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La géothermie
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Coulée de lave: une manifestation évidente de la géothermie |
2 - Les divers types de géothermie
3 - Historique
4 - Avantages Inconvénients
5 - Notre point de vue
6 - En savoir plus
Le terme géothermie vient du grec Gê: terre et Thermos: chaud.
La géothermie est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre. C’est aussi l’ensemble des applications techniques qui permettent d’exploiter la source d’énergie géothermique contenue dans les sols pour la transformer en électricité ou en chaleur.
Selon les régions, l’augmentation de la température avec la profondeur est plus ou moins élevée.
En France le gradient moyen de la température est de 3°C tous les 100 mètres, mais de 10°C sur certains sites, en Alsace par exemple.
L’essentiel de cette chaleur de la Terre provient de la radioactivité naturelle des roches des roches constituant le manteau et contenant de l’uranium, du thorium et du potassium.
La structure interne de la terre comprend:
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Eclaté de la structure de la terre |
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le noyau, composé de fer et de nickel a un rayon d’environ 3500 kilomètres et une température d’environ 4 200°C.
- Le manteau riche en silicates de fer et de magnésium a un rayon d’environ 3000 kilomètres et une température de 1 000 à 3 000°C.
- L’écorce ou «croûte» (lithosphère) est formée de plaques.
L’exploitation de cette énergie est réalisée, soit par le pompage de l’eau chaude qui s’y trouve, soit, en circuit fermé, par envoi d’eau froide qui remonte chaude.
On distingue quatre types de géothermie:
1.1- la géothermie haute énergie:
Schéma de principe de l'exploitation de l'énergie géothermique
La température de l’eau dépasse 150°C, la seule à produire directement de l’électricité. La vapeur passe au travers d’une turbine à vapeur.
On la trouve essentiellement dans les zones volcaniques ou tectoniques actives comme à la Guadeloupe, site de Bouillante (16 MW).
En absence d’aquifère, de l’eau froide sous pression est injectée à grande profondeur dans les roches fracturées (par exemple roches granitiques) comme à Soultz-sous-Forêts en Alsace du Nord à 5000 mètres de profondeur où l’eau ressort à 200 °C (centrale de 5 MW).
La production mondiale d’électricité par géothermie représente environ 60 TWh/an soit 0,2 % de la production d’électricité, mais 20 % de la production électrique en Islande.
1.2 - la géothermie moyenne énergie:
la température de l’eau est entre 90 et 150°C,
1.3 - la géothermie basse énergie:
La température de l’eau est inférieure à 90°C, les nappes sont à une profondeur d’environ 800 à 2500 mètres. La principale utilisation est les réseaux collectifs de chauffage urbain.
1.4 - la géothermie très basse énergie:
L’énergie est puisée à quelques mètres de profondeur par un fluide et l’installation nécessite une pompe à chaleur (PAC).
Il s’agit dans ce cas des calories provenant de l’énergie solaire et captée dans le sol.
Ce cas est traité dans un document séparé . 
3 – Historique, production et perspectives, ressources, localisation:
Historique:
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Une autre manifestation de la géothermie: le Geyser |
L’énergie géothermique était déjà exploitée dans l’antiquité en Chine, chez les Etrusques et dans l’empire romain pour ses vertus thérapeutiques.
A Chaudes Aigues (Cantal) les sources d’eaux chaudes à 80°C étaient utilisées dès 1334 et distribuées dans plusieurs maisons ainsi que pour le lavage des peaux et laines.
En 1818, une implantation industrielle a été réalisée en France.
En 1904, Larderella (Italie) est la première installation de production électrique géothermique, puis à Reykjavik (Islande) en 1930.
1969: installation géothermique de Melun l’Almont alimentant 3 000 foyers. L’eau est puisée à 2000 mètres de profondeur (réservoir du Dogger).
1980-1986: développement de la géothermie en France, essentiellement en région parisienne et en Aquitaine.
1986-2000: crise de la géothermie.
Depuis 2000: reprise du développement de la géothermie en France qui représente environ 170000 tonne d’équivalent pétrole (tep).
Production et perspectives :
La puissance électrique géothermique en 1960 était de 400 MW.
La capacité géothermique installée dans le monde en 2002 est de 8 500 MWe dont:
- Asie 3200 MW,
- Amérique du Nord: 3000 MW,
- Union Européenne: 900 MW.
Les principaux pays producteurs d’électricité géothermique sont:
- USA: 2800 MW soit 18 TWh/an,
- les Philippines: 1200 MW,
- le Mexique: 800 MW,
- l’Italie: 800 MW, le Japon: 500 MW,
- l’Indonésie: 500 MW,
- la Nouvelle Zélande: 400 MW,
- l’Islande: 200 MW etc.
