Base de connaissances

Si la chaleur géothermique à la surface du globe est faible, il est alors nécessaire d'injecter par le biais de forages de l'eau qui se réchauffera au contact des roches ou de soutirer directement des nappes aquifères l'eau chaude pour récupérer cette chaleur.

Certaines zones géographiques, souvent proches des zones sismiques, ont des potentiels très importants. C'est à ces endroits que l'on observe les éruptions volcaniques, les sources d'eau chaudes ou les geysers (plaque asiatique ou l'Islande qui est réputée pour son exploitation énergétique des sources géothermiques).

Typologie des ressources géothermiques

Les ressources géothermiques sont classées selon leur degré d'énergie :

• La géothermie de très basse énergie [<30°C] : nappes aquifères peu profondes, sondes terrestres et couplage avec une pompe à chaleur.

• La géothermie de basse énergie [30-100°C] : nappes aquifères profondes

• La géothermie de moyenne énergie [100-150°C] : nappes aquifères très profondes

• La géothermie de haute énergie [150-350°C]

Les deux premières catégories se situent à des profondeurs comprises entre 1 et 3 kilomètres de profondeur dans des roches poreuses remplies d'eau. L'exploitation de ces zones est aisée et permet d'injecter l'eau directement dans les appareils de chauffage ou au travers d'échangeurs lorsque la pression ou la chaleur sont trop importantes. L'utilisation de pompes à chaleur pour augmenter la température du liquide est aussi préconisée si le rendement de la pompe est intéressant, autrement dit si la quantité d'énergie produite est supérieure à la consommation énergétique de la pompe.

Les deux dernières catégories, dont la température dépasse les 100°C permettent de produire de l'électricité grâce au raccordement de turbines.

La géothermie en France et en Europe

Peu de pays ont des capacités de production d'électricité d'origine géothermique. L'Italie représente à elle seule 96% des capacités de l'Europe des 15.

Il n'existe pas d'objectif quant à cette énergie dans la campagne européenne pour le décollage des énergies renouvelables, en revanche, la Communauté s'est fixée un objectif de 1000 MWe à horizon 2010 qui devraient être atteint pour la filière électrique.

Pour la production de chaleur les projections réalisées, reposant sur une croissance attendue de 10% au sein de l'Union, prévoient une production de 8 200 MWth dépassant ainsi largement l'objectif européen de 5 000 MWth.

Utilisations

Dès l'Antiquité, la chaleur souterraine était utilisée pour chauffer l'eau ou les habitations. Les utilisations modernes des ressources géothermiques basse énergie en sont proches : chauffage individuel (radiateurs, planchers chauffants), collectif (sources thermales, bâtiments publics), professionnel (serristes, pisciculture, piscines, ...), mais elles concernent aussi la climatisation et la réfrigération.

En revanche, l'exploitation des sources hautes en énergie permet la production de plusieurs MW. Le principe est le même que pour les sources d'énergie renouvelables, la chaleur est envoyée vers une turbine électrique.

La géothermie est une source d'énergie respectueuse de l'environnement même si quelques risques infimes subsistent (traitement du méthane ou de l'hydrogène sulfuré de certaines vapeurs, percement des puits).

C'est une source durable et continue de chaleur qui n'a pas de mouvement saisonnier comme d'autres sources d'énergie renouvelables.

L'utilisation optimisée des sources géothermiques permet à partir d'un même flux d'alimenter différents systèmes les uns à la suite des autres. Autrement dit, on satisfait simultanément différents besoins qui requièrent des températures différentes. (Par exemple, un même flux peut chauffer une piscine extérieure puis traverser, après s'être refroidi, les radiateurs d'une maison). L'exploitation de l'installation géothermique est modulable et permet également de produire en cogénération.

Ses principales limites sont le stockage et le transport (même si en Islande, on observe de longues canalisations) qui peuvent en limiter son utilisation aux abords du site de production.