La géothermie est l'énergie présente dans le sous-sol. Elle peut être utilisée pour chauffer et refroidir les bâtiments, produire de l'électricité et même pour la désalinisation de l'eau. La géothermie est une source d'énergie renouvelable et propre. Elle peut être utilisée partout dans le monde, même dans les pays qui ne possèdent pas de ressources fossiles. Il existe différents types de géothermie, notamment la géothermie de surface, la géothermie profonde et la géothermie de haute température.
La géothermie est une source d'énergie renouvelable
La géothermie est une source d'énergie renouvelable qui consiste à utiliser la chaleur du sous-sol pour chauffer ou refroidir l'eau qui circule dans un circuit fermé. Elle peut être utilisée pour le chauffage des bâtiments, la production d'électricité, le chauffage des piscines, etc. La géothermie est une source d'énergie durable et propre, car elle ne produit pas de déchets toxiques ni de gaz à effet de serre.
Quels sont les 3 types de géothermie suivant la profondeur ?
Les trois principaux types de géothermie sont les suivants :
- Géothermie de faible profondeur : Elle se situe entre 30 et 400 mètres de profondeur et est utilisée pour le chauffage, la production d'eau chaude et la climatisation. La température du sol à cette profondeur est constante toute l'année, oscillant entre 12 et 15 °C.
- Géothermie profonde : Elle se situe à partir de 400 mètres de profondeur et vise à récupérer l'énergie géothermale contenue dans les aquifères, avec des températures entre 40 et 130 °C. Cette forme de géothermie est utilisée pour produire de l'électricité et du chauffage.
- Géothermie de grande profondeur : Elle se situe entre 4000 et 6000 mètres de profondeur, où la température de la roche atteint les 200 °C. Cette forme de géothermie permet de produire de l'électricité et du chauffage en fracturant la roche et en utilisant l'eau chauffée par contact avec celle-ci.
Vous pourrez découvrir ci-dessous qu'il existe également d'autres classifications, telles que la géothermie très basse énergie, basse énergie et haute énergie, qui se distinguent par la température de la chaleur exploitée et les usages finaux.
La géothermie de très faible à faible énergie
La géothermie de très faible à faible énergie est le type de géothermie le plus courant. Elle est utilisée pour chauffer les bâtiments et les piscines, et peut également être utilisée pour la production d'électricité. La géothermie de faible énergie est généralement produite à partir de sources chaudes, telles que les sources chaudes géothermiques, les eaux chaudes souterraines et les eaux chaudes volcaniques.
La géothermie de très faible à faible énergie est donc une forme d'énergie renouvelable qui exploite la chaleur naturelle présente dans le sous-sol terrestre. Elle se décline en deux catégories principales : la géothermie de très basse énergie et la géothermie de basse énergie.
La géothermie de très basse énergie tire parti de l'inertie thermique des roches en surface, où les températures avoisinent généralement les 15°C. Ce type de géothermie pour chauffer logement est souvent utilisé pour des applications domestiques telles que le chauffage de bâtiments individuels ou la production d'eau chaude sanitaire. En utilisant des pompes à chaleur géothermiques, la chaleur emmagasinée dans le sol est extraite pour chauffer les espaces intérieurs et fournir de l'eau chaude, offrant ainsi une solution écologique et économique pour les besoins énergétiques quotidiens. Des pays comme la Suède, la Norvège et la Suisse ont adopté largement cette technologie pour répondre à une partie de leurs besoins énergétiques résidentiels.
La géothermie de basse énergie, quant à elle, exploite des températures légèrement plus élevées, généralement comprises entre 30 et 90 degrés Celsius. Ce niveau de chaleur est suffisant pour chauffer des logements entiers, des serres agricoles et même pour la production d'électricité à petite échelle. Dans le cas du chauffage résidentiel, des systèmes de pompe à chaleur géothermique peuvent être utilisés pour extraire la chaleur du sol et la transférer à l'intérieur des bâtiments via un système de distribution de chaleur. Pour la production d'électricité, la géothermie de basse énergie peut être exploitée à travers des centrales géothermiques qui convertissent la chaleur souterraine en électricité grâce à des turbines. Des pays comme l'Islande, les États-Unis (notamment dans l'État de Californie), et la Nouvelle-Zélande sont parmi les leaders mondiaux dans l'utilisation de la géothermie pour la production d'électricité et le chauffage résidentiel et industriel.
La géothermie de très faible à faible énergie offre des avantages considérables tant sur le plan économique que sur le plan environnemental en exploitant la chaleur naturelle de la terre pour répondre à divers besoins énergétiques. Elle est déjà largement adoptée dans plusieurs pays à travers le monde et continue de gagner en popularité en tant que source d'énergie propre et durable.
La géothermie de moyenne énergie
La géothermie de moyenne énergie est utilisée pour produire de l'électricité. Elle est basée sur la chaleur venant des profondeurs du sol, qui est capturée par des capteurs et transformée en électricité. La géothermie de moyenne énergie est une technologie verte qui est propre et renouvelable. Elle est très efficace et peut produire de l'électricité pendant de nombreuses années.
