La Géothermie, l’énergie gratuite de la terre, son principe et ses avantages


Terre - exploitation de énergie géothermique [lég]

Géothermie, rapide présentation

Sous nos pieds existent de nombreux phénomènes thermiques. L’étude qui en résulte est appelée la géothermie. Elle occupe une place de plus en plus importante dans le monde scientifique actuel et en particulier dans la recherche d’énergies renouvelables.

Le saviez-vous ?

Le mot géothermie a pour origine les mots grec « geo » signifiant la terre et « thermos » signifiant chaleur. Depuis des siècles, la géothermie est étudiée et utilisée comme source d’énergie. En effet, les romains par exemple utilisaient l’eau naturellement chaude située à proximité de volcans où l’on trouve des poches magmatiques souterraines pour chauffer leurs thermes.

Le principe qu’utilise la géothermie pour produire de l’énergie est le suivant : récupérer l’énergie stockée en profondeur pour ensuite la convertir en électricité.

Mais d’où provient cette chaleur ?

Sans entrer dans les détails, il faut savoir que le noyau de la Terre et les roches à proximité sont radioactifs et relativement instables. La chaleur interne de la Terre provient donc de la désintégration en des isotopes plus stables de ces roches, ce qui produit des rayons (gamma, beta..) et de la chaleur. Cela explique que la température moyenne du sol augmente lorsque la profondeur augmente.

L’intérêt majeur de cette source d’énergie est qu’elle est inépuisable car le renouvellement de la chaleur par le centre de la Terre est continu. L’utilisation et le développement de la géothermie a donc une grande importance pour le futur énergétique mondial.

Les différents types de géothermie

Il existe trois types de géothermie :

1. La géothermie peu profonde (environ 2000 mètres de profondeur) où la température est comprise entre 30 et 90 degrés Celsius. On parle alors de géothermie à très basse énergie ou à basse énergie.

2. La géothermie profonde où les températures avoisinent les 150 degrés Celsius. On parle donc de géothermie à haute énergie.

3. Enfin la géothermie très profonde qui comprend toutes les températures au-delà de 150/200 degrés Celsius.

La géothermie possède deux modes de production : la production de chaleur ou la production d’électricité.
Pour chauffer les maisons ou immeubles, on privilégie la géothermie à basse et très basse énergie car on peut directement accéder à la chaleur nécessaire au chauffage grâce à des pompes à chaleur.

La géothermie à haute énergie quant à elle sert en majorité dans la production d’électricité. On utilise la vapeur d’eau extraite du sol pour alimenter des turbines qui généreront de l’électricité par la suite.

Principe d’exploitation

Pour exploiter la chaleur du sol, il faut tout d’abord repérer un aquifère qui est une formation géologique poreuse, laissant circuler l’eau et perméable, capable de la stocker.
Ensuite, après forage jusqu’à l’aquifère, on installe un tuyau qui permettra la stabilité du puits. Par l’effet de pression ou à l’aide d’une pompe hydraulique, l’eau remonte par le tube puis est envoyée vers un système de chauffage qui à son tour enverra l’eau directement dans des radiateurs.
Il faut cependant traiter l’eau qui peut être trop corrosive.

Le rendement de ce type d’installation est assez important car pour 200 mètres cube d’eau/heure, on peut chauffer minimum 2000 logements.

Si l’on veut exploiter la chaleur produite par le sol à une faible profondeur (environ 100 mètres) on peut utiliser une pompe à chaleur (PAC). Le principe de fonctionnement d’une PAC est une machine thermique. Elle est donc composée d’une source froide (la maison), d’une source chaude (l’eau de la nappe phréatique) et d’un moteur pour avoir un apport de travail. La chaleur dégagée par la source chaude est envoyée vers la source froide grâce au travail fourni.

On peut aussi utiliser les PAC comme climatiseur en inversant le processus mais cela demande une machine adaptée.

Les centrales géothermiques

On utilise des centrales géothermiques pour pouvoir produire de l’électricité en grande quantité. Pour pouvoir installer ce type de centrale, il faut tout d’abord que le terrain comporte une zone aquifère située à environ 2000 mètres de profondeur et où l’eau ou la vapeur d’eau est comprise entre 90 et 160 degrés Celsius.
Une fois la centrale en place, l’eau est récupérée dans le puits de production puis passe par différents appareils dont un condenseur et une turbine qui sous l’effet calorifique de l’eau est entraînée et génère du courant électrique.

Pour conclure, la géothermie est-ce la solution miracle ?

La géothermie est donc une alternative intéressante aux productions qualifiées de plus polluantes, comme les centrales à fission nucléaire et mérite d’être plus exploitée en particulier au niveau des techniques d’extraction.

Cependant, il semble difficilement concevable que la géothermie permette une indépendance énergétique totale. Il faudrait également étudier les effets sur les sous-sols après une longue exploitation d’une aquifère pour voir si elle ne dégrade pas les sous-sol telle l’extraction controversée du gaz de schiste.

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