La production mondiale d’électricité par géothermie représente environ 60 TWh/an soit 0,2 % de la production d’électricité, mais 20 % de la production électrique en Islande.
En France il existe environ 70 sites d’installation de chauffage géothermiques urbains, en particulier en région parisienne, Aquitaine, Pyrénées, Bassin Rhodanien, Alsace et aux Antilles.
La production Française d’électricité géothermique représente 0,02 TWh soit 0,03 % de la production nationale. L’ensemble de la production géothermique et les pompes à chaleur géothermique représente en France, pour l’année 2001, 2 % des énergies renouvelables soit 0,01 % de l’énergie primaire
Les experts prévoient généralement une croissance faible de la production d’électricité par géothermie sur le long terme, principalement en Amérique Centrale et en Asie.
Les principaux sites de production géothermique dans le monde
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Carte du site http://www.geothermie-perspectives.fr/ (copyright ADEME-BRGM) |
Par rapport à d'autres énergies renouvelables, la géothermie présente l'avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent), ni même de la disponibilité d'un substrat, comme c'est le cas de la biomasse. C'est donc une énergie fiable et stable dans le temps.
Les installations qui utilisent la géothermie ne polluent pas l’atmosphère.
Globalement les rejets de CO2 sont de 55 g/KWh.
Cependant, il ne s'agit pas d'une énergie entièrement inépuisable dans ce sens qu'un puits n’est pas indéfiniment exploitable car son réservoir calorifique diminue lentement avec le temps.
L’énergie géothermique est bien répartie dans le monde (voir schéma ci-dessus).
Le potentiel énergétique des sites pas encore exploité est important.
La cogénération, c’est-à-dire la production d’électricité en même temps que la chaleur peut encore augmenter l’intérêt de la géothermie.
Inconvénients:
Le problème principal de la géothermie est que c’est une énergie qui ne se transporte pas, hors électricité, ou très peu, elle doit donc être utilisée sur place.
Le transport de l’eau chaude dans les canalisations coûte cher et les pertes sont très importantes.
Si les installations géothermiques sont technologiquement au point, leur coût demeure, sauf pour les sites les plus favorables, très élevé du fait de l’investissement de forage, le pompage de l’eau peut parfois être important.
De plus, l’entretien est parfois élevé à cause de la corrosion des pompes et tuyauteries par de l’eau chaude contenant des substances agressives comme les composés soufrés.
Les principaux usages thermiques sont:
- le chauffage urbain représente environ 33 % du total (par exemple la maison de la radio à Paris),
- les piscines (par exemple celle de la Butte aux Cailles à Paris 13 ième) et le thermalisme: 15 %,
- la pisciculture: 13 %
- les pompes à chaleur: 12 %
- l’industrie: 10 %,
Aspect financier:
L’article 90 de la loi de finance n° 2005-1719 du 30 décembre 2005 (publiée au J.O. du 31.12.2005) a créé un crédit d’impôts de 40 % de l’investissement d’une installation de géothermie. Il porte effet jusqu’à fin 2009.
Pour la production d’électricité géothermique les coûts d’investissements et de production dépendent beaucoup des sites.
Pour les zones les plus favorables les coûts de revient sont d’environ 0,03 euros par kWh. Pour les gisements de faible potentiel les coûts de production sont de l’ordre de 0,08 euros par kWh ce qui nuit à son développement (rappel coûts de l'électricité nucléaire : 0,03 euros par kWh).
L’énergie géothermique est une énergie quasi renouvelable, stable n’émettant pas de polluant atmosphérique.
Son coût reste encore cependant assez élevé, très variable selon les sites.
Ses usagers sont très localisés.
Principaux sites qui porront être consultés avec profit :
http://www.geothermie-perspectives.fr/05-geothermie-monde.html (BRGM)
http://www.geothermie-perspectives.fr/05-geothermie-monde-02.html (BRGM)
http://ww.brgm.fr/domaines/geothermie.htm (BRGM)
http://www.actu-environnement.com/ae/dictionnaire-environnement/definition/geothermie
http://www.ciele.org/filiaires/geothermie.htm
http://www.fnh.org/naturoscope/Energie/Geothermie.Geot1.htm
http://www.wikipedia.org/wiki/Energie_geothermique
http://fr.encarta.msn.com/encyclopedia (centre d’information sur l’Energie et l’Environnement),
http://www.dicodunet.com/actualites/sciences/55843
http://www.geothermal-energy.ch/
http://www.geothermie-perpectives.fr/
http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/pacg/index.htm (ADEME)
http://perso.wanadoo.fr/cle-energie/pdf/3_%20fiche%20PAC.pdf (fiche pratique du Conseil local à l'énergie )
PCN 10/05/2006
