Aujourd'hui, on sait que les ressources fossiles sont limitées. Ce que l'on sait également, c'est que leur exploitation pollue et contribue au réchauffement climatique. Cependant, une consommation énergétique différente et moins impactante pour la planète existe. Il s'agit de la géothermie. En France, comme ailleurs dans le monde, l'énergie géothermique est source d'avenir.En quoi consiste-t-elle et comment fonctionne-t-elle ? On fait le point.

Qu'est-ce que l'énergie géothermique ?

L'énergie géothermique est une source de chaleur qui est issue de la terre. Elle consiste à utiliser ses ressources pour produire de la chaleur. Les ressources peuvent être de diverses natures et proviennent des fluides et des roches qui se trouvent sous la surface terrestre. L'exploitation de l'énergie géothermique sert pour le chauffage, la cuisson ou la distribution d'électricité. C'est une énergie propre et renouvelable qui permet de limiter les rejets de gaz carbonique dans l'atmosphère.

L'énergie géothermique est une source d'énergie renouvelable

Les énergies renouvelables sont des ressources qui proviennent d'éléments naturels comme le soleil, l'eau, le vent, les roches, les végétaux, etc. Ce sont des ressources inépuisables qui s'opposent aux énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz, uranium) dont par définition l'exploitation est limitée dans le temps. La nature même de la géothermie qui, pour rappel, consiste à exploiter la chaleur de la terre, la prédispose à entrer dans la catégorie des énergies renouvelables. Non polluante, elle produit peu de déchets et préserve l'environnement en luttant contre l'effet de serre qui réchauffe la planète et la met en danger.

Quels sont les 3 types de géothermie ?

On distingue trois types de géothermies et chacun d'eux comporte des applications spécifiques :

La géothermie très basse énergie.

La géothermie très basse énergie est celle qui utilise des températures plus faibles que les deux autres techniques, de l'ordre de moins de 30 °C. Pour en faire usage, il suffit d'exploiter les sous-sols à une profondeur inférieure à 200 mètres.

En France, cette méthode connaît un développement important dans les milieux urbains et est utilisée pour le chauffage et la climatisation de grands bâtiments.

La géothermie basse énergie.

La géothermie basse énergie exploite une température plus élevée que la précédente qui se situe entre 30 °C et 90 °C. Pour trouver une telle température sous la terre, il est nécessaire de sonder le sous-sol jusqu'à une profondeur qui peut atteindre 2 000 mètres. La basse énergie exploite l'eau contenue sous la croûte terrestre pour en restituer la chaleur. Dès les années 1960, cette forme d'énergie a été utilisée pour le chauffage urbain des logements individuels, des immeubles et des bâtiments industriels. Mais elle sert également en pisciculture ou en agriculture pour chauffer les serres.

La géothermie haute énergie.

La géothermie haute énergie (aussi appelée profonde) a un usage différent des autres techniques. Elle sert essentiellement à produire de l'électricité. Son exploitation requiert néanmoins, la construction de centrales géothermiques pour en faciliter la distribution et la transformation. L'eau ou la vapeur exploitées doivent avoisiner des températures supérieures à 150 °C que l'on trouve sous terre à des profondeurs qui se situent entre 1 500 et 5 000 mètres. Généralement, de telles températures se trouvent à proximité de zones volcaniques.

Comment produire de l'énergie géothermique ?

La production de l'énergie géothermique va dépendre avant tout de la ressource qui est exploitée en fonction de la méthode. La production à très basse, basse et haute énergie ne demandent pas les mêmes compétences et les unes et les autres font appel à des techniques et des matériaux différents selon le procédé choisi. 

La production d'énergie géothermique est un processus complexe mais efficace

En effet, la production d'énergie géothermique est complexe, mais son exploitation est particulièrement efficace pour un coût de production intéressant.

Pour mieux comprendre les différences qui existent, il va être intéressant de rappeler que :

• L'exploitation de la géothermie à très basse énergie va faire appel à l'installation d'une pompe à chaleur munie de capteurs enterrés et d'un fluide. Le fluide va capter la chaleur qui grâce à un compresseur va être transformée en vapeur pour être redistribuée grâce à un compresseur sous forme de pression gazeuse dans les conduits de chauffage des foyers.
• L'exploitation à basse énergie va consister à creuser un puits pour atteindre les nappes d'eau souterraines pour les remonter à la surface. Cette eau va alimenter un échangeur thermique qui va transférer la chaleur au fluide afin de chauffer les habitations (sans que l'eau et le liquide ne soient en contact).
• L'exploitation à haute énergie fait appel à un processus de forage d'un puits très profond qui va récupérer les eaux chauffées grâce à l'activité volcanique. De la vapeur d'eau est émise qui remonte dans le conduit. Cette dernière active une turbine qui mécaniquement va servir pour la production d'électricité.

Comment fonctionne une centrale géothermique ?

Le fonctionnement d'une centrale géothermique fonctionne en s'appuyant sur quatre étapes principales qui sont les suivantes :

1. L'infiltration de l'eau dans le sol : la surface terrestre est, par endroits, poreuse. Cette particularité va permettre à l'eau de mer ou de pluie de gagner les profondeurs et de constituer un réservoir naturel dans le sous-sol. On parle de la nappe aquifère et la température de l'eau est de 150 °C à 300 °C.
2. Le pompage de l'eau du sol : pour exploiter cette eau à haute température, la centrale géothermique va utiliser une pompe qui va permettre de ramener l'eau bouillante en surface qui lors de sa remontée va se transformer en vapeur tout en perdant en pression.
3. La production d'électricité : grâce à la pression de la vapeur, une turbine va être activée qui va elle-même agir sur un alternateur qui va produire de l'électricité.
4. La distribution de la tension : pour distribuer l'électricité, la centrale géothermique va se servir d'un transformateur qui va élever la tension de l'électricité produite par l'alternateur. Cela va permettre le transport du courant dans les lignes de haute tension et la distribution de l'électricité.

Il existe différents types de centrales géothermiques : celles à vapeur sèche (la vapeur est utilisée pour entraîner une turbine), celle dite flash (utilisent l'eau chaude à haute pression tirée des entrailles de la terre pour la renvoyer vers de l'eau froide à basse pression) et les binaires (font appel aux deux technologies).

L'énergie géothermique est une ressource inépuisable et renouvelable qui mérite que l'on s'y intéresse pour mieux protéger la planète et respecter l'environnement. Elle présente des avantages qui permettent de l'utiliser de différentes manières tout en réduisant l'empreinte carbone.