La géothermie, qu’est-ce que c’est exactement ?

  • Comparez les offres en moins de 5 minutes et réalisez jusqu’à 140€ d'économies*
  • Changez de fournisseur dans la journée et cela sans coupure d'électricité

Énergie encore peu connue du grand public, la géothermie est pourtant une ressource des plus intéressantes : puisant dans les sources de chaleur de la terre, elle n’émet presque pas de gaz à effet de serre ! Qu’est-ce que la géothermie en détails ? Comment la produit-on ? Est-ce cher ? Quels sont ses inconvénients et ses avantages ? Retrouvez toutes les réponses ici.

La géothermie, c’est quoi ?

Définition

Si l’on se base sur la nature grecque du mot, « géothermie » signifie « chaleur » (« thermos »), provenant de la terre (« géo »). La géothermie, système peu connu, est à l’origine de différents types d’énergies et cela grâce à la chaleur puisée dans la terre. Elle peut ainsi aussi bien alimenter en électricité des installations de chauffages électriques, logique, que des climatisations.

Aussi étrange que cela puisse paraître, l’eau très chaude, contenue dans les nappes particulièrement profondes de la Terre, permet de fabriquer de l’électricité verte dans des centrales géothermiques !

Bon à savoir : on classe la géothermie parmi les énergies renouvelables à faible émission de gaz à effet de serre.

Quels sont les différents types de géothermie ?

Nous pouvons remarquer trois types différents de géothermie :

  • La géothermie très basse énergie : l’eau est captée entre 30 et 600 mètres de profondeur et elle possède une température inférieure à 30 °C. L’eau alimente ensuite des pompes à chaleur qui ont un rôle de concentrateur de chaleur. La destination finale de cette eau : les piscines pour particuliers, les logements, mais aussi les bâtiments de bureaux, etc. ;
  • La géothermie basse énergie : l’eau est ici captée entre 600 et 2500 mètres de profondeur et sa température se situe entre 30 et 90 °C, elle est particulièrement adaptée pour être redistribuée via les réseaux de chaleur ;
  • La géothermie profonde : l’eau est captée à plus de 2500 mètres où la température dépasse les 100 °C ! Elle est donc utilisée à la fois pour produire de la chaleur à destination des particuliers, mais aussi pour alimenter des centrales électriques.

Tableau récapitulatif des types de géothermie

Type de géothermieTempératureProfondeur du solPour qui ?Moyen
Très basse énergieInférieure à 30°10 à 200mMaisons, immeubles, centres commerciauxRéseaux horizontaux, sondes verticales, captage de l’eau avec nappes
Profonde / basse énergieEntre 30° et 90°Entre 200 et 2500mQuartiers entiers, centres industrielsDoublets
Haute énergiePlus de 150°Entre 1500 et 5000mProducteurs d’électricitéForages profonds (ou injection d’eau dans la roche profonde)

Le principe de la géothermie

Comment ça fonctionne concrètement ?

Comme vous l’aurez compris, tout se joue en fonction des variations de température dans les sous-sols de la terre ! L’eau peut aller de 12 à plus de 150° selon la profondeur. C’est là qu’intervient le phénomène de gradient géothermique : plus on creuse, plus la température augmente. En moyenne, la température prend 3 Kelvins (K) tous les 100 mètres.

Le saviez-vous ?

87 % de la puissance géothermique obtenue vient de la radioactivité des roches de la croûte terrestre (pour retrouver leur stabilité, les noyaux des atomes contenus dans la roche éjectent des neutrons ou des protons et émettent des particules, à savoir de l’énergie).

Comment récupère-t-on cette énergie ?

Grâce à un système de forage : une technique qui permet de creuser un puits jusqu’à des profondeurs très élevées, très utilisée dans les domaines d’énergies fossiles comme le pétrole mais aussi le gaz naturel et d’eau.

Pour ce qui est de la géothermie, c’est par le biais d’un échangeur thermique que l’eau cède sa chaleur à un réseau, ce qui va permettre de produire du chauffage (besoin de 35 à 60°C) et de l’eau chaude sanitaire (55 à 60°C), aussi bien pour les bâtiments nécessitant des rénovations que des constructions neuves.

