L'énergie géothermique a déjà existé dans les années 1904 en Europe méridionale. Cette année a été également marquée par la mise en place de la première centrale d'électricité. Au fil du temps, la production d'électricité par géothermie s'est développée, si bien que 500 centrales ont été construites pour alimenter une dizaine de foyers en énergie.
L'énergie géothermique est l'une des sources d'énergie les plus durables et les moins polluantes disponibles sur Terre. En exploitant la chaleur naturelle provenant du sous-sol de la Terre, cette forme d'énergie offre un potentiel énorme pour répondre aux besoins en électricité, en chauffage et en refroidissement de manière propre et renouvelable. Dans cet article, nous explorerons en détail le processus de production de l'énergie géothermique, en examinant les différentes techniques utilisées pour capturer et exploiter la chaleur terrestre, ainsi que ses avantages, ses applications et ses défis.
L'énergie géothermique : définition
L'énergie géothermique est une forme d'énergie renouvelable qui provient de la chaleur naturelle du sous-sol de la Terre. Cette chaleur est produite par la désintégration radioactive des éléments présents dans le noyau de la Terre et par les processus géologiques internes. L'énergie géothermique peut être exploitée pour produire de la chaleur directe ou pour générer de l'électricité à l'aide de centrales géothermiques. Cette ressource énergétique est considérée comme durable et respectueuse de l'environnement, offrant une alternative viable aux combustibles fossiles pour répondre aux besoins en chauffage, en électricité et en refroidissement.
Avec les conditions climatiques et la surexploitation de l'énergie fossile, il faut se tourner vers une alternative plus naturelle et éco-durable. On peut se procurer de l'énergie propre avec l'eau, le vent et la terre. L'énergie géothermique est obtenue grâce à la chaleur de cette dernière. Cela s'explique par le fait que les rayonnements émis par le soleil vont être captés par les croûtes terrestres, une chaleur conservée de 10 à 14 degrés, pour ensuite être exploitée en vue de produire de l'énergie renouvelable, qu'est la géothermie. Pour ce faire, on aura besoin d'une pompe à chaleur géothermique servant à puiser la chaleur sous les pieds à fins de s'alimenter pour chauffer l'eau sanitaire. D'autres appareils et éléments capteurs souterrains et le liquide frigorigène sont indispensables. Il est possible de se faire chauffer la totalité ou une partie du logement avec l'énergie géothermique. Quand la chaleur est moins de 30 °, on dit que l'énergie géothermique est basse. Toutefois, elle peut atteindre jusqu'à 150 °. C'est la géothermie haute énergie.
L'énergie géothermique : comment ça fonctionne concrètement ?
Il existe différentes manières pour puiser de l'énergie dans la terre en vue de produire une énergie géothermique. Cette dernière peut être produite soit par une centrale ORC, soit par un central flash. Elle est obtenue via l'intermédiaire d'un fluide géothermal dont la température est comprise entre 90 degrés à 150 degrés. Il va être exploité sous pression et transporté dans un échangeur de chaleur en vue de transmettre la chaleur à l'isobutane. Cette dernière va être vaporisée et transformée en liquide et retournée dans l'échangeur. Une fois refroidi, le fluide géothermal va être réintroduit dans le sous-sol. C'est la turbine qui va permettre de produire l'énergie géothermique.
Concrètement, le fonctionnement de l'énergie géothermique repose sur l'exploitation de la chaleur naturelle présente dans le sous-sol de la Terre. Voici les principales étapes du processus :
- Identification des ressources géothermiques : Tout d'abord, il est nécessaire d'identifier les zones géothermiques où la chaleur du sous-sol est suffisamment élevée pour être exploitée de manière rentable. Ces zones sont souvent situées le long des frontières des plaques tectoniques, dans les régions volcaniques ou dans des régions où le magma est proche de la surface.
- Forage de puits géothermiques : Une fois la zone géothermique identifiée, des puits sont forés dans le sous-sol pour atteindre les réservoirs d'eau chaude ou de vapeur situés à des profondeurs variables. Ces puits peuvent être de différentes profondeurs en fonction de la température et de la pression de la ressource géothermique.
