La géothermie à travers le monde

La géothermie est un terme né du mot grec géo qui signifie terre et le thermos qui signifie chaleur. En sciences, on parle de géothermie pour expliquer les phénomènes thermiques générés par l'activité interne de notre planète. Il s'agit d'un principe assez simple, plus la profondeur est grande, plus la chaleur augmente. À 30 km dans le sol on trouve une chaleur d'environ 1000° Celsius. C'est ce que l'on appelle le gradient géothermique. En règle générale, le gradient varie entre 3° à 10° tous les cent mètres. Ce gradient peut varier beaucoup plus lorsque l'on est dans une zone volcanique. On parle aussi de géothermie pour désigner le processus d'exploitation des ressources thermiques du sous-sol pour produire de la chaleur, du froid ou de l'électricité dans le monde.

Il y a près de 2000 ans, l'énergie thermique du sol était déjà utilisée dans certaines régions du monde. C'était le cas par exemple chez les Grecs et les Romains qui utilisaient l'eau thermale pour se baigner. Il est possible de trouver des traces de ces bains à Pompéi en Italie ou encore au Japon à Niisato.

Les pays du monde utilisant le plus la géothermie sont l'Islande et les Philippines. Les 2/3 de l'énergie qu'ils consomment pour se chauffer proviennent de la géothermie. Toutefois, la géothermie dans le monde est peu utilisée à cause des coûts liés à l'exploitation. Il faut, en effet, creuser profondément afin d'obtenir une efficacité énergétique viable. Le plus grand site de forage géothermique est situé à San Francisco depuis 1960. En France, il y a deux sites de forage géothermique qui se situent en Guadeloupe et à Soultz-sous-Forêts dans le Bas Rhin.

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Caractéristiques de l'Énergie géothermique

Une énergie renouvelable

La géothermie est classée avec l'hydraulique et le solaire comme étant une source d'énergie renouvelable. L'énergie géothermique est une énergie qui est dite renouvelable, car sa consommation par l'homme ne dépasse pas sa vitesse de régénération à l'échelle humaine. En d'autres termes, la chaleur thermique du sol est intarissable.

Une énergie non polluante

L'énergie géothermique est composée par de la chaleur qui provient naturellement du noyau terrestre. Certaines sources d'énergie telles que le nucléaire, ont besoin de combustibles fossiles pour pouvoir fonctionner. Ce n'est pas le cas de l'énergie géothermique qui ne nécessite ni charbon, ni pétrole, ni aucun combustible fossile pour son fonctionnement. L'énergie géothermique est donc non polluante, car elle n'émet pas de gaz à effet de serre.

Une énergie naturelle

De plus, cette énergie est naturelle, car la chaleur remonte à la surface par des phénomènes physiques sans l'intervention de l'homme. Ces phénomènes sont la conduction et la convection. La conduction thermique désigne le phénomène par lequel l'énergie thermique est transportée des zones chaudes vers les zones froides. Ce transfert a lieu au niveau de la lithosphère ou entre le manteau et le noyau terrestre. Le deuxième phénomène qu'est la convection désigne un processus similaire à celui de la conduction dans le principe, mais diffère dans le fond, car cette fois-ci de la matière va être transportée durant le transfert d'énergie thermique. La convection prend place au niveau du manteau et du noyau.

Une énergie indépendante

L'énergie géothermique est considérée comme étant indépendante du climat. Contrairement à l'énergie solaire qui est affectée par le changement des saisons, la pluie, les nuages, le géothermique n'est en aucun cas affecté par des stimuli extérieurs. C'est reconnu mondialement que l'énergie géothermique est abordable partout et tout le temps.

Défaut de la géothermie

Malgré ses nombreux avantages, la géothermie a tout de même certains défauts qui permettent d'expliquer qu'elle ne soit pas plus développée. Par exemple, la géothermie a un coût extrêmement élevé et n'est pas possible n'importe où. Si elle est peu profonde, la géothermie ne peut servir qu'à un particulier, c'est dire une utilisation locale. De plus, la production électrique est faible lorsque la géothermie est peu profonde. Si elle est profonde comme dans le cas de la géothermie pétro-thermale, les risques de séismes sont importants. Le rendement électrique en cas de géothermie profonde n'est que 15 %, ce qui est relativement faible. Il existe la géothermie verticale et la géothermie horizontale.

Types d'installations géothermiques

La pompe à chaleur géothermique

La pompe à chaleur est une installation qui permet d'utiliser l'énergie géothermique pour chauffer l'air ambiant ou pour chauffer l'eau. Généralement, ce système est utilisé par les particuliers comme moyen de chauffage de leur habitat. Elle permet de capter de la chaleur souterraine qui est ne dépasse pas les 30° Celsius grâce à des puits installés entre 80° et 400° Celsius. Jusqu'à cette profondeur, la chaleur est considérée comme étant de basse température.

Dans les puits des sondes sont placées en forme de U et permettent d'envoyer de l'eau depuis la surface jusqu'à une profondeur de 400 m. Elle est ensuite pompée afin de la faire remonter. Cette eau qui est froide au moment de la descente remonte chaude par l'autre bout de la sonde. En remontant, la température de l'eau peut atteindre environ les 20° Celsius. À ce moment la pompe à chaleur va se charger de faire augmenter la température de l'eau jusqu'à ce qu'elle devienne de la vapeur qui sera alors diffusée vos radiateurs, douche, robinets, etc. C'est cette vapeur qui va servir à réchauffer l'habitation.

Installation Hydrothermale

L'hydrothermale, comme son nom l'indique, se concentre sur les sources profondes d'eau chaude. En effet, la géothermie, que ce soit dans le sol ou au niveau de la mer, s'applique de la même façon. Les installations dites hydrothermales permettent d'atteindre l'eau se situant à plus de 3000 m de profondeur dans les océans. En dessous de 3000 m l'eau peut atteindre jusqu'à 100° Celsius. C'est cette eau que vise à récupérer une station hydrothermale. Cette eau qui a atteint les 100° Celsius sera changée en électricité au contact d'une turbine. Elle pourra aussi servir à produire simultanément de l'énergie électrique et thermique par une méthode de cogénération.

Installation Pétro-thermale

Ce type d'installation géothermique a pour but d'utiliser la géothermie profonde pour capter de la chaleur au niveau du sous-sol. Ce procédé utilise des tours de forage qui vont creuser des puits se situant à une profondeur d'environ 3 à 5 km. Dans ces puits, sont installées des sondes, qui traversent la roche pour aller en profondeur. Dans les sondes est injectée de l'eau qui ira se réchauffer au contact de la pierre du sous-sol. En remontant grâce à un système de pompe, l'eau atteint une température qui dépasse les 100° Celsius. Cette chaleur est utilisée pour produire de l'électricité, mais aussi pour chauffer des immeubles, ainsi que des zones industrielles ou agricoles.

À travers ce site, vous pourrez en apprendre plus sur la géothermie.

Cette vidéo présente l'énergie géothermique comme véritable alternative pour le futur :