Énergie géothermique

L’énergie géothermique concerne la production d’électricité grâce aux calories puisées dans le sol. Elle utilise en cela la chaleur du sous-sol, qui est à la fois élevée et constante, quelle que soit la saison. Plus la source est profonde, plus les calories prélevées présentent une haute température.

Qu’est-ce que l’énergie géothermique ?

L’énergie géothermique est directement liée à la chaleur de la terre, que ce soit par les roches ou l’eau souterraine. En moyenne, la température du sous-sol augmente de 1°C tous les 30 mètres. Elle nécessite la création de forages.

Pour les solutions de géothermie moyenne ou grande profondeur, l’exploitation de cette source d’énergie est associée à la création d’une centrale géothermique. Elle est utilisée pour la production d’électricité.

Type d’énergie géothermique	Faible profondeur (jusqu’à 400m)	Moyenne (dès 400m)	Grande profondeur (4 à 6km)
Utilisation	Pompe à chaleur, alimente un circuit de chauffage	Extraction de produits chimiques, séchage produits industriels	Production d’électricité et de chauffage
Provenance / Formation	Réalisation d’un forage	Construction de centrale, récupère les calories à 90°C	Forage à plus de 4.000m, fracturation par injection d’eau puis pompée
Avantages	Pas de déséquilibre naturel, pas d’autorisation, installation simple	N’émet aucun CO2, pas de limite de ressource ou de fluctuation	Eau à plus de 120°C et jusqu’à 200°C
Inconvénients	Coût d’installation élevé	Extraction coûteuse	Risques méconnus des forages

L’énergie géothermique est une énergie sans limites et fiable, car la chaleur du sol est constante durant toute l’année. Cependant, son coût d’exploitation est élevé, 0.066€/kWh, et elle représente un risque pour la stabilité des sols et sous-sols suite aux forages réalisés.

1. Énergie géothermique différents types : faible, moyenne et grande profondeur

Il existe trois principaux types de géothermie :

• Faible profondeur : ne dépasse pas les 30m, elle est utilisée pour chauffer un circuit de chauffage individuel ou pour la production d’eau chaude (pompe à chaleur)
• Moyenne profondeur : création d’un forage de plus de 400m de profondeur. L’énergie récupérée est à plus de 90°C. Elle est utilisée pour la production d’électricité ou pour des industries spécifiques
• Grande profondeur : le forage s’effectue entre 4 et 6km de profondeur. Associé à une centrale géothermique, ce procédé assure la production d’électricité à grande échelle, sans émission de CO2 à l’inverse des autres solutions de production

2. Énergie géothermique : utilisation

L’utilisation de l’énergie géothermique dépend avant tout de la profondeur d’exploitation. Les particuliers et les industries privilégient la faible profondeur pour alimenter des locaux en chauffage grâce à des pompes à chaleur par exemple.

Les forages à moyenne et grande profondeur sont destinés à une exploitation commerciale avec la création d’une centrale géothermique. La chaleur captée est destinée avant tout à la production d’électricité ou pour alimenter un circuit de chauffage urbain.

Énergie géothermique : alternatives renouvelables

L’énergie géothermique n’est pas la seule énergie verte et renouvelable disponible. À ses côtés, les solutions sont : l’hydroélectrique, l’éolien, le solaire ou encore la biomasse.

Énergie – Provenance	Coût de production	Durée de vie	Conséquences
Géothermique – sous-sol	< 40€/MWh	60 ans	Produit plus de gaz à effet de serre
Hydroélectrique – eau	15 à 20€/MWh	55 ans	Déboisage, dérèglement de l’équilibre écosystème
Éolienne – vent	57€/MWh (terre) et 145€/MWh (mer)	25 ans	Nuisance sonore et visuelle
Solaire – soleil	74€/MWh	20 ans	Énergie intermittente
Biomasse – animal, végétal	130€/MWh	–	Rejet de CO2

1. Énergie géothermique ou énergie hydroélectrique

L’énergie hydraulique puise les calories dans la force de l’eau grâce à la mise en place de barrages. Elle représente près de 20% des énergies renouvelables et assure 12% de la production d’électricité. Néanmoins, ces barrages ont un impact environnemental et il s’agit d’une énergie intermittente.

2. Énergie géothermique ou énergie éolienne

L’énergie éolienne utilise le vent pour capter les calories. Elle nécessite la mise en place d’éoliennes de grande taille. Cette solution assure 6.3% de la production d’électricité en France. Les inconvénients sont leur taille, les nuisances sonores ou encore leur fonctionnement irrégulier.

3. Énergie géothermique ou énergie solaire

L’énergie solaire est utilisée autant par les particuliers que par le biais de centrales solaires. Elle utilise le rayonnement solaire pour en extraire la chaleur grâce aux capteurs photovoltaïques et la transformer en électricité. En présence de capteurs thermiques, les panneaux sont utilisés pour chauffer l’eau sanitaire.

Cette solution assure 2.5% de la production d’électricité en France. Même si les installations deviennent de moins en moins chères, le niveau de production est trop variable selon la zone climatique et ne fonctionne pas de nuit.

4. Énergie géothermique ou énergie issue de la biomasse

La biomasse ou bioénergie regroupe plusieurs éléments de base pour une production électrique issue de la combustion. Ce peut être le bois, les déchets organiques, agricoles ou les végétaux. Elle assure 1.4% de la production d’électricité.

Toutefois, son rendement est faible, 7.77MJ/kg contre 42MJ/kg pour le fioul domestique. De plus, cette énergie rejette du CO2.

Énergie géothermique ou énergie fossile

En dehors des énergies renouvelables, il existe des énergies fossiles : le nucléaire, le gaz, le fioul ou encore le charbon. Elles sont considérées comme énergies fossiles car elles se consomment plus vite qu’elles ne se régénèrent.

Type d’énergie	Caractéristiques	Coût de production	Avantages	Inconvénients
Énergie géothermique	Puise les calories dans le sous-sol par forage	43€/MWh	Inépuisable	Risques méconnus sur la stabilité des sols
Centrale nucléaire	Principe de la fission des noyaux d’uranium	50€/MWh	Coût limité, produit en grande quantité	Risque de catastrophe en cas d’accident
Centrale thermique (gaz)	Fonctionne au gaz	100€/MWh	–	Réserve non renouvelable, polluante
Centrale fioul	Utilise le fioul	43€/MWh	Dernière centrale arrêtée	Très polluante
Centrale charbon	Utilise le charbon	100€/MWh	–	Très polluante