Qu'est ce que la géothermie ? Comment l'utiliser pour son chauffage ?

A environ 30 kilomètres sous terre, il fait une température qui peut atteindre les 1000 degrés. Cette chaleur inépuisable et gratuite peut être utilisée pour produire de l’électricité ou chauffer un logement. C’est ce qu’on appelle la géothermie. C’est une technologie encore peu exploitée en France, malgré ses nombreux avantages. En effet, la géothermie est une source d’énergie propre qui n’émet pas de CO2 et a donc peu d’impact sur l’environnement. Décryptage.

Qu’est-ce que la géothermie ?

Le noyau de la planète produit en permanence de la chaleur, qui est une source d’énergie importante et inépuisable. Il est possible d’utiliser cette chaleur pour produire de l’électricité ou pour alimenter son chauffage. Voilà précisément la définition de la géothermie. La géothermie permet de produire de la chaleur toute l’année, mais également de l’électricité et de la fraîcheur en été.

Sa matière première étant la chaleur de la Terre, la géothermie est une énergie propre qui n'entraîne pas d’émission de CO2 et est en plus gratuite.

Si cette technologie est encore peu exploitée en France, une vingtaine de pays dans le Monde produisent de l’électricité géothermique, principalement situés en Asie et en Amérique du Nord.

Pour ce qui est de la géothermie en France, le site de Bouillante en Guadeloupe est à ce jour le seul à produire de l’électricité par géothermie de façon industrielle. La centrale est d’une puissance de 13,5 MW et a produit 84 GWh en 2016, soit 4,7% de la production d’électricité sur l’île. Il existe un autre site en Alsace, d’une puissance de 1,7 MW.

Quels sont les types de géothermie ?

La géothermie peut exploiter la chaleur du sous-sol, la chaleur des nappes phréatiques ou encore la chaleur des cours d’eau souterrains. Peu importe la source exploitée, la température est ce qui différencie les types de géothermie. On distingue ainsi :

• La géothermie à haute énergie : de 1500 à 3000 mètres pour plus de 150°C ;
• La géothermie moyenne énergie : de 1000 à 4000 mètres pour 90°C à 150°C ;
• La géothermie basse énergie : de 1500 à 2000 mètres pour 30°C à 90°C ;
• La géothermie très basse énergie : moins de 100 mètres pour moins de 30°C.

Quelles sont les utilisations possibles de la géothermie ?

La géothermie peut être utilisée de deux façons : pour produire de l'électricité et pour alimenter le chauffage.

La production d'électricité

Il est possible de récupérer la chaleur de la Terre pour faire de l’électricité grâce à la géothermie. A savoir cependant que la géothermie n’est pas possible partout. En effet, le flux de chaleur est plus élevé dans certains lieux que d’autres, ce qui fait que cette technologie ne peut être exploitée que dans les zones les plus volcaniques.

Il existe deux méthodes pour produire de l’électricité par géothermie :

1. La géothermie naturelle en haute énergie : le fonctionnement de la géothermie consiste à l’exploitation de l’eau chaude présente dans le sous-sol à haute température. L’eau est présente dans le sous-sol sous forme de liquide ou de vapeur. Cette vapeur va servir à faire tourner une turbine, qui va produire de l’électricité, accouplée d’un alternateur ;
2. Le système géothermique stimulé : il consiste à produire de l’électricité par la géothermie profonde à haute température à partir de roches sèches. Dans ce cas, l’eau n’est pas directement prélevée du sous-sol, mais injectée dans le sous-sol pour y être réchauffée. Le principe est le suivant : on injecte une grande quantité d’eau dans un puits, cette eau se réchauffe en contact de la roche, puis captée grâce à des pompes par deux autres puits. Elle monte ensuite en surface et cède sa chaleur à un fluide qui se transforme en vapeur, laquelle va faire tourner la turbine. La première centrale utilisant la géothermie profonde est celle d’Alsace, à Soultz-sous-Forêts initiée en juin 2008.

