L’énergie géothermique
La chaleur du sous-sol
Sais-tu qu’à environ 30 kilomètres sous tes pieds, il fait une température de 1000 degrés ? L’origine de cette chaleur est double. Dans une petite mesure, elle vient du Soleil qui réchauffe la surface de la Terre. Mais c’est principalement le cœur de notre planète, le magma, qui est brûlant et chauffe la croûte terrestre. Le noyau de notre planète produit ainsi en permanence une quantité de chaleur inimaginable.
Dans les régions thermales, l’eau naturellement chaude issue des sources souterraines atteint jusqu’à 30°C, et parfois plus. Tu t’es même peut-être déjà baigné dans cette eau, par exemple aux bains thermaux de Lavey, d’Yverdon-les-Bains ou de Saillon.
Plus loin de chez nous, en cas d’éruption volcanique, le magma jaillit des profondeurs de la Terre. La lave, cette roche brûlante et liquide que crache le volcan, c’est du magma qui remonte à la surface.
Carte d’identité
Source
La chaleur du sous-sol
Utilisations
Chauffage et climatisation, production d’électricité
Installations
– Pompes à chaleur
– Installations hydrothermales
– Installations pétrothermales
Catégorie
Énergie renouvelable
Impacts sur l’environnement
Risque de séismes pour la géothermie profonde; possibles participation aux émissions de gaz à effet de serre emprisonnés sous terre.
Production
Très constante : disponible 24h/24 et indépendante de la météo
Rendement
Rendement électrique faible (5-15%)
Espérance de vie
40-60 ans
En Suisse
Environ 10 centrales de géothermie de moyenne profondeur
Signe distinctif
Les centrales électriques ne peuvent être construites que dans des lieux spécialement propices.
Un peu d’histoire
Des bains d’eau naturellement chaude depuis plus de 20’000 ans
Toujours très appréciés, les bains thermaux font la joie des femmes et des hommes depuis plus de 20’000 ans ! Les vestiges retrouvés sur le site de Niisato au Japon indique que l’eau thermale était utilisée pour se chauffer, cuire des aliments ou tout simplement se baigner. À Pompéi (en Italie), il est encore possible de visiter les bains romains vieux de 2000 ans.
L’utilisation « industrielle » de la géothermie
En France, dans la ville de Chaudes-Aigues (Cantal), un réseau de distribution par canaux achemine de l’eau naturellement chaude dans les maisons dès le 14e siècle !
Comment utilise-t-on la géothermie ?
Il existe trois types d’installations géothermiques qui servent toutes au chauffage. Seules les centrales de géothermie profonde permettent également de produire de l’électricité.
Les pompes à chaleur : géothermie de surface pour le chauffage
Les pompes à chaleur utilisent la géothermie de surface pour le chauffage. Elles captent la chaleur souterraine peu profonde, où la température reste inférieure à 30°C. On utilise cette géothermie dite « à basse température », pour chauffer des maisons et de grands bâtiments. C’est la technique la plus fréquemment utilisée en Suisse. Les puits installés peuvent aller de 80 à 400 mètres de profondeur.
Dans le puits, une sonde verticale en forme de U envoie un liquide sous terre. Ce liquide est ensuite pompé pour être remonté à la surface. Sa température est alors de 10 à 20°C. Cette chaleur est ensuite valorisée par une pompe à chaleur qui élève sa température. Cela permet de chauffer de l’eau pour toute la maison : radiateurs, douches, robinets.
Les installations hydrothermales : valoriser l’eau chaude des profondeurs
Il existe des sources d’eau naturellement chaude sur tous les continents et même au fond des mers. Pour les atteindre, on utilise des installations dites hydrothermales.
Si les gisements se situent à moins de 3000 mètres, on parle de géothermie de moyenne profondeur. L’eau souterraine atteint alors 50-70°C et est utilisée pour le chauffage. La géothermie profonde permet pour sa part d’atteindre des sources situées entre -3000 et -5000 mètres, où l’eau atteint des températures supérieures à 100°C. Surchauffée ou sous forme de vapeur, cette eau jaillit avec assez de pression pour alimenter une turbine, ce qui permet de produire de l’électricité !
Près de chez nous
Sur la Côte, entre Aubonne et Nyon (VD), le projet EnergeÔ vise à valoriser la chaleur du sous-sol en pompant de l’eau souterraine retenue dans des roches naturellement fissurées (aquifères). Ces sources se situent entre 2200 et 5000 mètres de profondeur. Dans un premier temps, vers le village de Vinzel, les forages de géothermie de moyenne profondeur devraient permettre d’alimenter environ 1500 ménages via un chauffage à distance. Dans un second temps, des forages de géothermie profonde pourraient permettre de remonter de l’eau à plus de 100°C. Dans la centrale géothermique, cette eau plus que bouillante serait utilisée pour actionner des turbines et ainsi produire de l’électricité.
Les installations pétrothermales : valoriser la roche très chaude des profondeurs
S’il n’y a pas de source thermale, il est tout de même possible de profiter de la chaleur du sous-sol, avec les installations pétrothermales de géothermie profonde. Les tours de forages creusent des puits de 3000 à 5000 mètres de profondeur, afin d’installer des sondes qui traversent de la roche à très haute température. On y envoie ensuite du liquide qui, au contact de ces roches naturellement surchauffées, remonte à plus de 100°C. Ce liquide est alors utilisé pour le chauffage et la production d’électricité.
Près de chez nous
Un projet développé à Glovelier (commune de Haute-Sorne, JU) vise à utiliser la chaleur des roches situées entre 4000 et 5000 mètres de profondeur. L’eau envoyée sous terre pourra être remontée naturellement chauffée à 150°C. L’objectif est de produire de l’électricité pour plus de 6000 ménages.
Pour les expert·es
La géothermie à basse température
La sonde géothermique peu profonde, couplée à une pompe à chaleur, est l’installation la plus fréquente en Suisse. Elle est souvent utilisée pour chauffer les habitations et immeubles. Les ressources géothermiques de basse température sont diverses. Il n’est, par exemple, pas toujours indispensable de creuser ! Le soleil chauffe déjà les premiers mètres de terre. Ainsi, si la taille du terrain le permet, un tuyau serpentant à quelques mètres de profondeur peut suffire à chauffer l’eau sanitaire d’une maison.
Si la pompe à chaleur utilise une énergie renouvelable, il faut quand même une part d’électricité pour la faire fonctionner.
Souffler le chaud et le froid
Jusqu’à présent, la géothermie était surtout utilisée pour la production de chaleur. Or, il s’avère que le sous-sol peut également faire office de réservoir de froid pendant l’été! Ainsi, la géothermie peut aussi être utilisée pour refroidir les bâtiments. Bien sûr, la pompe à chaleur utilise un peu d’électricité pour fonctionner. Mais ce système permet d’économiser l’énergie nécessaire aux gourmands systèmes de climatisation.