la geothermie

La géothermie en quelques mots


Baigneurs et centrale géothermique du Blue
Lagoon - Islande
© Christophe Magdelaine,
10/2008
L'essentiel de la chaleur dégagée par la Terre provient de
la radioactivité. C'est l'énergie nucléaire produite par la
désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium.
Ce flux géothermique
est si faible à la surface du globe qu'il ne peut être directement capté et en
réalité on exploite la chaleur accumulée, stockée dans certaines parties du
sous-sol sous la forme de nappes d'eau.

Cette eau est alors
captée au moyen de forages. On véhicule ainsi la chaleur emmagasinée
vers la surface. Le flux géothermique est particulièrement intense sur toute la
côte ouest de l'Amérique, sur la côte est de l'Asie, ainsi que sur la "ceinture
de feu" qui borde l'océan pacifique.

Les caractéristiques du fluide
géothermique extrait (température, composition) dépendent de celles de la
formation géologique. Il en résulte une multiplicité de techniques et de modes
de valorisation. C'est pourquoi on distingue plusieurs types de géothermie et
deux filières en fonction des technologies utilisées et de leurs applications.
La filière production d'électricité

Cette filière concerne la géothermie
haute énergie. La première centrale géothermique a été construite en 1904 sur le
site de Larderello en Italie.
A la fin de l'année 2002, la capacité
géothermique installée dans le monde pour la production d'électricité était de
8356 MWe (Mégawatts électriques), en progression de 382 MWe par rapport à 2000
soit une augmentation de 4,8% (EurObserv'ER, août 2003)

Pays	1995	2000	2002
Amérique du Nord	3 570	2 983	2 971
Amériques centrale et du Sud	231	407	416
Total Amérique	3 801	3 390	3 387
Asie	1 979	3 075	3 220
Union européenne	641	805	883
Autres pays d'Europe	81	213	297
Total Europe	722	1 018	1 180
Océanie	286	437	441
Afrique	49	54	128
Total monde	6 837	7 974	8 536

Evolution de la capacité géothermique
installée dans le monde pour la production d'électricité en MWe

Source : EurObserv'ER, août 2003 Pour la France, la capacité
géothermique du site de bouillante en Guadeloupe (21 GWh produits en 2002)
devrait très prochainement passer à 15,3 MWe avec la mise en service en 2004 de
Bouillante II (11 MWe supplémentaires).
La technologie du cycle binaire

Mise au point au début des années 80, le
principe de production binaire d'électricité géothermique est d'utiliser l'eau
des nappes aquifères pour chauffer un fluide intermédiaire (isobutane,
isopentane, ammoniac) dont la propriété est de se vaporiser à une température
inférieure à celle de la nappe. Il est donc possible de produire de
l'électricité via cette vapeur pour des températures d'eau avoisinant les 100°C.
Cette technologie devient l'un des systèmes les plus diffusés dans le monde.
La géothermie basse énergie


Chauffage d'une serre par
géothermie
Crédit : ADEME
Les ressources géothermales dites de
"basse énergie" se caractérisent par une température comprise entre 30 et 150
°C. Elles se rencontrent normalement à une profondeur moyenne de 1 000 à 2 500 m
dans des formations rocheuses et perméables remplies d'eau, situées
principalement dans des bassins sédimentaires de très grandes dimensions.
Cependant, certaines nappes sont situées à moins de 100 mètres de profondeur
mais leur température n'excède alors guère 30°C. L'eau chaude peut être envoyée
directement dans les radiateurs lorsqu'elle est suffisamment pure et à des
conditions de températures adéquates, sinon on utilise des pompes à chaleur
géothermales (PACG).
On distingue également :

• la géothermie sur nappe, avec deux forages sur une nappe phréatique à 8-10 m
  de profondeur<li>le système rateau : des câbles sont enterrés horizontalement à faible
  profondeur (0,6 à 1,2 m) pour capter le rayonnement solaire qui chauffe le sol.
  On estime la surface nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface habitable pour
  chauffer sa maison individuelle, ce qui implique donc un grand terrain.
  

Enfin, les coûts de fonctionnement sont extrêmement bas : de 0,3 à 0,6
centimes d'euros le kw par h.

Domaines d'applications
:
chauffage de logements, de bâtiments (60 à 80°C), serres (30°C),
piscicultures (30°C), élevages d'animaux, séchage de produis agricoles, mise
hors gel des routes (serpentins d'eau chaude sous le bitume à 30°C),
climatisation ou réfrigération... Plus de deux millions de pompes à chaleur
géothermale sont utilisées dans 30 pays pour le chauffage et la climatisation de
bâtiments.



Centrale géothermique, Philippine

Crédit : Testut, A. (UNESCO)

La géothermie "moyenne énergie"

Elle exploite des gisements d'eau chaude
sous pression dont la température est comprise entre 90° et 180°C. Ces gisements
peuvent se trouver : dans des contextes géologiques propres à des profondeurs
inférieures à 1000 m ou bien dans les bassins sédimentaires entre 2000 et 4000
m.
La géothermie haute énergie

Elle exploite des gisements de vapeur sèche
ou humide (mélange eau + vapeur) à des températures supérieures à 150 K, en
général à des profondeurs de 1500 m à 3000 m dans des zones de volcanisme ou de
frontières de plaques où la géothermie est particulièrement intense. Cette
ressource peut parfois se trouver à quelques centaines de mètres dans les zones
anomaliques (limites de plaques).
Par exemple, l'usine de Bouillante en
Guadeloupe pompe l'eau et la vapeur chauffée à 240°C par le Volcan de la
Soufrière pour produire de l'électricité.