La géothermie est en quelque sorte une énergie fossile… C’est l’énergie emmagasinée au moment de la création de notre planète qui se dissipe, depuis lors, du noyau terrestre sous forme de chaleur. À l’échelle de l’humanité, on peut la considérer comme renouvelable. Cette chaleur est disponible plus ou moins généreusement et facilement sous nos pieds. Elle est la base d’une production décentralisée d’énergie en plein essor.

Définition

Du grec Géo (la terre) et Thermos (la chaleur), la géothermie désigne à la fois le phénomène de production de chaleur interne de la Terre et les techniques permettant d’exploiter cette source d’énergie renouvelable.

Usages

On distingue 2 formes principales de géothermie :

  • La géothermie de surface, qui exploite la chaleur superficielle et l’inertie thermique du sol (de quelques dizaines de centimètres, à une centaine de mètres de profondeur) pour le chauffage et/ou la climatisation des logements individuels ;
  • La géothermie profonde, qui exploite la chaleur des nappes aquifères ou des roches sèches profondes (de quelques centaines de mètres à plusieurs kilomètres de profondeur) pour le chauffage et/ou la production d’électricité.

La production de chaleur d’origine géothermique s’appuie principalement sur trois technologies :

  • Le puits canadien (géothermie de surface)
  • La pompe à chaleur (géothermie de surface)
  • Le réseau de chaleur (géothermie profonde)

Ces trois technologies permettent de transférer les calories contenues dans le sol (aquifères ou roches) à un fluide caloporteur qui alimente l’habitation / les habitations.

Focus sur le fonctionnement d’un réseau de chaleur

Réseau de chaleur

Principe de fonctionnement d’un réseau de chaleur – © ADEME – BRGM

1) L’eau est puisée dans des aquifères profonds, présentant une température élevée ;

2) La chaleur est transférée au fluide caloporteur du réseau via un échangeur thermique, au niveau de la centrale géothermale ;

3) Le réseau de chaleur alimente des sous-stations qui permettent de transférer la chaleur du réseau vers les bâtiments raccordés ;

4) L’eau refroidie est renvoyée dans l’aquifère souterrain via un puits de ré-injection.

 

Avantages

La géothermie est une source d’énergie :

  • Renouvelable (la géothermie est considérée comme une énergie inépuisable*, car dépendante des sources de chaleur internes de la terre)
  • Stable (la géothermie est une énergie d’égale intensité jour et nuit et en toute saison, à la différence d’autres énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien, qui sont intermittentes et intrinsèquement dépendantes des conditions météorologiques)
  • Propre (l’exploitation géothermique ne rejette pas de gaz à effet de serre)
  • Omniprésente (la géothermie de surface est une énergie dite « diffuse », c’est-à-dire présente en tout lieu**).

* Notons toutefois que son caractère « inépuisable » dépend  des conditions d’utilisation : son exploitation durable implique un débit d’extraction d’énergie limité au flux de chaleur alimentant la ressource

** Pour la géothermie profonde, le constat est différent. Les grands points chauds ne sont pas répartis de manière égalitaire sur la planète. Ils sont majoritairement situés dans des régions volcaniques, aux frontières des plaques.

Acteurs

En France :

  • L’Ademe (Agence de l’Environnement et de la Maitrise de l’Énergie) et le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) sont les deux établissements chargés de la promotion de la géothermie ;
  • Les collectivités locales encouragent le développement de la géothermie dans le cadre de leur Agenda 21 ou de leur Plan Climat. Par exemple, la commune d’Orly et sa voisin Choisy-le-Roi ont fait le choix de recourir à la géothermie pour alimenter leur réseau de chaleur. 8000 équivalents-logements sont ainsi raccordés et approvisionnés pour leurs besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire à hauteur de 80 % ;
  • Les particuliers vivant dans des maisons individuelles ont également un rôle majeur à jouer. Ils peuvent en effet choisir de s’équiper d’installations géothermiques pour le chauffage ou la climatisation de leur habitation.
  • EDF et GDF-SUEZ sont des acteurs majeurs de la géothermie, via leur filiale respective, Dalkia et Cofely, opérateurs de réseaux de chaleur. Par exemple, Cofely Réseaux exploite 21 puits géothermiques en France et fournit 30% de la chaleur d’origine géothermique en Ile-de-France à travers 6 réseaux qui alimentent l’équivalent de 30 400 logements.

La géothermie dans le monde

D’après le Renewables 2013 Global Status Report :

  • En termes de production électrique d’origine géothermique : en 2012, la puissance totale installée des centrales géothermiques atteignait 11,7 GW*, avec une production de près de 72 TWh**, soit moins de 0,3% de la production électrique mondiale.
  • En termes de production directe de chaleur d’origine géothermique, en 2012, la puissance fournie atteignait 66 GWth, ce qui correspond à une production équivalant à près de 150 TWh. La géothermie-chaleur constituait ainsi la deuxième énergie renouvelable pour les usages thermiques, après la biomasse.

En 2010, 75 pays environ produisaient de la chaleur d’origine géothermique :

Producteurs de chaleur géothermique

Production de chaleur avec la géothermie dans le monde en 2010 – source : WGC 2010

En 2010, 25 pays environ produisaient de l’électricité d’origine géothermique :

Producteurs d'électricité géothermique

Production d’électricité avec la géothermie dans le monde en 2010 – source : WGC 2010

À noter que les principaux acteurs se trouvent généralement dans des régions volcaniques situées aux frontières des plaques.

*À titre de comparaison, la puissance moyenne d’un réacteur nucléaire est d’environ 1GW.

**Le watt-heure correspond à l’énergie délivrée par un système d’une puissance de 1 Watt pendant une durée d’une heure.

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