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La géothermie

Centrale géothermique en Islande
Centrale géothermique près du phare de Reykjanesta, Islande

La géothermie est souvent méconnue. Pourtant, c’est une énergie renouvelable fort ancienne, qui présente beaucoup d’avantages. Le problème est que peu de pays disposent des conditions idéales pour exploiter cette énergie à grande échelle et produire de l’électricité.

Qu’est-ce que la géothermie ?

La géothermie, c’est l’énergie du cœur de la Terre. Comme en témoignent les geysers, les sources d’eau chaude ou encore les éruptions volcaniques, la Terre est une source permanente de chaleur. Il y a deux raisons à cela : le Soleil, qui réchauffe la surface de la Terre, mais surtout la présence au centre de notre planète d’un noyau externe, constitué d’une matière en fusion : le magma. Ce magma n’est autre que la lave rouge et brûlante que crachent les volcans en éruption.

Par endroits, le magma remonte vers la surface, réchauffant au passage les roches qui l’entourent. Plus on se rapproche du centre de la Terre, plus la température augmente. Le sous-sol gagne ainsi 3°C en moyenne tous les 100 mètres, voire 30°C dans certaines zones ! Parfois, cette chaleur arrive directement jusqu’à nous, comme à Chaudes-Aigues dans le Cantal où se trouve la source d’eau la plus chaude d’Europe : sa température est de 82°C.

LA QUESTION DE SUNNY

Quelle température fait-il au centre de la Terre ?

Le centre de la Terre est situé à 6 370 km sous nos pieds, soit à quelque chose près la distance entre Paris et New Delhi en Inde. C’est un noyau solide, baptisé la « graine », constitué de fer et en nickel, où la température atteint plus de 5 500°C.

Bien que peu connue, cette énergie est vieille comme le monde. Elle était déjà utilisée il y a 20 000 ans justement dans ces sources d’eau chaude, qui devinrent des thermes sous l’Antiquité. Les régions volcaniques ont très tôt constitué des pôles d’attraction, du fait de l’existence de fumerolles et de sources chaudes que l’on pouvait utiliser pour se chauffer, cuire des aliments ou tout simplement se baigner. Déjà au 14e siècle, la source de Chaudes-Aigues servait à des usages industriels comme le lavage de la laine et des peaux. Mais il aura fallu attendre le début du 20e siècle pour voir la première centrale géothermique, capable de produire de l’électricité à partir de la chaleur souterraine. Le premier réseau moderne de chauffage urbain alimenté grâce à la géothermie est installé à Reykjavik (Islande) en 1930. Dès lors, des réseaux de chaleur utilisant la géothermie vont voir le jour en Europe, en Chine, en Russie et aux Etats-Unis.

L’exploitation de cette source d’énergie est encore peu développée mais les projets se multiplient partout dans le monde. Son intérêt principal réside dans le fait que, contrairement à l’éolien ou au solaire, elle ne dépend pas des conditions météo.

Source d'eau chaude au parc Yellowstone aux États-Unis
Source d’eau chaude au parc Yellowstone aux États-Unis

Les différentes technologies

Il existe plusieurs manières de récupérer cette énergie.

  • La plus courante, mais aussi la plus performante, est la pompe à chaleur ou PAC. On parle de géothermie à très basse température ou géothermie superficielle. Cette technologie exploite la chaleur du sol ou de l’eau du sous-sol à des profondeurs généralement inférieures à 200 mètres, pour des températures à moins de 30°C. Elle permet de chauffer les maisons individuelles, les bâtiments, les serres, les piscines… Concrètement, on creuse un puits, puis on envoie de l’eau froide sous terre, qui remonte chaude par une autre canalisation.
  • La géothermie basse énergie ou basse température fait appel à des gisements d’eau situés à moins de 2 000 mètres de profondeur, où l’eau atteint des températures comprises entre 30° et 90°C. On s’en sert par exemple pour le chauffage urbain collectif.
  • La géothermie haute température ou géothermie profonde permet quant à elle de produire de l’électricité dans des centrales géothermiques. En forant à plus de 500 mètres de profondeur, on libère de la vapeur d’eau retenue sous pression, dont la température se situe entre 150 et 350°C. Celle-ci entraîne ensuite une turbine qui produit de l’électricité.
Principales utilisations de la géothermie en fonction des températures
Principales utilisations de la géothermie en fonction des températures © BRGM

