Géothermie
La géothermie désigne un procédé d’exploitation de la chaleur contenue sous la croûte terrestre. Elle est réalisée à des fins énergétiques et repose sur le fait que le sous-sol de la Terre dégage naturellement de la chaleur pouvant être captée et réutilisée. Ce système utilise une ressource renouvelable dont l’exploitation n’implique aucune émission de gaz à effet de serre. Il n’y a ainsi aucun impact sur l’atmosphère.
On distingue différents types de géothermie, essentiellement basée sur la profondeur d’exploitation et sur la température de la source. La géothermie peu profonde désigne par exemple un dispositif récupérant la chaleur terrestre à moins de 2 000 m de profondeur. Quant à la géothermie profonde à haute température, elle est appliquée sur un sous-sol dégageant plus de 150 °C.
Principe et utilisation
La présence de roches en fusion et en perpétuelle désintégration dans la croûte terrestre contribue à la production de chaleur. Celle-ci provient essentiellement de l’activité radioactive du sous-sol et croît à mesure que la profondeur augmente.
Le principe de la géothermie est de récupérer l’énergie calorifique située en profondeur afin de la réutiliser. Pour ce faire, un fluide (nappe, eau sous pression, etc.) est envoyé dans la roche pour y capter les calories qui serviront à produire de l’électricité. Il est ainsi possible de produire jusqu’à 0,2W/m² en fonction de la profondeur d’exploitation et du type de géothermie appliquée.
Avant la mise en place d’une centrale, il est nécessaire de réaliser une exploration préalable du sous-sol. Celle-ci est basée sur l’identification de corps lourds (gravimétrie), la détection de zones géo électriques propices à la géothermie (magnétotellurie) ainsi que le repérage de la circulation de fluides. Une étude chimique des gaz et des eaux peut également être réalisée afin d’identifier les éventuelles contaminations.
L’électricité produite par la géothermie peut avoir plusieurs usages. Son application la plus courante est celle du chauffage domestique : l’eau chaude est directement réutilisée dans les planchers chauffants et dans les radiateurs. La production électrique occupe cependant une part importante de l’exploitation géothermique, et dans certains pays, elle équivaut à quelques milliers de MW.
La géothermie dans le monde
L’Indonésie est considérée comme le pays possédant les plus importantes ressources géothermiques dans le monde. Celles-ci sont estimées à une vingtaine de gigawatts et correspondent à plus du tiers des réserves mondiales. Or, le pays n’arrive qu’en 3e place des producteurs d’électricité géothermique mondiaux après l’Amérique du Nord et les Philippines.
Aux États-Unis, la géothermie génère près de 2 900 MWe d’électricité. The Geysers, un parc de centrales électriques, produit 2 000 mégawatts d’énergie par l’intermédiaire de 350 puits. Les Philippines arrivent en tête des consommateurs avec 30 % de part d’électricité allouée à la géothermie. Par ailleurs, le chauffage domestique de 3 habitants sur 4 est fourni par les ressources géothermiques.
Plusieurs pays exploitent la géothermie à des fins énergétiques, mais le continent asiatique est le principal producteur de cette ressource devant les États-Unis et l’Europe. Sur le continent africain, elle génère 128 MWe et tend à se développer positivement. Le Kenya se présente comme l’un des précurseurs de cette technologie, et d’ici 2017, le pays envisage de produire 576 MW d’électricité.
Contraintes
Les exploitations géothermiques impliquent généralement un forage en profondeur. Elles sont donc vulnérables aux variations sismiques. Ces dernières contribuent en effet à modifier la circulation calorifique au sein des installations et à détériorer les centrales.
De ce fait, une surveillance sismique régulière et fiable doit être appliquée aux zones d’exploitation géothermique bien que cette ressource soit elle-même considérée comme susceptible de provoquer de microséismes.
Cela s’explique notamment par la modification des conditions hydrauliques en profondeur. Toutefois, ces inconvénients restent pour la plupart imperceptibles en surface. Ainsi, la mise en place d’une centrale géothermique doit prendre en compte les risques sismiques ainsi que la fragilité du sous-sol.
Avantages de la géothermie
La géothermie procure de multiples avantages : elle peut être exploitée de manière permanente, ne produit aucune substance nocive et possède une longévité exceptionnelle (certains sites sont exploitables jusqu’à 80 ans).
Son principal avantage réside dans sa capacité à être utilisée quelles que soient les conditions climatiques en surface. La température constante du sous-sol terrestre ne subit en effet aucune variation et fournit toujours la même quantité de chaleur. Il en résulte un fonctionnement optimal des centrales géothermiques.
Inconvénients
Les centrales géothermiques participent activement à la modification de la structure géologique au niveau du sous-sol terrestre. Il en résulte des risques d’affaissement et de séismes importants. Plus la profondeur d’exploitation sera importante, plus les menaces seront fréquentes. Il n’existe cependant pas encore de solutions destinées à pallier ce problème.
La géothermie dans l’avenir
La géothermie se présente comme l’une des ressources d’avenir face à la raréfaction des ressources fossiles. Elle apparaît comme une solution face aux émissions de plus en plus importantes de gaz carbonique. Elle demeure une solution énergétique d’avenir au même titre que l’éolien, le solaire, l’hydraulique et la biomasse.
Actuellement, ce système reste encore sous-exploité, car il ne représente qu’une infime partie de la production énergétique mondiale. Comparé aux autres ressources renouvelables, il équivaut à moins de 1 % de l’énergie produite. Les engagements écologiques pris par de nombreux pays tendent toutefois à modifier cette tendance. La géothermie serait ainsi une ressource exploitée de manière régulière au même titre que les autres énergies renouvelables.
En France, par exemple, elle serait 6 fois plus importante d’ici quelques années et représenterait plus de 10 % de la production énergétique. Les pompes à chaleur géothermiques sont d’ores et déjà utilisées dans près de 2 millions de foyers et servent au chauffage domestique. L’usage électrique de cette ressource reste également sous-exploité, mais elle devrait croître rapidement afin de réduire la dépendance aux nucléaires et aux énergies fossiles.
Grâce à leur situation géographique propice à l’exploitation de cette ressource, les Départements d’outre-mer participeraient de ce fait à l’énergie géothermique française dans les prochaines années. Le coût d’exploitation réduit de cette énergie participe à son essor et à son intérêt auprès des grandes nations. L’évolution de la géothermie, elle, permet désormais de rivaliser avec les autres ressources renouvelables.