17-10-2017
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     La géothermie consiste à exploiter la chaleur (thermie) du sous-sol (géo).

     La chaleur produite au niveau du noyau de la Terre (par la radioactivité naturelle des roches) est véhiculée vers sa surface plus froide. La température augmente progressivement avec la profondeur :

 le gradient géothermique est en moyenne de 3°C tous les 100m. La Terre offre ainsi un potentiel géothermique sans limite.

     Les installations géothermiques exploitent cette chaleur naturelle de la Terre, soit directement par extraction d’eau chaude ou de vapeur (on parle de fluide géothermal), soit indirectement en utilisant le puit géothermique comme échangeur de chaleur. La chaleur captée est utilisée pour le chauffage ou transformée en électricité par le biais d’une turbine à vapeur qui entraine une génératrice.

     Le fluide géothermal peut remonter à la surface par un système de failles (c’est le cas de la plupart des stations thermales), d’autres exploitations captent ces eaux chaudes à l’aide de forages, essentiellement pour le chauffage urbain, industriel ou agricole.

     Parce que la chaleur est difficilement transportable et stockable, l’exploitation de l’énergie géothermique exige l’existence simultanée d’une ressource en sous-sol et d’un besoin en surface.      Les différents types d’utilisations dépendent du niveau de température de l’eau géothermale, et donc de la profondeur.

La production de chaleur

      Les applications principales se situent au niveau des réseaux de chaleur : chauffage de logements, de serres, de piscicultures, thermalisme, applications dans des procédés de production industrielle.

     En France, une cinquantaine d’installations (principalement des réseaux de chaleur urbains) assurent le chauffage et les besoins en eau chaude sanitaire de près de 150 000 équivalents-logements.

     Ex : Plus de 5000 logements et des équipements publics dont 5 groupes scolaires communaux sont raccordés aux deux réseaux de chaleur de La Courneuve(Seine-Saint-Denis). 

Production d’électricité

     C’est la forme de géothermie la plus exploitée dans le monde, surtout en Islande, en Nouvelle-Zélande ou au Japon. Une nouvelle forme de géothermie dite « géothermie sèche » est en cours d’expérimentation à Soultz-sous-Forêts (Alsace). La chaleur des roches chaudes du sous-sol est récupérée en injectant de l’eau froide sous pression à travers un puits. L’eau s’infiltre entre les fissures de la roche et se réchauffe.

 

      Application connexe :

     Les pompes à chaleur géothermales destinées au chauffage et à la climatisation ou au rafraîchissement de tous types de bâtiments (de l’habitat individuel aux immeubles du grand tertiaire). Toutefois ce système a un rendement peu élevé avec 1kWh d’électricité consommé pour 3 à 4 KWh de chaleur produits.

Tableau - Caractéristiques des différents types de géothermie :

 

Type de géothermieCaractéristiques du réservoirTempératureUtilisationsRéalisation et perspectives
Géothermie haute énergieEau et vapeur
Roches chaudes sèches (à + de 3000 m de profondeur)
Socle granitique
T > 150 °CProduction d’électricité ou chauffageTechnique au stade de recherche : injection d’eau depuis la surface puis repompage du fluide réchauffé (résultats attendus pour 2010-2020)
Géothermie moyenne énergieEau et/ou vapeur
Zones géographiques à fort gradient géothermique
90 °C < T < 180°CProduction d’électricité Installation à Bouillante (Guadeloupe) au pied du volcan de la Soufrière, où l’on puise à 340 m de profondeur de l’eau et de la vapeur à 160°C a une puissance installée de 23 GW. Aucune en France métropolitaine.
Géothermie basse énergieNappe aquifère
Bassins sédimentaires
30°C < T < 90°CChauffage urbain, de serres, utilisation de chaleur dans des procédés industriels, balnéothérapie, thermalisme.70 installations réalisées en France, une cinquantaine d’installations (principalement des réseaux de chaleur urbains) assurent le chauffage et les besoins en eau chaude sanitaire de près de 150 000 équivalents-logements.
L’ensemble géothermique de Meaux (Seine et Marne) exploite la nappe aquifère du DOGGER (1800m de profondeur, température de 78°C). Ce site, constitué de quatre installations alimentant trois réseaux de chaleur, couvre les besoins en chauffage de 50 000 personnes environ (ce qui représente 15 000 équivalents logements)
Géothermie très basse énergieNappe phréatique, aquifères peu profonds profondeur < 100mTempérature < 30°CChauffage ou climatisation de locaux après élévation de la température avec une pompe à chaleur (PAC)L’utilisation en tant que climatisation devrait contribuer fortement au développement de cette technique

(source : ARPE, 1998)
 
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