Énergies renouvelables
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Qu’est-ce que la géothermie ?

Seule source d’énergie renouvelable à production constante, la géothermie est de plus en plus considérée comme un atout majeur pour accélérer la transition énergétique. Mais de quoi parle-t-on exactement ?

Qu’est-ce que la géothermie ?

Le principe est simple. La géothermie entend tirer parti de la chaleur naturellement présente sous la surface du sol, dont la disponibilité n’évolue pas au cours de l’année, afin de produire de l’énergie dans des centrales à la surface. Cette chaleur provient en partie du noyau de la Terre, dont la température peut atteindre 6000 degrés (autant que celle de la surface du soleil), mais aussi des éléments radioactifs contenus dans les roches souterraines, comme le radium, l’uranium, le thorium, le potassium ou le radon.

C’est une technologie à la fois efficace et fiable, particulièrement stable et faiblement émettrice en CO2 lors de son exploitation. Autre avantage de taille : contrairement à certaines énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien, la récupération de la chaleur terrestre peut avoir lieu sans interruption, 24h/24, indépendamment des conditions météorologiques et de l’ensoleillement. Autant d’atouts qui font de la géothermie un excellent candidat pour accélérer la transition énergétique.

Plusieurs types de géothermies

La géothermie de surface, la plus simple à mettre en oeuvre et donc la plus répandue, vient puiser la chaleur souterraine en forant le sol entre 30 et 200 mètres. À cette profondeur, les températures sont peu élevées. Elles oscillent entre 12 et 18 °C. Pour être efficace, ce type de géothermie nécessite l’utilisation d’équipements thermodynamiques à la surface, comme par exemple des pompes à chaleur, qui vont augmenter et restituer la chaleur à la température désirée.

La géothermie profonde va, comme son nom l’indique, puiser l’énergie beaucoup plus bas, jusqu’à 2500 mètres, pour exploiter des stocks de chaleur dont les températures peuvent atteindre 150 °C. Elle est techniquement plus difficile à mettre en œuvre que la géothermie de surface car elle nécessite d’injecter de l’eau sous pression dans des roches chaudes pour les fragmenter et récupérer les particules de chaleur. Sa mise en oeuvre est donc plus coûteuse.

C’est également le cas de la géothermie de grande profondeur, qui vient chercher la chaleur souterraine jusqu’à 6  000 mètres de profondeur, avec des températures qui dépassent les 200 °C. Bien que le rendement de ces dispositifs soit très élevé, ce type de forage est délicat à effectuer en raison de la dureté des roches et des risques sismiques.

Panorama du marché et des usages

La géothermie de surface, faiblement productrice de chaleur, est utilisée pour chauffer et climatiser des bâtiments de moyenne hauteur et des habitations, essentiellement pour un usage domestique. Elle concerne principalement les maisons individuelles et les immeubles.

La géothermie profonde sert elle aussi à produire de la chaleur et présente un rendement aux systèmes de chauffage plus complexes, comme ceux des écoles, des hôpitaux ou des sites industriels. En région parisienne, elle permet de chauffer 300 000 logements, mais aussi plusieurs piscines, gymnases et immeubles de bureaux, grâce à 36 centrales géothermiques réparties autour de la capitale. En France, ce sont 59 réseaux de chaleur urbains qui fonctionnent grâce à la géothermie profonde. Elle permet aussi de produire de l’eau chaude sanitaire et de l’électricité. En Guadeloupe, la centrale de Bouillante, une des plus importantes installations tricolores, fournit 11% des besoins en électricité de l’île depuis sa mise en service en 1986.

La géothermie de grande profondeur, quant à elle, peut produire de la chaleur et de l’électricité dans des volumes encore plus importants, avec des applications qui concernent les villes, l’industrie et l’agriculture. Elle reste pourtant encore difficile à mettre en œuvre. En 2014, à Saint-Gall en Suisse, un projet de centrale de grande profondeur a dû être abandonné après que les forages, qui descendaient à 4 kilomètres sous terre, aient provoqué un séisme de magnitude 3,6.

En comparaison des autres énergies renouvelables, la géothermie reste aujourd’hui peu développée. Fin 2023, la capacité totale de production d’énergie par cette méthode tous pays confondus s’élevait à 16 GW (16 millions de watts), soit mille fois moins que le solaire qui atteignait 1,6 TW (soit 1,6 milliards de watts) à la même période selon l’Agence Internationale de l’Energie (AIE). En France, la PPE (Programmation pluriannuelle de l’énergie) 2019-2028 vise une puissance installée comprise entre 4 et 5,2 térawattheures (TWh) en 2028, ce qui en ferait une des principales sources d’énergie renouvelable dans notre pays alors qu’elle ne représente actuellement qu’ 1,7% de la consommation finale de chaleur et d’électricité. Pour y parvenir, le gouvernement a lancé un plan d’action pour augmenter de 40% le nombre de projets de géothermie profonde lancés d’ici 2030. Si le chemin à parcourir pour atteindre ces objectifs est encore long, le potentiel de développement est énorme. L’ Agence de la transition écologique (Ademe) considère ainsi que plus de 30% du territoire national est propice à l’installation de puits et de centrales. Au niveau mondial, l’AIE estime que la géothermie pourrait produire jusqu’à 800 GW de puissance électrique en 2050. Une bonne raison de se plonger dans le sujet… en profondeur !

Crédit photo : Wikimedia 

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