Géothermie

Histoire

La géothermie, du grec géo (la terre) et thermos (la chaleur) désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes de la Terre ainsi que la technologie visant à les exploiter.

La France dispose d’un gisement géothermique très favorable, les bassins parisien et aquitain sont les plus propices à la géothermie. En effet, ils disposent de fortes zones de chaleurs souterraines (peu ou très profondes). Plusieurs installations notables ont permis de démocratiser cette source d’énergie et son développement. En 1963, la Maison de la radio à Paris est le premier bâtiment à adopter un système de chauffage par géothermie. En 1969, à Melun (77) est créé le tout premier réseau de chaleur géothermique permettant de chauffer une partie de la ville.

gisement geothermique

Fonctionnement

La géothermie est une énergie renouvelables à faible émission de gaz à effet de serre. Elle consiste à exploiter la chaleur présente naturellement dans les sols afin de produire plusieurs types d’énergie. Selon la température en sous-sol, la chaleur ou l’eau chaude peuvent être valorisée dans des réseaux de chauffage (individuels ou collectifs), des circuits de climatisation (individuels ou colletifs) ou pour produire de l’électricité. Plusieurs types de géothermie ainsi existent :

 

 

Géothermie très basse énergie

Cette géothermie exploite la chaleur ou l’eau en sous-sol à des profondeurs inférieures à 200m, pour des températures généralement inférieures à 30°C. Cependant elle ne permet pas une utilisation directe. Elle nécessite l’installation d’une pompe à chaleur (PAC) qui prélèvera l’énergie du sol à basse température pour l’augmenter à température adéquate pour le chauffage.

Consultez la page dédiée aux pompes à chaleur.

Cette énergie est prélevée du sol grâce à des capteurs installés selon plusieurs méthodes.

Capteurs horizontaux

 

geothermie capteurs horizontaux

Le fluide de la pompe à chaleur circule sous terre à une profondeur de 0,60m à 1,20m, en circuit fermé. Il s’élèvera en température pour ensuite regagner la pompe à chaleur. La surface de capteurs nécessaire à cette installation représente environ 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer.

Capteurs verticaux

geothermie capteurs verticaux

Les forages peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres, là où la température est constante toute l’année. Le fluide circule en circuit fermé.

Captage sur nappe ou aquifère

geothermie capteurs nappe - aquifere

Géothermie basse et moyenne énergie

Cette géothermie exploitera généralement la chaleur des aquifères profonds (de 1500 à 2500m) et atteindre des températures entre 30° à 150°C. Elle fonctionne avec deux forages, une entrée prélevant l’eau chaude puis une sortie rejettant cette même eau, refroidie.

Ses applications sont multiples : réseau de chaleur (réseau de canalisation permettant de chauffer plusieurs bâtiments voire des quartiers entiers production de chaleur valorisée dans des process industriels et dans certains cas pour de la production d’électricité.

Les nappes phréatiques ou aquifères sont des zones souterraines contenant de l’eau. Ici la pompe à chaleur sera reliée à ces zones pour récupérer la chaleur de l’eau. Fonctionnant en circuit ouvert, deux forages pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres de profondeur sont nécessaires :

  • En entrée, l’eau chaude est prélevée et cède ses calories à la pompe à chaleur
  • Cette même eau, maintenant refroidie durant le processus est rejettée dans la nappe

Cette géothermie permet de chauffer en hiver et rafaichir en été de l’habitat collectif ou individuel.

Les forages peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres, là où la température est constante toute l’année. Le fluide circule en circuit fermé.

Géothermie haute énergie

Utilisée pour produire de l’électricité, la haute énergie exploite, dans des zones très favorables à la géothermie, les réservoirs situés entre 1 500 à 3 000m de profondeur et dont des températures sont supérieures à 150°C.

Voici un récapitulatif des applications de la géothermie selon les températures en sous-sol.

geothermie applications

Voir aussi