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Energie géothermique

La terre produit de la chaleur, qui provient essentiellement de la désintégration naturelle de l'uranium, du thorium ou du potassium. Une partie de cette chaleur, se stocke dans certaines parties du sous-sol, en général dans des nappes d'eau souterraines. L'énergie géothermique est cette énergie calorifique stockée sous la surface terrestre.
Elle est exploitée dans des réseaux de chauffage et d'eau chaude depuis des milliers d'années en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen.
Actuellement, la géothermie est directement exploitée comme source de chaleur. Elle sert indirectement à la production d'électricité.

 

Une énergie renouvelable
Les stocks d'eau chaude souterrains peuvent être considérés comme renouvelables dans le sens où ils sont en permanence réchauffés par la chaleur du centre de la terre, estimée à 4 000°c. La condition étant que le rythme d'exploitation de ces stocks n'excède pas celui du renouvellement.

Principe de fonctionnement
Les resources géothermales " basse énergie " sont celles dont la température se situe entre 50° c et 100°c. Elles se trouvent entre 1 000 à 2 500m de profondeur, dans des bassins souterrains de très grande dimension et présents à de nombreux endroits du globe.
L'eau chaude est directement exploitable lorsqu'elle est suffisamment pure, pas trop chaude ni sous trop forte pression. Sinon, l'utilisation d'échangeurs, dits " doublets " est nécessaire pour que l'eau chaude communique sa chaleur. Le "doublet" se compose de deux puits: un puits par lequel on pompe l'eau de la nappe et un autre par lequel on réinjecte l'eau dans la nappe.
Les gisements de " moyenne énergie " sont constitués par des nappes situées à une profondeur de 2 000 à 3 000 m, où la température de l'eau est comprise entre 90 et 150 °C. Les gisements de " haute énergie " se composent de nappes de vapeur d'eau ou d'eau sous pression. Ces deux sortes de gisement ont une température suffisante pour produire de l'électricité.

 

Utilisations de la géothermie
Le chauffage urbain est le principal usage de la géothermique de basse énergie. Cette application est rentable dans les zones d'habitation comprenant au moins 1 500 à 2 000 logements. Diverses utilisations successives de la même eau sont intéressantes, car elles ne nécessitent pas toutes la même température. Par exemple, de l'eau extraite à 80° c peut être envoyée dans les radiateurs, celle à 60° c sera utilisée dans les planchers chauffants. L'eau sortant à 45°c des planchers chauffants peut servir à chauffer des serres ou des piscines ; et l'eau sortant à 30° c peut alimenter un réseau de dégivrage de routes et de trottoirs.
 

Avantages
Économiquement : elle peut être considérée comme l'énergie la moins chère pour éviter l'émission de gaz carbonique.
Pour l'environnement : la géothermie est une énergie propre qui n'émet pas ou peu de polluants. Son exploitation ne génère pas de flamme, pas d'odeurs, pas de fumée, pas de ramonage, etc.

Inconvénients
Selon la nature du sol, les coûts de forage peuvent être très élevés. Mais si la mise en place d'une installation géothermique correspond à un investissement important, le coût d'exploitation est quasiment nul.
L'épuisement de la ressource est possible sur certains stocks trop petits lors de leur exploitation.
L'expansion de la géothermie se heurte également à l'absence de réelle volonté politique, exprimée notamment dans la lourdeur des taxes.
Les seuls risques de pollution existants sont de rejeter à la surface du sol l'eau extraite si celle-ci contient des métaux lourds. Ce risque est évité lorsqu'elle est réinjectée en sous-sol.

Perspectives
En France, plus de 200 000 équivalents-logements sont actuellement raccordés à des réseaux de chaleur utilisant prioritairement l'énergie géothermique. Avec une production de l'ordre de 200 000 tonnes équivalent pétrole (tep) par an, la contribution de la géothermie au bilan énergétique national se situe aujourd'hui bien avant celle des énergies solaire et éolienne. La capacité de production des installations géothermiques installées dans 18 pays était d'environ 5 800 MW en 1990, elle dépasserait aujourd'hui les 10 000 MW.

Publics concernés
La géothermie est particulièrement intéressante en milieu urbain dense et pour de grands bâtiments, comme des hôpitaux, des établissements scolaires, etc.

Aller plus loin :
“Géothermie ; la chaleur de la terre" dans le
Bulletin Bimestriel du Comité de Liaison Énergies Renouvelables, mai/juin n°23 spécial 2001

 

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Pour plus de renseignements, contactez A. Fakhoury, M. Maalouf, C. Nabaa, S. Rahhal ou R. Spiridon