Qu'est-ce que la géothermie ?

L’énergie géothermique est l’énergie calorifique stockée sous la surface terrestre. Les profondeurs de la terre recèlent d’énormes quantités de chaleur naturelle, dont l’origine réside essentiellement dans la désintégration d’éléments radioactifs. Selon les connaissances actuelles, les températures culminent à 6000°C dans le noyau et atteignent jusqu’à 1300°C environ dans le manteau supérieur du globe terrestre. Le flux géothermique qui parvient à la surface du globe dépasse 40 milliards de kW.



Plus de 99 % de la masse de notre Terre est soumis à des températures dépassant 1000 °C. Seul 0,1% est plus froid que 100 °C.

En moyenne, la température augmente à partir de la surface terrestre de 3 °C environ par 100 mètres de profondeur, ce qui correspond à un gradient géothermique normal. En de nombreux endroits du globe, nous constatons toutefois des anomalies géothermiques (dites «positives»), c’est-à-dire des régions présentant des gradients de température nettement plus élevés, par exemple en Islande, en Italie, en Indonésie ou en Nouvelle-Zélande.

Le but d’une exploitation de l’énergie géothermique est de capter la chaleur des profondeurs, pour l’amener à la surface de la terre en recourant à des technologies ad hoc. A certains endroits, la nature fournit elle-même le système de circulation requis, par exemple les sources thermales. En d’autres lieux, on doit faire appel à des forages avec pompes de production ou à des sondes géothermiques doublées de pompes de circulation.

La géothermie fait partie des énergies dites « renouvelables ». Son principe consiste à extraire l'énergie contenue dans le sol pour l'utiliser sous forme de chauffage ou d'électricité. On distingue quatre types de géothermie : la haute, la moyenne, la basse et la très basse énergie. Les sites géothermiques à haute et moyenne température permettent la production d’électricité. Tandis que la production de chaleur est obtenue à partir des sites géothermiques de basse (utilisation des nappes d’eau chaude du sous-sol profond) et très basse température (utilisation de pompe à chaleur).

La géothermie est certainement la filière qui présente le plus large spectre d’activités : production de chaleur, production d’électricité, production de chaleur sur réseau, production de chaleur individuelle.

En Europe, la géothermie est la troisième source d’énergie renouvelable derrière l’hydraulique et la biomasse. Elle est davantage utilisée pour produire de la chaleur que de l’électricité.

La géothermie haute énergie

La géothermie haute énergie utilise des eaux et des vapeurs à plus de 180 °C, qui entraînent des turbines, qui entraînent à leur tour des générateurs d’électricité.

La géothermie moyenne énergie

La géothermie moyenne énergie utilise des fluides à des températures comprises entre 100 et 180 °C, qui cèdent leur chaleur à un fluide secondaire plus volatil. Ce fluide entraîne alors une turbine qui entraîne un générateur d’électricité.

La géothermie basse énergie

La géothermie basse énergie utilise des fluides à des températures comprises entre 30 °C et 100 °C. Le rendement est très trop faible pour pouvoir produire de l’électricité, mais elle permet de couvrir une large gamme d'usages : chauffage urbain, chauffage de serres, utilisation de chaleur dans les process industriels, thermalisme...

La géothermie très basse énergie et les pompes à chaleur

La géothermie très basse température est exploitée pour le chauffage et le rafraîchissement des maisons ou des bâtiments collectifs, et aussi pour la production de l’eau chaude sanitaire. La production de chaleur s’effectue à l’aide d’une pompe à chaleur qui prélève dans le sol l’énergie thermique.

Avantages et inconvénients de la géothermie

Par rapport à d'autres énergies renouvelables, la géothermie présente l'avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent), ni même de la disponibilité d'un substrat, comme c'est le cas de la biomasse. C'est donc une énergie fiable et stable dans le temps. Bien que l’énergie prélevée soit gratuite, le coût des systèmes géothermiques reste relativement élevé (du fait du système de captage généralement).

Le gisement géothermique français

En France, le flux thermique associé au gradient géothermal varie de 40 à 140 mW/m². Il est en moyenne de 100 mW/m², ce qui est supérieur à la moyenne européenne, égale à 62 mW/m². Dans le Bassin parisien, le flux est de 90 mW/m².

Les ressources géothermales françaises sont essentiellement de type basse température sur le territoire métropolitain. Par contre, dans les départements d’outre-mer, il existe des ressources haute température permettant la production.

La géothermie très basse température est quant à elle accessible partout, ou presque, quel que soit le site géographique.