Geothermie - L'Energie du Sous-Sol

Géothermie, l'énergie du sous-sol

- La chaleur de la terre

- Les phases de mise en oeuvre de l'installation de géothermie

- Les applications de la géothermie

- Le cas particulier de la géothermie très basse énergie

- La géothermie en Ile-de-France

- Le puits canadien ou le puits provençal

La géothermie, énergie renouvelable propre est l'un des atouts majeurs de la région Ile de France en terme de diversification des ressources, en tant qu'activité locale et créatrice d'emplois et comme technologie propre.

Après des débuts prometteurs dans les années 70 et 80, facilités par un prix élevé des produits pétroliers d'une part, et par une forte implication de l'Etat et des collectivités locales d'autre part, la géothermie a par la suite connu un manque d'intérêt dû principalement à la chute des prix de l'énergie et également à un problème d'image suite à de mauvaises opérations.

Aujourd'hui, la technique est maîtrisée, les tensions internationales rendent les prix des énergies fossiles instables, les préoccupations environnementales prennent de plus en plus de place dans les décisions d'investissement et le potentiel géothermique en Ile de France est énorme.

Dans ce contexte, l'Arene participe au plan de relance de la géothermie en Ile de France avec la délégation régionale de l'ADEME et le BRGM.

La nappe du Dogger recèle bien des possibilités. Quelques explications :

La chaleur de la Terre

Le globe terrestre est décomposé en trois enveloppes : au milieu, le noyau sur un rayon de près de 3500 km et dont la température est estimée à 4 000°c, autour le manteau sur un rayon de 2 900 km (température 3 000°c) et enfin l'écorce terrestre qui est l'enveloppe superficielle de la Terre.

Dans l'écorce terrestre, la température s'accroît avec la profondeur d'environ 3°c tous les 100m. L'exploitation de l'énergie géothermale passe par l'utilisation de la chaleur stockée dans cette écorce terrestre.

Un gisement géothermal est en fait un réservoir c'est-à-dire une roche perméable dans laquelle circule de l'eau sous forme liquide ou gazeuse. La roche est appelée aquifère et l'eau est dite fluide géothermal.

Les phases de mises en œuvre de l'installation de géothermie

Il s'agit tout d'abord d'explorer le sous-sol afin de :

- Déterminer la structure géologique de la roche

- Caractériser la quantité et la qualité du fluide géothermal

- Déterminer les conditions d'alimentation du réservoir

- Etudier la densité de la roche

- Mesurer les paramètres qui permettront de déterminer l'exploitabilité du gisement (température débit, pression, fracturation, porosité de la roche, salinité de l'eau, etc ).

L'accès à la ressource est ensuite assuré grâce à un forage. On fore donc un puits de production. Quand il faut réinjecter le fluide géothermal dans la nappe, on fore également un puits de réinjection et l'installation s'appelle alors un doublet. Quand deux puits de production sont nécessaires à côté du puits de réinjection, on utilise le terme de triplet.

Il faut ensuite que le fluide géothermal remonte de la nappe aquifère. Si la pression au sein du réservoir entraîne une pression en tête de puits supérieure à la pression atmosphérique, on obtient un débit suffisant par artésianisme (c'est-à-dire que l'eau jaillit naturellement). Si la pression en tête de puits est insuffisante, on met en place un système de pompage (pompe immergée, pompe à arbre long, turbopompes).

Une fois pompé, le fluide géothermal est soit transformé en électricité via une turbine (si la température du fluide est au moins supérieure à 90°c), soit distribué sous forme de chaleur via un échangeur.

La chaleur peut ensuite être utilisée directement ou alors, on peut ajouter une pompe à chaleur pour obtenir un niveau de température plus élevé.