Qu’est-ce que l’énergie géothermique et comment fonctionne-t-elle ?

D’énormes réserves de roches fondues, d’eau chaude et de gaz sous haute pression se trouvent dans les profondeurs de la Terre. Les scientifiques et les ingénieurs ont accédé à ces ressources en tant que sources d’énergie géothermique.

Qu’est-ce que l’énergie géothermique et comment fonctionne-t-elle ?

L’énergie géothermique est une source d’énergie renouvelable qui utilise l’énergie thermique sous la surface de la Terre pour produire de l’électricité. Les geysers du parc national de Yellowstone et les sources chaudes d’Islande sont des exemples de réservoirs géothermiques qui ont percé la croûte terrestre. Depuis des millénaires, l’homme dépend de l’énergie géothermique.

Alors que des organismes gouvernementaux tels que le ministère de l’écologie recherchent des sources d’énergie renouvelables, les services publics, les entreprises et les particuliers sont encouragés à utiliser la chaleur de la Terre pour alimenter les processus industriels et produire de l’électricité.

En conséquence, les technologies géothermiques ont connu un récent pic de popularité.

Comment fonctionne l’énergie géothermique ?

Dans les centrales géothermiques, l’énergie géothermique peut être utilisée pour produire de l’électricité.

Les pompes à chaleur géothermiques peuvent également être utilisées directement comme source de chauffage domestique.

• Production d’électricité géothermique :
  La plupart des centrales électriques produisent de l’électricité en vaporisant de l’eau. La vapeur est ensuite utilisée pour faire fonctionner de grandes turbines, qui produisent de l’électricité.
  Les centrales géothermiques utilisent le même processus, mais au lieu d’utiliser des combustibles fossiles comme le charbon ou le gaz naturel pour produire de la vapeur, elles utilisent de l’eau chauffée naturellement provenant de réservoirs souterrains.
  La méthode de la vapeur sèche, la méthode du flashing et le système du cycle binaire sont toutes des variantes de la production d’énergie géothermique, mais elles tirent toutes parti des températures naturellement élevées du fluide géothermique.
• Systèmes de chauffage géothermique :
  Les systèmes de chauffage géothermique chauffent les radiateurs des maisons, des lieux de travail et des entreprises à l’aide d’eau géothermique.
  L’eau géothermique provenant de sources chaudes est même disponible pour un usage résidentiel dans certaines régions, dont une grande partie de l’Islande.
  En utilisant des pompes à chaleur géothermiques pour transporter la chaleur d’un bâtiment dans la terre, les systèmes géothermiques peuvent également être utilisés comme systèmes de refroidissement.
  Le système utilise alors de l’air à basse température provenant de sous la surface de la terre pour remplacer l’air chaud.

Quatre avantages de l’énergie géothermique

L’énergie géothermique est bénéfique pour une multitude de raisons.

1. Elle a le potentiel d’être disponible partout dans le monde.
   L’énergie géothermique peut être exploitée presque partout sur la planète moyennant des dépenses importantes. Bien que le noyau terrestre et le mouvement des plaques tectoniques soient les sources de la chaleur géothermique, tous les réservoirs géothermiques utilisables se trouvent dans la croûte terrestre, souvent à quelques mètres seulement sous la surface.
2. Cela garantit un approvisionnement constant en énergie de base.
   Une fois exploitée, une source géothermique fournit une énergie continue et ne nécessite pas de batteries pour fonctionner efficacement, contrairement à d’autres sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire ou éolienne.
3. Elle émet moins de gaz à effet de serre que les combustibles fossiles.
   Si l’exploitation des sources de chaleur souterraines entraîne la libération de gaz à effet de serre tels que le méthane (CH4) et le dioxyde de carbone (CO2), elle n’atteint pas les niveaux d’émissions de gaz à effet de serre associés à la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel.
4. Elle peut utiliser les infrastructures de combustibles fossiles qui existent déjà.
   À mesure que les entreprises et les services publics abandonnent les combustibles fossiles, l’énergie géothermique peut être plus facilement introduite dans les mêmes zones.
   De nombreux ingénieurs ont proposé d’utiliser les mêmes puits pour les combustibles fossiles et l’électricité géothermique, car les puits de pétrole et de gaz ont déjà effectué les forages nécessaires pour exploiter la chaleur géothermique.

Les inconvénients de l’énergie géothermique

Malgré un certain nombre d’avantages distincts par rapport aux combustibles fossiles, les systèmes d’énergie géothermique n’ont pas encore gagné une grande part de marché. Cela est dû à deux facteurs fondamentaux.

1. Les coûts de démarrage d’une entreprise sont substantiels.
   Une fois l’infrastructure en place, la production d’électricité géothermique et le chauffage géothermique peuvent être rentables. Cependant, l’établissement de cette infrastructure est coûteux. Les équipes doivent percer la roche-mère solide pour atteindre les réservoirs géothermiques.
   Le forage prend beaucoup de temps et est bruyant. Il est interdit dans plusieurs municipalités et organisations de propriétaires.
2. Dans de nombreux endroits, une nouvelle technologie est nécessaire.
   Pour que les systèmes géothermiques soient efficaces sur le plan énergétique, il faut que le fluide s’écoule naturellement du champ géothermique vers l’air qui le surplombe.
   Seuls 10 % environ de la surface de la terre se prêtent à ce type d’écoulement de fluide.
   En brisant les roches chauffées en profondeur, une nouvelle technologie appelée « systèmes géothermiques améliorés » permet de surmonter ce problème.
   De l’eau est injectée dans les roches, ce qui fait monter la vapeur à la surface et permet de produire de l’électricité.
   L’eau à basse température est ensuite réinjectée dans la terre par des puits d’injection.
   Si le forage profond peut entraîner des émissions de dioxyde de carbone et de méthane, les projets géothermiques peuvent éviter ce problème en faisant circuler leur fluide géothermique en circuit fermé.