Source d’énergie renouvelable et moyen de faire des économies pour les particuliers, la géothermie a tout bon… ou presque. Celle-ci utilise la chaleur présente naturellement dans la Terre afin de créer de l’énergie. Elle peut être transformée en électricité, mais son utilisation principale en France métropolitaine reste la création de chaleur pour chauffer des bâtiments. Voici tout ce qu’il faut savoir sur cette technologie essentielle et son utilisation.
L’énergie géothermique est une énergie présente sous forme de chaleur dans le sous-sol terrestre. Elle provient de deux sources : le rayonnement solaire et l’activité radioactive du manteau (c’est la partie terrestre située entre la croûte, c’est-à-dire la partie supérieure de la Terre, et son noyau) et du noyau terrestre (la partie centrale de la Terre).
Pour exploiter l’énergie géothermique, il faut forer les sous-sols afin de capter cette chaleur grâce à des tuyaux dans lesquels un fluide caloporteur est présent, ou bien en pompant l’eau chaude présente dans la Terre, et de l’utiliser dans des systèmes de chauffage (air ou ballon d’eau) ou de production d’électricité. On vous explique ces procédés plus en détail ci-dessous.
Il existe trois familles de géothermie : la géothermie très basse énergie, la géothermie basse énergie, et la géothermie moyenne ou haute énergie. Les deux premières sont principalement utilisées dans des systèmes de chauffage, tandis que la dernière sert à produire de l'électricité. Découvrons-les ci-dessous :
Le dispositif central de la géothermie très basse énergie est un appareil appelé pompe à chaleur (ci-après PAC). Cette pompe fait circuler un fluide caloporteur (il s’agit en général d’eau, qui permet de transporter la chaleur d’un point A à un point B) dans des tuyaux enfouis sous la terre : le fluide se réchauffe au contact du sol, se transforme en gaz, et rejoint le système de chauffage concerné. Lorsqu’il a perdu toute sa chaleur, il redevient liquide et redescend dans le sol pour un nouveau cycle.
Cette technologie repose sur le creusement de puits suffisamment profonds pour atteindre les nappes d’eau (dites « nappes aquifères ») présentant les températures désirées. Ces eaux sont pompées jusqu’à la surface et traversent un appareil appelé « échangeur » qui en récupère la chaleur et la transmet au réseau de chauffage. Lorsqu’elles sont refroidies, elles redescendent dans le puits pour commencer un nouveau cycle.
Ces eaux très chaudes montent dans le puits sous forme de vapeur. Lorsqu’elles atteignent la surface, elles activent une turbine dont la rotation produit de l’électricité. L’eau redescend alors dans le puits pour commencer un nouveau cycle.
Les centrales les plus efficaces sont celles de « haute énergie », car elles utilisent des vapeurs plus chaudes. On les trouve principalement dans les zones où l’activité géothermique est exceptionnellement intense, en particulier dans les régions volcaniques. Il n’en existe pas en France métropolitaine.
Les particuliers peuvent profiter de l’énergie géothermique très basse énergie pour alimenter leur système de chauffage. Ils doivent pour cela procéder à la pose d’une PAC (pompe à chaleur) et à son raccordement à leurs installations de chauffage domestique. La pompe à chaleur est un dispositif permettant de transférer l’énergie présente dans la terre (ou bien dans l’air dans le cas de l’énergie aérothermique), jusqu’à votre domicile afin de pouvoir alimenter vos chauffages, voire, chauffer votre eau sanitaire.
Comme décrit plus haut, une pompe à chaleur est un appareil capable de faire circuler un fluide caloporteur (fluide permettant de transporter de la chaleur) dans des tuyaux enfouis sous la terre, puis de récupérer la chaleur ainsi captée et de la transmettre au logement ou au ballon d’eau sanitaire que l’on souhaite chauffer.
L’installation globale (pompe à chaleur et tuyaux) peut prendre trois formes : horizontale, verticale ou en corbeille. Découvrez leurs particularités :
Les coûts d’une installation géothermique à domicile comprennent les postes suivants :
Il est préférable de faire appel à des professionnels pour procéder à l’installation, même si cela semble revenir plus cher. En effet, seul un expert peut valider la faisabilité de votre projet, déterminer le type d’installation qu’il vous faut, et procéder à la pose et au raccordement dans les meilleures conditions de qualité et de sécurité. Lors de l’entretien annuel, les professionnels sont les mieux à même de vérifier la pression du système, de nettoyer les filtres, d’identifier les fuites, etc. Ils doivent aussi changer le fluide caloporteur tous les cinq ans.
