La géothermie : comment l’exploiter et pour quels usages ?

« Gêo » pour la terre, « thermos » pour la chaleur. Issu du grec, le terme géothermie désigne le processus permettant d’exploiter la chaleur se trouvant sous la surface de la Terre. Vous vous demandez comment cela est possible techniquement ? Et à quoi ça sert ? Suivez le guide, on vous explique tout !

Que peut donc bien être la géothermie ? Pour faire simple, elle permet de produire de l’énergie à partir de la chaleur des sous-sols de la Terre. Ces derniers renferment des roches et de l’eau dont la température varie en fonction de leur proximité avec le cœur bouillant de notre planète. Plus ils sont enfouis, plus ils sont chauds. Évidemment, ces degrés stockés sous nos pieds sont intéressants à exploiter ! En effet, selon les besoins rencontrés et les techniques utilisées, ils sont destinés à chauffer les bâtiments ou à produire de l’électricité.

Trois types différents de géothermie

Vous l’avez compris, il existe donc des températures différentes sous la surface de la Terre. La géothermie a alors été répartie en trois grandes catégories :

  • les zones dites à « basse température » : la chaleur n’excède pas 30°C et est puisée à quelques centaines de mètres de profondeur. La géothermie à basse température exploite donc la chaleur superficielle du sol, emmagasinée grâce à la chaleur terrestre et à l’énergie solaire. Cette chaleur est extraite des nappes phréatiques, où l’eau de pluie a gagné quelques degrés, ou du sol grâce à des pompes à chaleur.
  • les zones dites à « moyennes températures » : les nappes aquifères se situent entre 30°C et 150°C, une fourchette qui correspond à des températures intermédiaires.
  • les zones dites « à haute température » : les gisements de vapeur dépassent les 150°C. Ils se situent généralement dans des régions volcaniques ou à la frontière des plaques tectoniques entre 1 000 et 3 000m de profondeur.

Comment est utilisée la chaleur récupérée ?

Les applications qui vont être faites de la chaleur extraite dépendent de la température de cette dernière.

C’est ainsi que l’énergie puisée à partir des zones peu profondes sert au chauffage des logements individuels tandis que la géothermie à moyenne température convient au chauffage urbain. Quant aux gisements les plus chauds, ils sont directement utilisables pour produire de l’électricité grâce à la vapeur dégagée.

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Il est assez amusant d’observer les divers phénomènes naturels que la chaleur des sous-sols permet d’obtenir. Les bains d’eau chaude naturelle sont certainement les manifestations les plus agréables. D’ailleurs, qui n’a jamais entendu parler des geysers ? Certains sont d’une forte intensité et représentent bien toute la puissance qui peut être dégagée par la géothermie. Voici un exemple du Old Faithful, geyser le plus populaire aux États-Unis, qui a la particularité de se déclencher chaque minute.

À noter qu’il est tout à fait possible de trouver des sources d’eau chaude et des geysers dans des zones non volcaniques ! Là-bas, la température et la pression augmentent avec la profondeur tandis que près des volcans, l’eau chauffe grâce au contact des roches, rendues brûlantes par le magma en fusion.

La géothermie : comment ça marche ?

Les techniques d’exploitation de l’énergie de la Terre diffèrent selon le type de géothermie. Mais le principe de base est que dans la croûte terrestre s’infiltre de l’eau de pluie ou de mer. Cette eau accumulée constitue un réservoir qui porte le nom de nappe aquifère. La température de cette eau peut monter jusqu’à 350°C et la chaleur exploitée peut provenir de profondeurs de plusieurs milliers de mètres.

Dans le cas de la géothermie à haute température, l’eau est maintenue à l’état liquide par la pression exercée sous terre. En effectuant des forages dans la nappe aquifère, on peut pomper l’eau chaude qui va se transformer en vapeur d’eau lors de sa remontée à la surface. Celle-ci va faire tourner une turbine qui entraînera un alternateur qui produira du courant électrique alternatif.

Au même titre que l’énergie solaire ou éolienne, la géothermie est donc une énergie renouvelable qui a la qualité d’émettre très peu de gaz à effet de serre. En Belgique, c’est surtout dans la zone ouest du Hainaut qu’on trouve une eau naturellement assez chaude que pour être exploitée. La centrale géothermique de Saint-Ghislain alimente ainsi de nombreux bâtiments en chauffage depuis 1985.

Au niveau mondial, les activités de géothermie sont particulièrement importantes en Asie et en Amérique du Nord.

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