L’aérothermie

Tout comme il existe des pompes à chaleur utilisant la chaleur du sous-sol ou des eaux souterraines, il existe des pompes à chaleur aérothermiques (PAC) qui exploitent la chaleur de l’air. Elles constituent un moyen de chauffage intéressant et de plus en plus répandu. Elles n’ont aucun lien avec la géothermie, mais lui sont associées car elles utilisent la même technologie.

L’air contient toujours de la chaleur, y compris à des températures négatives. L’aérothermie consiste à récupérer cette chaleur par l’intermédiaire d’une pompe à chaleur, avant de la transmettre à l’air intérieur ou à un circuit d’eau alimentant par exemple un plancher chauffant ou des radiateurs.

LE SAVIEZ-VOUS ?

La géothermie fait le bonheur des poissons !

L’eau chaude issue de sources géothermales convient particulièrement bien à l’élevage des poissons. En effet, une augmentation de la température de quelques degrés a le pouvoir d’améliorer leur croissance et celle des crustacés. En Gironde par exemple, on élève des esturgeons dans une eau chauffée grâce à de la chaleur récupérée à plus de 1 800 mètres de profondeur pour produire du caviar !

Quels pays utilisent la géothermie ?

Cette énergie renouvelable a un inconvénient : elle n’est pas disponible aussi largement que l’eau, le vent ou le soleil. Si partout dans le monde, les particuliers peuvent creuser à quelques dizaines de mètres pour récupérer la chaleur de la Terre et chauffer leur maison, on ne peut exploiter cette énergie que dans certaines régions pour produire de l’électricité : autour du Pacifique, en Russie, en Europe centrale et orientale. Résultat : seule une dizaine de pays font appel à cette énergie, avec en tête les États-Unis, suivis des Philippines, de l’Indonésie, de la Nouvelle-Zélande et de l’Italie. Mais c’est en Islande, pays volcanique, que la géothermie est la plus répandue : elle assure plus de deux-tiers des besoins énergétiques de l’île.

Malgré tout, l’énergie géothermique reste très marginale : au total, elle représente moins de 1% de la production mondiale d’électricité.

En France, la géothermie est principalement exploitée sous forme de chauffage urbain, principalement dans le bassin parisien et en Nouvelle-Aquitaine. La production d’électricité issue de la géothermie profonde se concentre en Guadeloupe : la centrale électrique géothermique de Bouillante exploite ainsi la chaleur d’origine volcanique du massif de La Soufrière, avec des forages allant jusqu’à 1 000 mètres de profondeur. La température de l’eau avoisine les 250°C. Cette centrale fournit 6% de l’électricité consommée sur l’île.

AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS DE LA GÉOTHERMIE

Les plus

  • Énergie renouvelable, inépuisable, qui n’émet pas de gaz à effet de serre
  • Énergie constante et indépendante de la météo
  • Installation de longue durée
  • Peu d’impact sur l’environnement

Les moins

  • Pas disponible dans toutes les régions
  • Rendement faible en production d’électricité
  • Nécessite un investissement élevé

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Quand : le 4 août 2018

Pourquoi : île volcanique, l’Islande est devenue la reine de la géothermie. Ses habitants utilisent cette énergie renouvelable pour tout : le chauffage, l’eau chaude, l’industrie… Aujourd’hui, grâce à cette technologie, le pays produit dix fois plus d’électricité qu’il n’en consomme. Des associations écologistes alertent sur les risques de surexploitation de cette énergie.

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