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Énergie & écologie

Géothermie : qu’est-ce que c’est ?

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Que penseriez-vous d’une source d’énergie renouvelable, propre, gratuite, et disponible partout sur Terre ? Vous vous diriez sûrement : “Ce serait le paradis, mais c’est impossible !” Et si nous vous disions qu’une telle énergie existait déjà, qu’elle était exploitée, et même, qu’elle était exploitée depuis des millénaires ? Vous nous prendriez pour des fous, et pourtant… Cette source d’énergie n’a rien d’exotique ou de fictionnelle : c’est la géothermie, tout simplement ! 

Mais alors pourquoi n’est-elle pas plus répandue ? Quelles sont les difficultés techniques, et quels sont les espoirs soulevés par cette technologie ? C’est le moment de faire le point.

Tout savoir sur la géothermie

La plupart de nos centrales électriques sont des centrales thermiques, c’est-à-dire qu’elles transforment la chaleur en électricité. La chaleur peut provenir d’une combustion. Elle peut aussi provenir du soleil. Mais pourquoi faire compliqué quand on peut faire simple ? Après tout, sous nos pieds, le noyau de la Terre est chaud : plus de 5 000 degrés à cœur… Et si nous allions simplement chercher cette énergie là ?

 

Géothermie : définition et grands principes

La géothermie consiste à transformer la chaleur de la Terre en électricité. Bien sûr, nos technologies ne vont pas jusqu’au noyau, mais seulement dans la croûte, à quelques centaines de mètres en moyenne. D’ailleurs à ces profondeurs, plus que la proximité du noyau, la chaleur des roches est essentiellement dûe aux désintégrations radioactives naturelles. 

Ainsi, la température augmente d’un degré tous les 30 m de profondeur. Dans certaines régions volcaniques, la présence de magma peut changer la donne – on peut atteindre une température de 100° à moins de 100 m de profondeur.

 

Les trois grands types d’énergie géothermique

Le principe de base est toujours le même : on injecte de l’eau en profondeur. L’eau capte la chaleur des roches puis elle remonte sous forme de vapeur sous pression (en moyenne 200°). Elle passe alors dans un échangeur pour se délester de ses calories dans un circuit secondaire. Ce circuit secondaire alimente une turbine qui produit enfin de l’électricité.

Néanmoins, il ne faut pas imaginer le circuit primaire comme un grand tuyau qui descend dans les profondeurs. En général, l’eau qui descend dans le forage voyage à même la roche ; parfois, c’est l’eau elle-même qui ouvre son chemin, selon le principe de la fracturation hydraulique (ce qui pose un problème à certains mouvements écologiques).

Sur ce schéma de base,  plusieurs types de géothermie sont envisageables :

  • La géothermie profonde, jusqu’à 2000 mètres de profondeur.
  • La géothermie très profonde et très haute température, jusqu’à 10 000 mètres de profondeur.
  • La géothermie volcanique, qui peut profiter de très hautes températures sans aller aussi profondément.

 

Le chauffage géothermique pour les particuliers

Néanmoins, il ne faudrait pas imaginer que la géothermie soit toujours une technologie de pointe qui nécessite des travaux pharaoniques. En fait, il existe beaucoup de particuliers, de collectivités et d’entreprises qui profitent déjà de la géothermie.

Ce type de géothermie, peu profonde, ne produit pas d’électricité mais seulement de l’eau chaude et de la chaleur pour le foyer.

Ces systèmes géothermiques peuvent être horizontaux et très peu profonds : leur rendement est alors le même qu’une pompe à chaleur (pour un prix très attractif). Ils peuvent aussi être verticaux et plus profonds ; ce type de chantier est plus onéreux, mais les rendements seront meilleurs (et la surface occupée est plus petite).

Source énergie géothermique
Certaines sources sont naturellement bouillantes (ici dans le parc de Yellowstone aux États- Unis).

La géothermie dans l’Histoire et dans le monde

La géothermie semble n’avoir que des avantages… Et pourtant. Son utilisation dans le monde reste très minoritaire. Il faut dire que les investissements nécessaires sont souvent très importants. Par exemple, un projet de centrale strasbourgeoise, avec un forage profond de 4 500 mètres, se chiffrait à 40 millions d’euros pour alimenter entre 15 000 et 20 000 foyers. Finalement, ce sont 100 millions d’euros qui furent investis avant l’abandon du projet pour des raisons techniques¹. Alors, dans la balance, qui l’emportera des avantages et des inconvénients de la géothermie ?

 

Histoire de la géothermie

Car la géothermie n’est pas vraiment neuve. Ses premières traces remontent même à 20 000 ans², sur le site de Niisato au Japon, où l’on s’en servait dans les bains thermaux. Plus près de nous, vers le haut Moyen Âge, le village de Chaudes-Aigues bénéficiait déjà d’un petit réseau d’eau chaude d’origine souterraine. La première centrale électrique géothermique, elle, date de 1913, et fut construite à Larderello (Italie). Depuis, la technologie n’a cessé de se perfectionner. Les pays bénéficiant d’une forte activité volcanique, surtout, en ont tiré parti…

 

Dans quels pays l’énergie géothermique est-elle développée ?

En France, la géothermie reste très marginale. On ne compte qu’une seule centrale électrique sur ce principe, à Bouillante, en Guadeloupe. En 2016, elle a produit 84 GWh en 2016 soit 4,7% de la production d’électricité sur l’île. Par ailleurs, la France reste timide. En Alsace il existe deux centrales en fonctionnement ; et pour l’avenir, quelques projets plus ou moins développés dans le Massif Central, le Languedoc-Roussillon, ou encore à la Réunion.

Dans le monde, la géothermie n’est pas beaucoup plus développée : à peine 90 TWh (soit une part infime de la production mondiale). Seuls quelques pays tirent leur épingle du jeu, notamment l’Islande, qui jouit d’une activité volcanique bouillonnante ; la géothermie lui fournit 90% de son chauffage et 27% de son électricité³

D’autres pays font une utilisation réelle de la géothermie, comme les Philippines, l’Indonésie ou la Nouvelle-Zélande.

Centrale géothermie
Une grande centrale géothermique en Islande

Aujourd’hui, la France ne semble pas prête à sauter dans le grand bain du magma ! Mais les choses pourraient changer. La technologie évolue vite. Le meilleur moyen d’encourager cette transition, c’est encore de soutenir le développement des énergies renouvelables en choisissant un fournisseur d’électricité verte. Et qui sait, peut être que bientôt, à Paris comme à Marseille, nous serons tous chauffés par les entrailles de la Terre !

 

 

Sources : 

1 Transitions et énergies, L’arrêt «définitif» du projet de Reichstett et Vendenheim est un coup dur pour la géothermie, 9 décembre 2020

2 Futura Sciences, Histoire de la géothermie

 3 Géo, Islande : la géothermie, et après ?

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