- Captage de la chaleur : Lorsque les puits atteignent les réservoirs géothermiques, l'eau chaude ou la vapeur est pompée à la surface à travers les puits. Dans le cas de réservoirs d'eau chaude, l'eau est directement utilisée pour le chauffage ou le refroidissement des bâtiments, tandis que dans le cas de réservoirs de vapeur, la vapeur est utilisée pour faire tourner une turbine et produire de l'électricité.
- Conversion en électricité : Si la chaleur géothermique est utilisée pour produire de l'électricité, la vapeur extraite des puits est dirigée vers une turbine connectée à un générateur électrique. La vapeur fait tourner la turbine, entraînant la rotation de l'arbre du générateur et la production d'électricité.
- Condensation et réinjection : Après avoir traversé la turbine, la vapeur est refroidie et condensée en eau, puis réinjectée dans le réservoir géothermique pour maintenir la pression et préserver la ressource. Ce processus de réinjection permet de maintenir le rendement et la durabilité du système géothermique.
En résumé, le fonctionnement de l'énergie géothermique implique l'exploitation de la chaleur naturelle du sous-sol de la Terre à travers des puits de forage, le captage de la chaleur sous forme d'eau chaude ou de vapeur, la conversion de cette chaleur en électricité à l'aide de turbines, et enfin la réinjection de l'eau refroidie dans le réservoir géothermique pour maintenir la ressource.
L'énergie géothermique : pour quels avantages ?
À 30 kilomètres sous le sol, la chaleur de la croûte terrestre peut atteindre jusqu'à 1.000 degrés de température. Le magma et les rayonnements du soleil en sont les principaux fondements. L'énergie géothermique offre des avantages inégalables, notamment sur le plan environnemental et économique. La source d'énergie renouvelable permet de contribuer à la préservation de la planète. Qu'importent les aléas climatiques, elle permet de gagner en efficacité, 24 h/24 h. En d'autres termes, l'énergie géothermique a un meilleur rendement au quotidien, car elle ne dépend d'aucune condition météorologique. En outre, elle est polyvalente, parce qu'elle est compatible avec d'autres systèmes de production de chaleur tels que la cogénération. En tant qu'énergie renouvelable, la géothermie ne contient pas de gaz à effet de serre.
L'énergie géothermique offre une gamme d'avantages significatifs, ce qui en fait une source d'énergie attrayante et prometteuse. Voici quelques-uns de ses principaux avantages :
- Ressource renouvelable et durable : La chaleur provenant du sous-sol de la Terre est une ressource renouvelable et durable, car elle est constamment régénérée par les processus géologiques internes. Contrairement aux combustibles fossiles, l'énergie géothermique n'est pas sujette à l'épuisement et peut être exploitée de manière continue et à long terme.
- Faibles émissions de gaz à effet de serre : L'énergie géothermique génère très peu d'émissions de gaz à effet de serre lorsqu'elle est utilisée pour produire de l'électricité ou pour le chauffage des bâtiments. En comparaison avec les combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel, elle contribue à réduire l'empreinte carbone et à atténuer le changement climatique.
- Stabilité des prix de l'énergie : La production d'électricité géothermique est relativement stable et prévisible, car elle n'est pas soumise aux fluctuations des prix des combustibles fossiles sur les marchés mondiaux. Cela permet de réduire la dépendance aux importations d'énergie et de stabiliser les coûts de l'électricité à long terme.
- Flexibilité d'utilisation : L'énergie géothermique peut être utilisée pour une variété d'applications, y compris le chauffage et le refroidissement des bâtiments, la production d'électricité, l'agriculture et les applications industrielles. Sa polyvalence en fait une solution adaptée à différents besoins énergétiques et secteurs d'activité.
- Réduction de la dépendance aux combustibles fossiles : En exploitant une source d'énergie propre et renouvelable, l'énergie géothermique contribue à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et à diversifier le mix énergétique. Cela renforce la sécurité énergétique et réduit la vulnérabilité aux fluctuations des prix et aux pénuries de combustibles fossiles.
- Création d'emplois et développement économique : L'industrie géothermique crée des emplois locaux dans les secteurs de la construction, de l'exploitation minière, de l'ingénierie, de la maintenance et des services. De plus, elle stimule le développement économique des communautés locales en générant des revenus et des investissements dans les régions où elle est exploitée.
