Si vous deviez creuser un grand trou au fond de la Terre, vous remarqueriez que la température se réchauffe au fur et à mesure que vous vous enfoncez. C’est parce que l’intérieur de la Terre est plein de chaleur. Cette chaleur est appelée énergie géothermique.

Les gens peuvent capter l’énergie géothermique grâce à :

Les centrales géothermiques, qui utilisent la chaleur des profondeurs de la Terre pour générer de la vapeur et produire de l’électricité.
Les pompes à chaleur géothermiques, qui exploitent la chaleur proche de la surface de la Terre pour chauffer l’eau ou fournir de la chaleur aux bâtiments.

Centrales géothermiques

Dans une centrale géothermique, des puits sont forés à 1 ou 2 kilomètres de profondeur dans la terre pour pomper la vapeur ou l’eau chaude vers la surface. Il est plus probable de trouver une de ces centrales dans une région où il y a beaucoup de sources chaudes, de geysers ou d’activité volcanique, car ce sont des endroits où la Terre est particulièrement chaude juste sous la surface.

Comment cela fonctionne-t-il ?

1. L’eau chaude est pompée sous haute pression depuis les profondeurs de la terre à travers un puits.
2. Lorsque l’eau atteint la surface, la pression diminue, ce qui transforme l’eau en vapeur.
3. La vapeur fait tourner une turbine, qui est reliée à un générateur qui produit de l’électricité.
4. La vapeur se refroidit dans une tour de refroidissement et se condense à nouveau en eau.
5. L’eau refroidie est pompée dans la terre pour recommencer le processus.

Pompes à chaleur géothermiques

L’énergie géothermique ne provient pas uniquement des centrales électriques. Les pompes à chaleur géothermiques peuvent faire toutes sortes de choses, du chauffage et du refroidissement des maisons au réchauffement des piscines. Ces systèmes transfèrent la chaleur en pompant de l’eau ou un réfrigérant (un type particulier de fluide) dans des tuyaux situés juste sous la surface de la Terre, où la température est constante entre 15 et 20 °C.

En hiver, l’eau ou le fluide frigorigène absorbe la chaleur de la Terre, et la pompe apporte cette chaleur au bâtiment situé au-dessus. En été, certaines pompes à chaleur peuvent fonctionner en sens inverse et contribuer à refroidir les bâtiments.

Faits intéressants sur la Géothermie

Les gens utilisent l’énergie géothermique depuis des milliers d’années. Les anciennes cultures romaines, chinoises et amérindiennes utilisaient les sources minérales chaudes pour se baigner, cuisiner et manger.

C’est chaud ! En Islande, la plupart des gens utilisent l’énergie géothermique pour chauffer l’eau et les bâtiments.

Le cercle de feu : La plupart des meilleurs sites pour l’énergie géothermique se trouvent dans la « ceinture de feu », une zone en forme de fer à cheval autour de l’océan Pacifique qui connaît de nombreux tremblements de terre et éruptions volcaniques. Cela s’explique par le fait que le magma chaud est très proche de la surface de la Terre à cet endroit.

Le futur de la Géothermie

L’énergie géothermique peut jouer un rôle important dans l’évolution de nombreuses régions du monde vers un système énergétique plus propre et plus durable. C’est l’une des rares technologies d’énergie renouvelable qui peut fournir une énergie de base continue. En outre, contrairement aux centrales à charbon et aux centrales nucléaires, les centrales géothermiques binaires peuvent être utilisées comme une source d’énergie flexible pour équilibrer l’offre variable de ressources renouvelables telles que le vent et le soleil. Les centrales binaires ont la capacité d’augmenter et de diminuer la production plusieurs fois par jour, de 100 % de la puissance nominale à un minimum de 10 % .

Les coûts de l’électricité produite par des installations géothermiques sont également de plus en plus compétitifs. L’utilisation directe des ressources géothermiques comme source de chauffage pour les habitations et les entreprises en tout lieu est également promise à un bel avenir.

