Géothermie : fonctionnement, avantages, inconvénients

La chaleur de la Terre est une ressource renouvelable qui a le potentiel de nous fournir à tous de l’électricité et de la chaleur sans produire de gaz à effet de serre.

L’énergie géothermique fait référence à la science qui étudie comment cette variation de température interne se produit sur notre planète. Mais elle se réfère aussi à la technologie construite autour de l’exploitation de ces découvertes à des fins telles que le chauffage ou à la production d’électricité.

L’énergie géothermique est donc générée à partir de la chaleur stockée dans la terre grâce à des capteurs. 

Comment fonctionne précisément la géothermie ? Quels sont ses avantages et ses inconvénients ? Détails dans l’article. 

Géothermie : comment fonctionne-t-elle ?

L’énergie géothermique est un type d’énergie renouvelable qui exploite la chaleur naturelle de la Terre pour produire de l’électricité. Elle est en effet renouvelée en permanence grâce à la pluie, au soleil, à la nature et au vent.

Les 3 types de géothermie

Il est important de distinguer :

• La géothermie à haute énergie : captation de la chaleur du sol entre 150 et 350°C. La profondeur des forages doit donc se trouver à 1500 mètres de profondeur. Cela concerne les centrales.
• La géothermie à basse température: utilisation des calories de l’eau souterraine. Il faut aussi creuser jusqu’à 1500 mètres pour trouver une nappe phréatique avec une température qui oscille entre 30 et 150°C. Ce type est servi pour le chauffage des villes.
• La géothermie à très basse température : les forages ne sont pas plus profonds que 100 mètres et la chaleur captée tourne autour des 30°C. Cela sert aux maisons individuelles pour se chauffer, en l’occurrence aux pompes à chaleur.

Il existe 2 façons principales de produire de l’énergie géothermique : en forant des puits dans la roche chaude de la Terre, ou en utilisant l’eau chaude et la vapeur de la Terre par des nappes au sous-sol. 

Les centrales géothermiques utilisent l’une ou l’autre de ces méthodes pour produire de l’électricité.

L’utilisation de la géothermie par les roches

La première méthode, qui utilise la roche chaude, est appelée vapeur sèche car elle est imperméable. Les centrales à vapeur sèche sont le plus ancien type de centrale géothermique. 

Elles utilisent la vapeur à haute pression provenant des profondeurs de la Terre pour faire tourner une turbine, qui actionne ensuite un générateur pour produire de l’électricité.

L’utilisation par l’eau chaude

La deuxième méthode, qui utilise de l’eau chaude et de la vapeur, est appelée vapeur instantanée. 

Les centrales à vapeur instantanée utilisent de l’eau qui est chauffée à très haute température (plus de 200°C) pour produire de la vapeur lorsqu’elle remonte à la surface (vu que la pression autour de l’eau diminue). 

La vapeur à haute pression est ensuite propulsée par un forage, actionnant ainsi le générateur mis en place pour réaliser l’électricité.

Les centrales à vapeur sèche et à vapeur instantanée nécessitent toutes deux une source d’eau. Toutefois, une fois que la centrale est opérationnelle, il n’y a pas besoin d’apport d’eau supplémentaire. Cela fait de l’énergie géothermique une source d’énergie renouvelable durable et respectueuse de l’environnement.

Les avantages de la géothermie

L’énergie géothermique provient de la chaleur du noyau terrestre, et elle peut être utilisée pour produire de l’électricité ou pour chauffer et refroidir des bâtiments. Plusieurs avantages sont présentés pour son utilisation.

1. La géothermie : une énergie respectueuse de l’environnement

Cette énergie est renouvelable et respectueuse de l’environnement. Les systèmes géothermiques ne produisent pas de pollution atmosphérique, et ils peuvent être utilisés dans n’importe quel endroit où il y a une source de chaleur. 

En effet, elle n’émet que peu ou pas de gaz à effet de serre, et les émissions qui se produisent sont beaucoup plus faibles que celles d’autres formes de production d’énergie, comme les centrales électriques au charbon.

En outre, l’énergie géothermique peut être utilisée pour produire de l’électricité sans effets négatifs sur la qualité de l’air ou les ressources en eau locales.

2. Une production en continue

Fiables et efficaces, les centrales géothermiques peuvent fonctionner 24h/24 et ne sont pas affectées par le jour, la nuit ou les conditions météorologiques, contrairement à l’énergie solaire et l’énergie éolienne. 

Cela est dû au fait qu’elle dérive de la chaleur du noyau terrestre, qui est constante. 

Elle peut donc fournir un approvisionnement continu en énergie pendant de nombreuses années. Cela en fait une source d’énergie idéale pour les pays qui connaissent de fréquentes coupures de courant.

3. La géothermie disponible pour tous les pays du monde

Du fait qu’une centrale géothermique ne dépend d’aucun climat, elle peut être installée dans n’importe quel pays, fournissant ainsi une source d’énergie propre et renouvelable. Cela évite notamment certains conflits politiques.

4. Pompe à chaleur géothermique : réduit la consommation d’énergie

Le système de pompe à chaleur géothermique utilise la chaleur de la terre pour chauffer une maison en hiver et la refroidir en été. L’avantage d’utiliser une pompe à chaleur géothermique est qu’elle réduit la consommation d’énergie d’environ 50 % par rapport aux systèmes de chauffage et de refroidissement classiques. 

Une telle pompe à chaleur peut faire office de plancher chauffant et même de radiateur basse température grâce à un générateur appelé compresseur.

Les inconvénients de la géothermie

Bien que la géothermie ait le potentiel d’être une source d’énergie durable et respectueuse de l’environnement, il existe également un certain nombre d’inconvénients liés à son utilisation :

• Risque de séismes : en raison du forage et de l’envoi d’eau sous pression, la chaleur produite par les centrales peut créer des fractures dans la croûte terrestre, ce qui peut déclencher des tremblements de terre.
• Investissement élevé : une installation géothermique pour un particulier peut lui coûter relativement cher (autour de 15 000 € par foyer) et la rentabilité de cet investissement ne se voit qu’au bout de la cinquième année. Toutefois, de nombreux ménages décident d’avoir recours à ce chauffage géothermique pour la simple et bonne raison qu’il existe un crédit d’impôt dessus.
• Il faut posséder un grand terrain pour une géothermie horizontale. Et pour le captage vertical, vous avez besoin de creuser profondément pour installer le forage.