La géothermie pour le chauffage

Il existe de nombreux types d’installations qui permettent de produire du chauffage par géothermie :

• Les pompes à chaleur : le fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique s'appuie sur la géothermie de surface pour le chauffage. Elle n’utilise pas la géothermie profonde, mais plutôt celle dite à basse température (car la température souterraine peu profonde reste inférieure à 30°C), pour chauffer des maisons et immeubles. Cette technologie est la plus utilisée en Suisse. C’est aussi une bonne méthode envisageable à l’échelle des particuliers. La PAC géothermique permet de diviser par 3 ou 4 ses factures de chauffage, ce qui permet de rentabiliser l’installation de sa pompe à chaleur sur le long terme. Par ailleurs, il existe des aides en France qui permettent de financer ce type de travaux (l’installation d’une PAC par géothermie est notamment éligible au crédit d’impôt) ;
• Les installations hydrothermales : sur tous les continents, il existe des sources d’eau naturellement chaude. Les installations hydrothermales sont utilisées pour atteindre ces sources et les utiliser pour le chauffage. On parle de géothermie de moyenne profondeur, car les gisements se situent à moins de 3000 mètres, où l’eau atteint les 70 °C ;
• Les installations pétrothermales : il s’agit du même principe que le système géothermique stimulé, c’est-à-dire l’injection d’eau dans des puits pour la réchauffer en contact des roches.

Quels sont les avantages de la géothermie ?

La géothermie a de nombreux avantages, surtout en faveur de l’environnement. Elle est considérée comme une énergie propre et une alternative écologique intéressante :

• Sa matière première est la chaleur de la Terre, qui est renouvelable, inépuisable et gratuite ;
• La géothermie ne dépend pas des conditions atmosphériques, contrairement à d’autres sources d’énergie comme l’énergie solaire ou les éoliennes. Par ailleurs, la géothermie à basse température est disponible dans presque tous les sous-sols de la planète ;
• Il s’agit d’une énergie propre qui ne dégage que peu de gaz à effet de serre et ne laisse aucun déche après utilisation ;
• La géothermie n’est pas seulement écologique, mais également économique. Elle est accessible et rentable, surtout la pompe à chaleur qui diminue considérablement les factures d’énergie. Ce type de projet coûte cher, soit environ 13 000 à 20 000€, mais le coût d’installation est éligible aux aides et se rentabilise au bout de quelques années ;
• La géothermie est une installation de longue durée, environ 40 à 60 ans.

Quelles sont les limites de cette énergie ?

La géothermie n’est pas sans inconvénients, malgré ses nombreux avantages. Cependant, il faut noter que même avec ses limites, la géothermie reste une énergie plus propre et moins dangereuse que les combustibles fossiles ou encore les centrales nucléaires :

• Le coût d’installation est très élevé, comme expliqué plus tôt. Même s’il est éligible à des aides, ce type de travaux reste cher et donc peu accessible à tous. Du coup, la rentabilité de l’utilisation de la géothermie n’est obtenue qu’après au moins 5 ans de son installation ;
• La géothermie n’est pas une énergie 100% renouvelable, car elle nécessite un générateur (donc de l’électricité). Certaines pompes à chaleur utilisent aussi du fréon ;
• Une installation géothermique ne peut pas être installée partout. Elle doit en effet se trouver sur une zone géographique avec les conditions appropriées ;
• L’installation peut provoquer des dangers si elle n’est pas réalisée correctement. Il faut faire attention lors du forage par exemple parce que cela peut causer des affaissements de terrain. La technique par fracturation des roches peut aussi provoquer des séismes.

Quel avenir pour la géothermie ?

Même si la géothermie est encore peu exploitée en France, il s’agit d’une source d’énergie qui prend de l’ampleur et a de l’avenir sur le territoire. En 2009, elle ne représente qu’un peu plus de 1% de la production d’énergie provenant des énergies renouvelables en France, mais des initiatives comme Grenelle Environnement sont en train de changer cela.

En effet, Grenelle Environnement est un engagement du gouvernement à diviser par quatre les émissions de gaz à effet de serre en 2020, ce qui ouvre une porte au développement de la géothermie. Cette année donc, la production d’énergie par géothermie pourrait être multipliée par 6. Pour cela, le gouvernement veut équiper plus de 2 millions de foyers en pompes à chaleur, et également dans des bâtiments en copropriété et dans les bâtiments tertiaires dans les régions les plus énergivores, comme en Île-de-France.

En outre, le gouvernement vise à produire 20% de l’électricité dans les DOM par géothermie, sachant que les DOM bénéficient d’un contexte volcanique qui en font des endroits idéals pour installer des centrales géothermiques.