Ces aides sont au nombre de trois : la prime d'économie d’énergie accordée par Engie, MaPrimeRenov, et l’éco-prêt à taux zéro.
Si l’investissement initial reste conséquent, même avec les aides publiques, il est compensé au fil des années par une réduction de la dépendance aux fournisseurs d’électricité. On estime en effet que l’utilisation d’une PAC (pompe à chaleur) permet de diminuer sa facture de chauffage jusqu’à 70 % par an, ce qui se traduit par une économie potentielle allant jusqu’à 1500 €. Sans compter la réduction de votre empreinte carbone !
La géothermie présente de nombreux avantages pour l’environnement.
Il s’agit d’abord d’une source d’énergie 100 % renouvelable. En effet, elle dépend uniquement du rayonnement solaire et de l’activité radioactive du manteau terrestre. Ces sources de chaleur étant infinies, l’énergie géothermique l’est également.
Autre point positif, l’énergie géothermique est disponible partout et tout le temps. En effet, tous les points de la croûte terrestre sont chauffés par le rayonnement solaire et le manteau radioactif. Où que l’on creuse et quelles que soient les conditions climatiques, on trouve de la chaleur !
Enfin, l’énergie géothermique émet très peu de CO2 une fois que les installations sont en place. Elle permet donc de réduire les émissions de gaz à effet de serre, à la différence des énergies fossiles.
Il faut cependant noter quelques inconvénients.
En effet, l’exploitation de l’énergie géothermique, en particulier de la géothermie haute énergie, nécessite des forages complexes. Pour creuser des puits profonds de plusieurs centaines (voire milliers) de mètres, il faut utiliser des machines très énergivores et polluantes. Surtout si ces puits sont situés dans des endroits isolés et difficilement accessibles, comme c’est souvent le cas des zones volcaniques.
Par ailleurs, la géothermie domestique (PAC individuelle) nécessite des installations dont le coût est relativement élevé, l’installation d’une PAC pouvant atteindre 20 000 €, comme expliqué plus haut.
L’Islande est le leader européen en géothermie de basse et haute énergie. En effet, la quasi-totalité de l’île est chauffée et électrifiée grâce à cette technologie (habitations, sites industriels et collectifs, routes, etc). Les serres chauffées par géothermie permettent même à cette île nordique de produire des tomates et des abricots ! Les pouvoirs publics étudient actuellement la faisabilité d’un projet d’exportation du surplus vers le Groenland voisin, ce qui nécessiterait d’installer un câble sous-marin.
Cette expertise en géothermie a malheureusement des inconvénients : le bas coût de l’énergie a attiré de nombreuses entreprises étrangères sur l’île, ce qui a entraîné une hausse de la consommation et fait craindre une surexploitation des ressources locales. L’Islande n’est donc pas à l’abri de la pollution par CO2. Elle cherche actuellement à compenser ses émissions carbones.
En France, la géothermie de moyenne énergie est présente dans le Grand-Est, la Nouvelle-Aquitaine et l’Ile-de-France. Certains fournisseurs d’énergie déploient de grands efforts pour développer ces technologies. Ainsi, en Ile-de-France, certaines communes telles que Champs-sur-Marne et Noisiel sont chauffées à 80 % par géothermie. Il existe même des plans pour créer des écoquartiers 100 % géothermiques ! La ville de Bordeaux est également une bonne élève en termes de géothermie, avec un projet d’augmentation du nombre de foyers bénéficiaires. L’objectif fixé ? Que ces logements soient chauffés à 70 % par la géothermie !
Les Etats-Unis remportent la palme mondiale de la géothermie en termes de volumes produits : le pays génère 24 % de la puissance géothermique mondiale, principalement en Californie et en Alaska.
Il est estimé que seulement 7 % des ressources géothermiques mondiales sont actuellement exploitées, ce qui laisse envisager une poursuite du développement à l’échelle mondiale de cette source d’énergie dans les années à venir.