La géothermie de moyenne énergie représente une étape intermédiaire entre les niveaux de température plus bas de la géothermie de basse énergie et les températures extrêmes de la géothermie haute énergie. Elle se réfère à des gisements d'eau liquide dont la température oscille entre 90°C et 180°C. Cette forme de géothermie présente des applications industrielles spécifiques, notamment dans des secteurs tels que le séchage des textiles, la fabrication de pâte à papier ou encore le traitement de la biomasse. Ces processus industriels nécessitent des températures relativement élevées pour être effectués de manière efficace et économique. Par exemple, dans le domaine du séchage des textiles, la géothermie de moyenne énergie permet de réduire les coûts énergétiques tout en minimisant l'impact environnemental comparativement aux sources d'énergie fossile.
En outre, la géothermie de moyenne énergie peut également être exploitée pour la production d'électricité lorsque la température des ressources géothermiques avoisine les 150°C. Dans ces cas, la chaleur souterraine est utilisée pour faire bouillir de l'eau et produire de la vapeur, qui est ensuite dirigée vers des turbines pour générer de l'électricité. Cette méthode de production d'électricité géothermique est utilisée dans des pays tels que l'Indonésie, le Kenya et les Philippines, où les gisements de chaleur de moyenne énergie sont relativement abondants et accessibles.
Pour accéder aux ressources géothermiques de moyenne énergie, des forages plus profonds sont nécessaires, généralement entre 200 et 2 500 mètres. Ces forages exigent des équipements spécialisés et des technologies avancées pour atteindre les températures requises tout en assurant la sécurité des opérateurs. Cependant, une fois le système en place, la géothermie de moyenne énergie offre plusieurs avantages significatifs. Elle présente une empreinte environnementale réduite par rapport aux sources d'énergie fossile, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique. De plus, elle nécessite une faible consommation d'eau, car l'eau utilisée dans les processus géothermiques est généralement recyclée à l'intérieur du système. Enfin, la maintenance des installations géothermiques de moyenne énergie est généralement aisée, ce qui permet de garantir une exploitation continue et efficace de cette source d'énergie renouvelable.
La géothermie de moyenne énergie offre ainsi une solution viable et durable pour répondre aux besoins énergétiques industriels, ainsi qu'à une partie de la demande en électricité, tout en offrant des avantages environnementaux et opérationnels significatifs. Son utilisation est particulièrement répandue dans des régions dotées de ressources géothermiques abondantes, telles que l'Indonésie, le Kenya et les Philippines.
La géothermie de haute énergie
La géothermie de haute énergie est un type de géothermie qui est utilisé pour produire de l’électricité. La géothermie de haute énergie est une technologie relativement nouvelle et elle est encore en cours de développement. La géothermie de haute énergie est prometteuse car elle peut fournir une source d’énergie propre et renouvelable. De plus, la géothermie de haute énergie est peu coûteuse et elle n’a pas besoin de beaucoup de surface pour fonctionner.
La géothermie de haute énergie, également connue sous le nom de géothermie haute enthalpie, représente le plus haut niveau de potentiel énergétique parmi les différentes formes de géothermie. Elle implique l'exploitation de fluides contenus dans des réservoirs situés entre 1500 et 3000 mètres de profondeur, avec des températures dépassant généralement les 150°C. Ces réservoirs sont souvent localisés dans des zones présentant un gradient géothermal exceptionnellement élevé, telles que les régions volcaniques actives.
Le processus d'exploitation de la géothermie haute énergie commence par le forage de puits profonds jusqu'aux réservoirs géothermiques. Ces puits permettent de capter les fluides chauffés par l'activité volcanique souterraine. Une fois que ces fluides remontent à la surface, ils se trouvent sous forme de vapeur à haute pression. Cette vapeur est alors dirigée vers des turbines spéciales, qui sont actionnées pour produire de l'électricité. Ce processus, appelé cycle de Rankine, est similaire à celui utilisé dans les centrales électriques thermiques conventionnelles, mais au lieu de brûler des combustibles fossiles pour produire de la vapeur, la chaleur géothermique est utilisée comme source de chaleur.
Les installations de géothermie haute énergie se trouvent principalement dans les zones volcaniques actives, où le sous-sol offre des températures élevées et des conditions propices à la formation de réservoirs géothermiques. Des pays comme l'Islande, les États-Unis (notamment dans l'État de Californie), l'Italie, la Nouvelle-Zélande et les Philippines figurent parmi les principaux utilisateurs de la géothermie haute énergie. Par exemple, l'Islande tire une grande partie de son électricité de ses ressources géothermiques, grâce à ses nombreux volcans et sources chaudes. De même, la Californie exploite ses ressources géothermiques pour répondre à une partie de sa demande en électricité, en particulier dans les régions géothermiquement actives comme la vallée de la Géothermie impériale et le comté de Sonoma.
La géothermie haute énergie offre un potentiel significatif pour la production d'électricité propre et durable, en exploitant la chaleur extrême provenant des régions volcaniques. Les pays situés dans ces zones géothermiquement actives ont pu capitaliser sur cette ressource naturelle abondante pour réduire leur dépendance aux combustibles fossiles et atténuer leur empreinte carbone.