En résumé, l'énergie géothermique présente de nombreux avantages environnementaux, économiques et sociaux, ce qui en fait une source d'énergie attrayante et prometteuse pour répondre aux besoins énergétiques actuels et futurs.
L'énergie géothermique : quels inconvénients ?
Bien que l'énergie géothermique présente de nombreux avantages, elle n'est pas exempte d'inconvénients. Voici quelques-uns des principaux inconvénients associés à cette source d'énergie :
- Localisation limitée : Les ressources géothermiques exploitables se trouvent principalement dans des régions spécifiques du globe, telles que les zones volcaniques, les zones de rift ou les zones tectoniquement actives. Cela limite la disponibilité de l'énergie géothermique dans de nombreuses régions du monde, ce qui peut rendre son exploitation peu pratique ou coûteuse.
- Coûts initiaux élevés : Les projets géothermiques nécessitent des investissements initiaux importants pour la construction des puits de forage, des installations de production d'électricité et des systèmes de distribution. Ces coûts initiaux élevés peuvent rendre les projets géothermiques moins compétitifs par rapport à d'autres sources d'énergie, en particulier dans les régions où les ressources géothermiques sont moins abondantes.
- Risques géologiques : L'exploitation géothermique peut entraîner des risques géologiques tels que l'activité sismique, l'affaissement des sols et les émissions de gaz volcaniques. Bien que ces risques soient généralement faibles et contrôlables, ils doivent être pris en compte lors de la planification et de la mise en œuvre de projets géothermiques.
- Impact environnemental local : La construction et l'exploitation des installations géothermiques peuvent avoir un impact sur l'environnement local, notamment la perturbation des écosystèmes terrestres et aquatiques, la déforestation, la consommation d'eau et la pollution des eaux souterraines. Des mesures d'atténuation appropriées doivent être mises en place pour minimiser ces impacts.
- Limitations technologiques : Malgré les progrès réalisés dans les technologies géothermiques, il existe encore des limitations techniques telles que la profondeur maximale des forages, la capacité de production limitée et les contraintes de température. Ces limitations peuvent limiter la rentabilité et l'efficacité des projets géothermiques, en particulier dans les régions où les ressources géothermiques sont moins favorables.
En résumé, bien que l'énergie géothermique offre de nombreux avantages en tant que source d'énergie propre et renouvelable, elle présente également certains inconvénients qui doivent être pris en compte lors de son développement et de son utilisation. Une planification soigneuse, une gestion responsable des risques et des technologies innovantes peuvent contribuer à atténuer ces inconvénients et à maximiser les avantages de l'énergie géothermique.
L'énergie géothermique est-elle renouvelable ?
L'énergie géothermique tire sa source de la chaleur emmagasinée dans le sous-sol de la Terre. Cette chaleur provient principalement de deux sources principales : la chaleur résiduelle de la formation de la Terre il y a des milliards d'années et la radioactivité naturelle des éléments présents dans le noyau terrestre. Ces processus géologiques continuent à produire de la chaleur de manière constante, ce qui alimente la source de chaleur géothermique.
Étant donné que les processus géologiques à l'origine de cette chaleur sont continus et durables à l'échelle géologique, l'énergie géothermique est considérée comme renouvelable. Contrairement aux combustibles fossiles, qui sont formés sur des millions d'années et qui sont consommés à un rythme beaucoup plus rapide que leur formation, l'énergie géothermique peut être exploitée sans épuiser la ressource géothermique sous-jacente.
De plus, l'utilisation de l'énergie géothermique n'entraîne pas de rejets importants de gaz à effet de serre ni de pollution atmosphérique, ce qui en fait une alternative propre et respectueuse de l'environnement par rapport aux combustibles fossiles. Cette caractéristique contribue à atténuer le changement climatique en réduisant les émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
En résumé, l'énergie géothermique est une ressource renouvelable car elle provient de processus géologiques continus et durables à l'échelle de la planète. Son utilisation offre des avantages environnementaux significatifs tout en répondant aux besoins énergétiques actuels et futurs de manière durable et responsable.
