette fois vient du sol mais aussi de la chaleur qu'ils tocke grâce au rayonnement du soleil et du ruissellement de l'eau de pluie.

On retrouvera ces technoligies notament dans les installations de puits provençal servant de climattiseur passif, mais aussi et surtout pour le chauffage et la climatisation grâce à une pompe à chaleur.

Sur le principe, il faut une source d'énergie extérieure, généralement de l'électricité pour faire fonctionner la pompe à chaleur mais ce type d'installation permet de faire des économies grâce à la récupération des calories contenues dans le sol.

Il existe 3 solutions de captage de la chaleur dans le sol, la plus couranté étant l'installation horizontale des serpentins dans le sol à environ 60cm de profondeur. Cette solution nécessite d'avoir un terrain disponible minimum de 100 à 150% de la surface à chauffer. Par exemple pour chauffer une maison de 100 m2 il faudra un jardin d'environ 100 à 150m2. Si ce n'est pas le cas, il faudra opter pour une installation verticale : une sonde géothermique dans laquelle circule une eau glycolée viendra capter les calories situées environ à 100 ou 150m de profondeur. Enfin 3 ème solutio,si vous disposez d'une nappe phréatique à proximité, la chaleur pourra être captée dans celle-ci.

Cette solution n'est pas encore l'idéale puisqu'elle nécessite de l'électricité pour fonctionner. Couplée à une autre forme d'énergie renouvelable de type biogaz par exemple, elle serait l'idéal pour le chauffage des logements.