L’énergie géothermique est l’énergie calorifique stockée sous la surface terrestre.

Les profondeurs de la terre recèlent d’énormes quantités de chaleur naturelle, dont l’origine réside essentiellement dans la désintégration d’éléments radioactifs. Selon les connaissances actuelles, les températures culminent à 6000°C dans le noyau et atteignent jusqu’à 1300°C dans le manteau supérieur du globe terrestre. Le flux géothermique qui parvient à la surface du globe dépasse 40 milliards de kW. Plus de 99% de la masse de notre Terre sont soumis à des températures dépassant 1000°C. Seul 0.1% de la masse terrestre est plus froide que 100°C. En moyenne, la température augmente à partir de la surface terrestre de 3°C par 100 mètres de profondeur, ce qui correspond à un gradient géothermique normal. En de nombreux endroits du globe, nous constatons toutefois des anomalies géothermiques (dites positives). Il s’agit de régions présentant des gradients de température nettement plus élevés. Exemple : Islande, Italie, Chili… Le but d’une exploitation géothermique est donc de capter la chaleur des profondeurs, pour l’amener à la surface de la terre en recourant à des techniques appropriées. A certains endroits, la nature fournit elle-même le système de circulation requis (par exemple : les sources thermales). En d’autres lieux, on doit faire appel à des forages avec pompes de production ou à des sondes géothermiques doublées de pompes de circulation. La géothermie fait partie des énergies dites renouvelables. Son principe consiste à extraire de l’énergie contenue dans le sol pour l’utiliser sous forme de chauffage ou d’électricité. On distingue quatre types de géothermie : la haute, la moyenne, la basse, la très basse énergie. Les sites géothermiques à haute et moyenne température permettent la production d’électricité. Tandis que la production de chaleur est obtenue à partir des sites géothermiques de basse (utilisation des nappes d’eau chaude du sous-sol profond) et très basse température (utilisation de pompes à chaleur). La géothermie est certainement le filière qui présente le plus large spectre d’activités : production de chaleur et d’électricité. En Europe, elle est la troisième source d’énergie renouvelable derrière l’hydraulique et la biomasse. Elle est davantage utilisée pour produire de la chaleur que de l’électricité.

La géothermie haute température

Elle utilise des eaux et des vapeurs à plus de 180°C. Celles-ci entraînent des turbines qui à leur tour, entraînent des générateurs d’électricité.
En savoir plus sur : www.geothermie-soultz.fr

La géothermie dite moyenne énergie

La géothermie moyenne énergie utilise des fluides dont les températures sont comprises entre 100 et 180°C et qui cèdent leur chaleur à un fluide plus volatil. Ce fluide entraîne alors une turbine qui entraîne à son tour un générateur d’électricité.

La géothermie dite basse énergie

La géothermie basse énergie utilise des fluides à des températures comprises entre 30°C et 100°C. Le rendement est trop faible pour pouvoir produire de l’électricité, mais elle permet une large gamme d’usages : chauffage urbain, serres, utilisation de la chaleur dans les processus industriels, thermalisme…Comme par exemple à Saint Ghislain en Belgique une eau chaude souterraine à 72°C fournit de la chaleur à 355 appartements, trois écoles, une piscine, un hôpital, des serres et…une station d’épuration !

En savoir plus sur : Géothermie Saint Ghislain

La géothermie très basse énergie

La géothermie très basse température est exploitée pour le chauffage et le rafraîchissement des maisons et des bâtiments collectifs ainsi que pour la production de l’eau chaude sanitaire. La production de chaleur s’effectue à l’aide d’une pompe à chaleur qui prélève l’énergie thermique dans le sol.
La pompe à chaleur est une machine thermodynamique qui puise la chaleur dans un milieu naturel appelé  » source froide  » (eau, l’air ou le sol) dont la température est inférieure au local à chauffer. Elle transfère ensuite cette énergie au fluide de chauffage (en général l’e
au chaude mais aussi quelquefois l’air) afin d’assurer le chauffage du local et  éventuellement la préparation d’eau chaude sanitaire. Depuis peu, les pompes à chaleur sont dites réversibles : en plus du chauffage en hiver, elles permettent de rafraîchir les pièces en été.
Pour les applications géothermiques, on utilise généralement des PAC à compression. Elles comportent un compresseur électrique. En géothermie verticale, on obtient des COP saisonnier de ~4. C’est à dire que pour 1 kWh électrique consommé par le compresseur, la pompe à chaleur fournit 4 kWh thermiques au bâtiment.

En savoir plus sur : www.brgm.fr et www.geothermie-perspectives.fr