La géothermie

La géothermie, des géothermies !

La géothermie est l’exploitation de la chaleur stockée dans le sous-sol. L’utilisation des ressources géothermales se décompose en deux grandes familles : la production d’électricité et la production de chaleur. En fonction de la ressource, de la technique utilisée et des besoins, les applications sont multiples. Le critère qui sert de guide pour bien cerner la filière est la température. Ainsi, la géothermie est qualifiée de « haute énergie » (plus de 150°C), « moyenne énergie » (90 à 150°C), « basse énergie » (30 à 90°C) et « très basse énergie » (moins de 30°C).

- La géothermie très basse énergie s’applique aux nappes d’une profondeur inférieure à 100 m et à faible niveau de température (moins de 30°C). La chaleur extraite est utilisée généralement pour assurer le chauffage et le rafraîchissement des locaux après élévation de la température au moyen d’une pompe à chaleur.

- La géothermie basse énergie, appelée aussi basse température ou basse enthalpie, explore des aquifères situés entre 1 500 et 2 500 mètres de profondeur. La température atteint entre 30°C et 90°C : trop faible pour produire de l’électricité mais idéal pour produire de la chaleur. Les applications vont du chauffage urbain au thermalisme, en passant par le chauffage des serres et le séchage des produits agricoles.

- La géothermie moyenne énergie, aussi appelée moyenne enthalpie, explore le plus souvent des gisements d’eau chaude ou de vapeur humide compris entre 90 et 150°C. Dans les bassins sédimentaires, il faut atteindre des profondeurs de 2 000 à 4 000 mètres pour obtenir ces températures. Dans des zones plus propices, la géothermie moyenne énergie pourra être exploitée à moins de 1 000 mètres. Cette voie est utilisée pour produire de la chaleur, valorisée notamment dans des process industriels, et éventuellement de l’électricité.

- La géothermie haute température, ou haute enthalpie, exploite des fluides atteignant des températures supérieures à 150°C, pour produire de l’électricité. Les réservoirs sont localisés entre 1 500 à 3 000 mètres de profondeur, généralement dans les zones de volcanisme ou de tectonique active.

- La géothermie profonde assistée est une voie de recherche qui consiste à extraire la chaleur des roches chaudes fissurées situées entre 3 et 5 kilomètres de profondeur. Contrairement à la géothermie haute température classique qui exploite des réservoirs capables de fournir des débits de fluides élevés, la géothermie profonde assistée nécessite de stimuler les roches peu perméables en injectant de l’eau sous forte pression dans le sol.

Comment produit-on de l’électricité avec la géothermie ?

La production d’électricité géothermique consiste à convertir la chaleur des nappes aquifères haute température (de 150 à 350°C) à l’aide de turboalternateurs. Si la température de la nappe est comprise entre 100 et 150°C, il est également possible de produire de l’électricité, mais en utilisant la technologie du cycle binaire. Dans ce cas, un échangeur transmet la chaleur de la nappe à un fluide (isobutane, isopentane, ammoniaque) qui a la propriété de se vaporiser à une température inférieure à celle de l’eau.

Comment exploite-t-on la géothermie pour le chauffage ?

Il existe deux façons de produire du chauffage par la géothermie. La première est d’utiliser les nappes d’eau chaude du sous-sol profond. La France a la chance de posséder de larges bassins sédimentaires avec des couches géologiques renfermant des aquifères exploitables : bassins parisien et aquitain. Par le biais de forages profonds de 1 à 2 km, l’eau chaude (30°C à 150°C) remonte à la surface. Un échangeur de chaleur transfère ensuite les calories au réseau de chauffage urbain. L’autre voie de chauffage exploite les sources géothermiques très basse température, c’est-à-dire inférieures à 30°C. La température est élevée à l’aide de pompes à chaleur (PAC). Cette géothermie est à la portée de tous ou presque, quelle que soit la situation géographique.