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- De notre
correspondant Marc
CHARTIER
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Géothermie - 22
août 2005
Les profondeurs de notre globe terrestre
recèlent de gigantesques réserves de
chaleur naturelle. Celle-ci ne provient
pas du noyau en fusion de notre planète
(de 4 000 à 6 000° C), mais de la
désintégration d'éléments radioactifs
contenus dans la couche de l'écorce
terrestre, appelée "manteau",
sous la croûte continentale ou
océanique. Elle est due également, pour
une faible part, à des échanges
thermiques avec les zones internes de la
terre. La puissance géothermique de
notre globe est ainsi estimée à 30
milliards de kilowatts et, pour nous en
tenir aux seuls deux premiers kilomètres
de la croûte terrestre, les réserves
calorifiques y sont plusieurs milliers de
fois supérieures à celles des
combustibles fossiles.
Bien après les empires romain, chinois
et ottoman, mais également bien avant
les préoccupations économiques nées
des chocs pétroliers de la fin du
siècle dernier, la première utilisation
connue de la géothermie en France
remonte au XIVè siècle. Dans la bien
nommée localité de Chaudes-Aigues
(Cantal), l'eau chaude provenant des
entrailles de la terre était distribuée
à quelques maisons, moyennant une
redevance au seigneur des lieux. Au XIXe
siècle, Francesco de Larderello, comte
de Toscane, eut lui aussi l'idée
d'exploiter cette chaleur généreusement
offerte. Dès 1904, la ville qui porte
désormais le nom de son bienfaiteur,
pouvait ainsi satisfaire l'ensemble de
ses besoins énergétiques. Aujourd'hui,
elle est équipée de trois centrales
géothermiques produisant de l'énergie
électrique à partir d'une eau
récupérée par forage à une
température supérieure à 100° C.
Le principe de la géothermie est, dans
ses grandes lignes, très simple : il
consiste, selon le Centre d'Information
sur l'Énergie et l'Environnement, "
à extraire l'énergie contenue dans le
sol pour l'utiliser sous forme de
chauffage ou d'électricité ". En
pratique, comme on pouvait s'y attendre,
les choses sont quand même un peu plus
complexes. La chaleur des profondeurs ne
se fait pas piéger aussi facilement. Son
extraction n'est possible que lorsque les
formations géologiques du sous-sol sont
poreuses ou perméables et contiennent
des aquifères ou fluides caloporteurs
(nappes d'eau, vapeur d'eau). Parfois, la
nature est doublement généreuse,
puisqu'elle fournit le système de
circulation requis, à savoir l'eau
contenue dans la roche du gisement et ses
voies d'évacuation. C'est le cas des
geysers et des sources thermales. Sinon,
il faut procéder par forage et mettre en
place des pompes de production ou des
sondes géothermiques doublées de pompes
de circulation. Lorsque les r!
oches ne sont ni poreuses ni fissurées,
il est nécessaire de les creuser pour y
injecter de l'eau que l'on récupère
lorsqu'elle a circulé au contact des
roches chaudes.
En outre, le taux de minéralisation des
eaux souterraines doit être pris en
compte. S'il est faible (moins de 2 g/l),
si la source est réalimentée
naturellement et s'il est possible
d'évacuer l'eau refroidie après
l'extraction thermique (dans une
rivière, un lac...), un seul forage de
production suffit (forage singlet). Par
contre, si la teneur minérale dépasse
les 2 g/l, un second forage est
nécessaire pour réinjecter l'eau
refroidie dans les profondeurs du sol
(forage doublet). Dans ce deuxième cas,
le forage de production achemine l'eau
chaude à la surface au moyen d'une pompe
immergée. En aval, un échangeur de
chaleur et une pompe à chaleur
permettent d'obtenir la température de
chauffage désirée. Le circuit de
chauffage alimente le consommateur et
l'eau refroidie est restituée à
l'aquifère par le circuit du forage
d'injection. La géothermie comporte donc
plusieurs types d'exploitation, selon la
température de l'eau et la profondeur à
laquelle on va la puiser :
- la géothermie de haute énergie : la
température de l'eau ou de la vapeur
d'eau varie de 150 à 320° C. Cette
ressource est liée au volcanisme et
permet la production d'électricité. La
puissance totale disponible à l'échelle
mondiale serait de 300 000 MW, alors que
seuls 6 000 sont actuellement exploités.
Exemples : The Geysers (Californie),
Larderello (Italie), Boillante
(Guadeloupe), Reykjavik (Islande).
- la géothermie de moyenne énergie :
elle exploite des nappes profondes (2 000
à 3 000 mètres) dans des régions où
la température de l'eau est comprise
entre 90 et 150° C, c'est-à-dire
suffisante pour produire de
l'électricité. Applications françaises
en Alsace et en Limagne.
- la géothermie de basse énergie : elle
est développée à partir de gisements
situés entre 1 500 et 2 000 mètres de
profondeur, où la température de l'eau
varie entre 50 et
90° C. Dans la plupart des cas, la
réinjection de l'eau (technique du
doublet) est recommandée. Cette énergie
géothermique est généralement
complétée par une chaufferie
traditionnelle, voire par l'installation
de pompes à chaleur. Applications
françaises : le bassin parisien (38 000
km² de nappes d'eaux salines situées
entre 1 600 et 2 000 mètres de
profondeur) avec une quarantaine de
réalisations (soit 170 000 équivalents-
logements), le bassin aquitain avec une
quinzaine de réalisations, un immeuble
de sept appartements à Villaz, près
d'Annecy, le Centre de Réadaptation
fonctionnelle de Thuès-les-Bains et le
Centre thermal de Vernet-les- Bains
(Pyrénées-Orientales).
- la géothermie de très basse énergie
: l'eau, d'une température de 12 à 50°
C, provient de profondeurs beaucoup plus
faibles (1 000 mètres maximum).
L'utilisation de pompes à chaleur est
ici indispensable pour le chauffage
domestique (plancher chauffant). Ce type
de géothermie trouve également des
applications faciles en agriculture
(serres) et en balnéothérapie.
Le recours aux énergies dites
"alternatives" de chauffage
reste encore marginal en France. Elles ne
représentent en effet que 3,6 % des
moyens de chauffage, contre 31,6 pour
l'électricité, 0,1 % pour le gaz
naturel, 29,4 % pour le fioul et 5,3 %
pour le GPL. Une telle situation risque
de changer avec la RT 2000. Cette
réglementation, qui a demandé trois ans
de gestation, est applicable depuis le
1er juin 2001. Elle concerne tous les
bâtiments neufs résidentiels et
tertiaires. Elle vise à réduire les
consommations d'énergie de 20 % dans les
logements, de 40 % dans les bâtiments
tertiaires et à limiter l'inconfort
d'été dans les locaux non climatisés.
La mise en place de cette nouvelle
réglementation thermique ne peut que
renforcer le marché de la régulation et
de la gestion technique du bâtiment,
marché ayant généré un chiffre
d'affaires de 1 793 millions de F en
2000, soit une progression de 5 % par
rapport à 1999. Elle occasionnera, pour
les professionnels de la construction,
une importante modification de leurs
pratiques dans l'acte de bâtir.
Marc
CHARTIER
http://mchartier.site.voila.fr/
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