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Énergie géothermie - cours

Le sous-sol dégage une chaleur qui devient de plus en plus intense au fur et à mesure que l'on creuse. Cette chaleur provient du magma au cœur de la planète, qui réchauffe toute la croûte terrestre. La géothermie est un ensemble de techniques qui permettent de récupérer cette chaleur, à différentes profondeurs et à différentes températures, pour produire de l'électricité et du chauffage.

L'énergie géothermique est une énergie particulièrement écologique, puisqu'elle est renouvelable et ne présente aucune émission de gaz à effet de serre lors de sa production. Elle est une solution idéale pour la production d'énergie écologique. En effet, elle permet d'obtenir une énergie très propre, sans carbone, contrairement aux autres modes de production d'énergies renouvelables qui ne sont pas à 0% d'émissions de CO2.

La géothermie ne dépend pas des conditions atmosphériques, ce qui permet de l'utiliser d'une manière continue et durable lorsqu'elle est bien exploitée.

La première centrale géothermique a été installée à Larderello en 1911. Elle utilise la vapeur d'eau qui s'échappe du sol et elle sera la seule à fonctionner au monde pendant plus de 50 ans.

Types de géothermie :

Les deux paramètres permettant de distinguer les différents types de géothermie sont : 

- la profondeur du gisement 

- la température du gisement 

On peut distinguer trois types de géothermie à proprement parler :

- La géothermie à haute énergie, qui concerne les bassins sédimentaires et les régions volcaniques. L'énergie monte à plus de 150°C et elle consiste principalement à produire de l'électricité à partir des sources de vapeur d'eau profondes. La géothermie de haute température permet également de faire de la cogénération afin de récupérer de la chaleur en même temps que la production d'électricité. Elle permet d'alimenter des usages industriels.

- La géothermie à basse énergie, qui est mise à profit notamment dans le secteur agricole. La température de l'eau est comprise entre 30° et 90 °C et les profondeurs d'exploitation entre 200 et 2 500 mètres. L'eau qui provient de nappes aquifères remonte vers la surface puis repart en profondeur, grâce à deux forages qui forment un « doublet ». Cette technique permet de chauffer, via des réseaux de chaleur installés en surface, des quartiers de milliers d'habitants ou des parcs industriels.

- La géothermie à très basse énergie, qui concerne plus précisément les logements et les petits bâtiments. La température est inférieure à 30 °C et les profondeurs de traitement s'étagent de 10 à 200 m. Elle permet de chauffer (ou de rafraîchir) les maisons individuelles, les tours d'immeubles, les bâtiments commerciaux. 

Installations géothermiques  :

Les installations géothermiques sont de trois types :

- Les pompes à chaleur : elles se servent de l'énergie géothermique de surface pour servir au chauffage.

- Les installations hydrothermales : elles exploitent les sources d'eau naturellement chaude, et servent pour le chauffage ou la production d'électricité (pour les sources en profondeur).

- Les installations pétrothermales : c'est la solution qui peut être utilisée quand il n'y a pas de source thermale. Il s'agit alors de géothermie profonde.

Mode de fonctionnement :

En termes de fonctionnement, les centrales géothermiques fonctionnent suivant quatre grands principes :

- infiltration de l'eau : l'eau de pluie ou de mer s'infiltre dans les brèches de la croûte terrestre afin de constituer un réservoir géant dans les souterrains ;

- pompage de l'eau : le forage dans le sous-sol permet de pomper de l'eau chaude jusqu'à la surface de la terre. L'eau se transforme alors en vapeur pendant le processus de pompage ;

- production de l'électricité : la pression de la vapeur obtenue par le biais du pompage permet de faire tourner une turbine qui actionne à son tour un alternateur. De cette manière, de l'électricité est produite ;

- adaptation de la tension : un transformateur permet d'élever la tension du courant électrique pour qu'il puisse être utilisé au travers des lignes à haute tension.

Les avantages de l'énergie géothermique :

- une énergie écologique ne générant pas de déchets à stocker ;

- elle permet d'obtenir une énergie très propre. Il n'y a presque aucune émission de CO2 ;

- les ressources pour la géothermie se renouvellent naturellement grâce au ruissellement des eaux de surface ou par injection d'eau de manière artificielle ;

- elle se trouve dans tous les sous-sols de la planète ;

- on utilise une ressource bien reconnue et exploitable à tout moment, sans contraintes météorologiques ;

- il n'y a aucune émission de gaz à effet de serre lors de la production ;

- c'est une énergie renouvelable sans intermittence car en permanence disponible dans les sous-sols de la Terre ;

- la production d'énergie géothermique est relativement économique par rapport à d'autres modes de production d'énergie renouvelable ;

- les installations géothermiques occupent peu d'espace en surface et sont insonores. 

Les inconvénients de l'énergie géothermique :

- les forages profonds doivent être surveillés régulièrement pour prévenir les dégâts en termes de danger sismique ;

- certains gisements d'énergie géothermique sont plus difficiles d'accès ;

- lors du transport de l'énergie sur de longues distances, des pertes thermiques importantes sont à déplorer.

Faites le bon choix ! 

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