Toutefois, pour exploiter tout le potentiel de l’énergie géothermique, deux technologies émergentes doivent encore être développées : Les systèmes géothermiques améliorés (EGS) et la coproduction d’électricité géothermique dans les puits de pétrole et de gaz.

La chaleur géothermique est présente partout sous la surface de la terre, mais les conditions qui font circuler l’eau vers la surface se trouvent dans moins de 10 % de la surface terrestre. Une approche permettant de capter la chaleur dans les zones sèches est connue sous le nom de systèmes géothermiques améliorés (EGS) ou « roche chaude sèche ». Les réservoirs de roches chaudes, généralement situés à une plus grande profondeur sous la surface que les sources conventionnelles, sont d’abord brisés en y pompant de l’eau à haute pression. Les centrales pompent ensuite davantage d’eau dans les roches chaudes brisées, où elle se réchauffe, retourne à la surface sous forme de vapeur et alimente des turbines pour produire de l’électricité. L’eau est ensuite renvoyée dans le réservoir par des puits d’injection pour compléter la boucle de circulation. Les centrales qui utilisent un cycle binaire en boucle fermée ne rejettent aucun fluide ou émission de chaleur autre que la vapeur d’eau, qui peut être utilisée pour le refroidissement.

Selon une étude réalisée en 2006 par le MIT, la technologie EGS pourrait fournir 100 gigawatts d’électricité d’ici 2050. Le ministère de l’Énergie, plusieurs universités, l’industrie géothermique et des sociétés de capital-risque (dont Google) collaborent à des projets de recherche et de démonstration afin d’exploiter le potentiel de la géothermie géothermique. Le projet géothermique Newberry à Bend, dans l’Oregon (USA), a récemment fait des progrès significatifs en réduisant les coûts des projets EGS et en éliminant les risques liés au développement futur. Le DOE espère que l’EGS sera prête pour un développement commercial  dans un futur proche. L’Australie, la France, l’Allemagne et le Japon ont également des programmes de R&D pour rendre l’EGS commercialement viable.

La possibilité d’une activité sismique induite par le forage et l’exploitation de roches sèches chaudes est une des raisons pour lesquelles l’EGS doit être considérée avec attention. Ce risque est similaire à celui associé à la fracturation hydraulique, une méthode de plus en plus utilisée pour le forage du pétrole et du gaz, et au captage et au stockage du dioxyde de carbone dans les aquifères salins profonds. Bien qu’il s’agisse d’une préoccupation potentiellement sérieuse, le risque d’un événement sismique induit lié à l’EGS qui puisse être ressenti par la population environnante ou qui puisse causer des dommages importants semble actuellement très faible lorsque les projets sont situés à une distance appropriée des principales lignes de faille et qu’ils sont correctement surveillés. Une sélection appropriée des sites, l’évaluation et la surveillance de la fracturation des roches et de l’activité sismique pendant et après la construction, ainsi qu’une communication ouverte et transparente avec les communautés locales sont également essentielles.

Basse température et coproduction d’électricité géothermique dans les puits de pétrole et de gaz. L’énergie géothermique à basse température est dérivée du fluide géothermique présent dans le sol à des températures inférieures ou égales à 150ºC. Ces ressources sont généralement utilisées dans des applications à usage direct, comme le chauffage des bâtiments, mais elles peuvent également servir à produire de l’électricité grâce à des procédés géothermiques à cycle binaire. Les gisements de pétrole et de gaz déjà en production représentent une importante source potentielle de ce type d’énergie géothermique. Dans de nombreux réservoirs de pétrole et de gaz existants, une quantité importante d’eau à haute température ou des conditions de haute pression appropriées sont présentes, ce qui pourrait permettre la coproduction d’électricité géothermique en même temps que l’extraction des ressources pétrolières et gazières. Dans certains cas, l’exploitation de ces ressources géothermiques pourrait même améliorer l’extraction du pétrole et du gaz.

Comment fonctionne la géothermie en vidéo :