Quels sont les différents types et utilisations de l’énergie géothermique ?
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17 mai 2021
- Pierre Manches - Temps de lecture : 3 min
La géothermie est une source d’énergie renouvelable qui consiste à utiliser la chaleur présente dans le sous-sol terrestre pour alimenter des circuits de chauffage ou d’électricité. Comment l’utiliser ? Quel type d’énergie produit-elle ? Voici les réponses à toutes vos questions.
Quelles sont les différentes catégories de géothermie ?
Pour rappel, la géothermie est une énergie renouvelable qui puise sa source dans la chaleur présente sous la terre. Il existe trois catégories de géothermie : la géothermie très basse énergie, basse énergie et haute énergie. La principale différence entre les trois est la profondeur à laquelle l’énergie est puisée, ce qui influence la température de la chaleur qui sera exploitée. Les usages finaux varient également : l’énergie géothermique peut être utilisée pour chauffer des logements ou bien pour créer de l’électricité. Nous vous les détaillons ci-dessous.
La géothermie très basse énergie
Cette première famille géothermique repose sur des températures relativement faibles : moins de 30 degrés. Les sous-sols concernés sont situés à moins de 200 mètres de profondeur.
L'exploitation de la géothermie à très basse énergie nécessite l’installation d’une pompe à chaleur.
Ce dispositif est composé de capteurs enterrés (des sortes de tuyaux), d’un fluide caloporteur (un fluide qui permet de transporter la chaleur d’un point A à un point B), d’un compresseur et d’un condenseur. Voici comment il fonctionne :
- Le fluide caloporteur, présent dans les capteurs enterrés, va capter la chaleur sous le sol.
- Lorsque la température du fluide caloporteur augmente, celui-ci va se transformer en vapeur.
- Un compresseur est ensuite chargé de compresser cette vapeur afin d’augmenter sa pression et sa chaleur.
- Un condenseur va ensuite condenser cette vapeur, c'est-à-dire la transformer à nouveau en liquide afin de pouvoir transférer la chaleur à votre eau de chauffage et ainsi chauffer votre logement et votre eau sanitaire.
- Ce fluide gazeux, chaud, va permettre ensuite de transmettre la chaleur à votre chauffage et à votre eau chaude sanitaire.
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Ce fonctionnement vous rappelle t-il quelque chose ?
C’est normal ! Il s’agit en fait du même principe qu’un réfrigérateur… mais inversé !
La géothermie basse énergie
La géothermie basse énergie repose sur des températures comprises entre 30 et 90 degrés. Les sous-sols concernés sont situés jusqu’à 2000 mètres de profondeur.
Cette méthode implique de creuser un puits pour atteindre les nappes d’eau (ou nappes aquifères) qui présentent les températures souhaitées. Ce dispositif fonctionne de la façon suivante :
- Suite au forage de la terre, l’eau des nappes d’eau est pompée pour remonter à la surface.
- L’eau pompée va ensuite servir à alimenter un échangeur thermique.
- Cet échangeur thermique va transférer la chaleur de l’eau pompée, au liquide présent dans le réseau qui sert à chauffer les logements. Ceci, sans que les deux liquides n'entrent en contact direct. En effet, le transfert de la chaleur entre les deux se fait grâce à des matériaux conducteurs tels que le cuivre ou l’aluminium.
- Ensuite, l’eau puisée dans les nappes va être réinjectée dans le puits pour commencer un nouveau cycle.
La géothermie haute énergie
Cette famille géothermique repose sur des températures supérieures à 150 degrés, pouvant atteindre jusqu'à 250 degrés. Les profondeurs correspondantes vont de 1500 à 5000 mètres.
En général, les installations de géothermie haute énergie se situent dans les zones volcaniques, car ce sont les seules régions de la planète où le sous-sol offre des températures aussi élevées.
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Le saviez-vous ?
L’Islande, région d’activité volcanique intense, est le leader européen sur cette technologie. L’Indonésie est également très active dans ce domaine, car elle possède 140 volcans actifs.
Le processus repose sur le forage d’un puits permettant de capter les eaux chauffées par l’activité volcanique. L’eau remonte à la surface sous forme de vapeur ; cette vapeur active ensuite une turbine qui, en tournant, produit de l’électricité.
Comme dans les autres méthodes, l’eau se retrouve au sous-sol où elle se réchauffe et commence un nouveau cycle.
La géothermie : quels sont ses usages ?
La géothermie de surface : comment fonctionne-t-elle ?
Les techniques de géothermie de surface (c'est-à-dire la géothermie de basse et de très basse énergie) servent avant tout à produire de la chaleur.
Elles reposent sur l’usage d’une pompe à chaleur dont le fonctionnement permet de chauffer des bâtiments (individuels ou collectifs) ou de produire de l’eau chaude sanitaire à partir d’une énergie renouvelable. Leur capacité à faire varier la température leur permet aussi de produire du froid, et donc de faire fonctionner des systèmes de climatisation.
Ces techniques sont simples, et relativement peu coûteuses à installer et à faire fonctionner. Elles sont donc idéales pour alimenter les systèmes de chauffage dans les habitations individuelles, les immeubles et les sites industriels.
Quels sont les usages de la géothermie profonde ?
La géothermie profonde (de moyenne ou haute énergie) permet aussi de produire de la chaleur, mais elle est surtout appréciée pour sa capacité à générer de l’électricité.
Il faut alors construire des centrales adaptées, appelées centrales géothermiques, qui comprennent un puits de forage et des turbines.
Les centrales géothermiques présentent l’avantage d’être relativement peu coûteuses à faire fonctionner (une fois que les opérations de forage sont terminées). De plus, elles peuvent fonctionner sans interruption : elles ne sont pas dépendantes des conditions météorologiques, à l’inverse des centrales éoliennes ou photovoltaïques. Enfin, elles produisent peu de déchets, car l’eau est constamment chauffée et refroidie en cycle fermé. Elles présentent donc beaucoup d’atouts « verts », très intéressants pour la transition écologique.