Par la suite, l’eau utilisée est de nouveau envoyée dans la nappe phréatique avec un puits de réinjection. Il n’y a pas de perte, c’est pour cette raison que la géothermie est considérée comme l’une des énergies les moins polluantes vis-à-vis de l’environnement.

Si la géothermie peut servir à produire de l’eau chaude, elle peut aussi garantir l’air frais au sein des bâtiments, proposant ainsi une alternative à la climatisation. Parmi les moyens de production d’air frais, on compte :

  • Les pompes à chaleur réversibles : elles prélèvent la chaleur du bâtiment, le refroidissent et rejettent alors la chaleur dans le sous-sol ;
  • Le géocooling : cela veut dire que l’on produit de l’air frais sans recourir à une pompe à chaleur. En été, la température du sous-sol est assez basse pour que le bâtiment soit rafraîchi naturellement et directement. Un échangeur de chaleur et une pompe de circulation sont suffisants pour alimenter le circuit des émetteurs ;
  • Le puits climatique : des tubes enterrés à une profondeur comprise entre 1,5 et 3 mètres peuvent faire circuler l’air extérieur et l’insuffler à l’intérieur du bâtiment. En été, l’air extérieur est plus chaud, il se refroidit en entrant dans la pièce et en hiver, l’air extérieur est plus frais et se réchauffe en entrant dans la maison.
géothermie

Quelles sont les composantes du système géothermique ?

Le système géothermique est composé de trois éléments distincts :

  • L’échangeur de chaleur souterraine ;
  • La pompe à chaleur ;
  • Le système de distribution de chaleur.

Y a-t-il des systèmes géothermiques différents ?

Oui, il existe divers systèmes géothermiques ! Plus ou moins sophistiqués, ils n’ont pas tous la même fonction :

  • Les systèmes avec boucle fermée verticale : captent la chaleur du sol à une profondeur très importante ;
  • Les systèmes avec boucle ouverte : peuvent saisir la chaleur dans un lac ou une nappe phréatique à l’aide de deux puits ;
  • Les systèmes avec puits à colonne permanente, dits PCP : peuvent saisir la chaleur dans un lac ou une nappe phréatique à l’aide d’un seul puits ;
  • Les systèmes à boucle fermée horizontale : captent la chaleur du sol en surface.

La production d’électricité avec la géothermie

La garantie d’une électricité en continu

Contrairement aux autres énergies renouvelables, comme l’énergie solaire, éolienne ou hydraulique, l’électricité produite grâce à la géothermie est dite « en base ». Cela signifie qu’elle peut être produite 24 h/24 durant toute l’année. C’est un aspect particulièrement pratique pour les gestionnaires de réseau électrique comme Enedis.

Une électricité prélevée majoritairement dans des réservoirs naturels

Les ressources géothermiques sont naturellement localisées dans des endroits spécifiques. Il s’agit, pour la plupart, de réservoirs naturels situés dans des zones de volcanisme actif ou récent.

La situation géothermique en France

Combien y a-t-il de centrales géothermiques en France ?

Aujourd’hui 90 pays utilisent la géothermie dans le monde entier. Certains y puisent jusqu’à 22 % de leur production nationale. La France fait partie des 20 premiers pays producteurs d’électricité géothermique ! La France présente certaines qualités territoriales qui rendent possible la géothermie, ce n’est pas le cas de tous les pays.

Ainsi, il ne faut pas confondre installations géothermiques et centrales géothermiques. La France possède plusieurs centrales produisant de l’électricité géothermique de façon industrielle.

Tout d’abord, il faut mentionner la centrale de Bouillante en Guadeloupe, mise en place en 1986. Elle est dotée d’une puissance de 15,5 MWe et a produit 6 % de l’électricité totale sur l’île en 2019.

Concernant la géothermie de surface, la France possède une centrale géothermique à Soultz-Sous-Forêts, dans le Bas-Rhin produisant 12 GWh électriques par an. Cette centrale fut la centrale pilote pendant plus de vingt années de recherches avant d’être transformée en centrale à vocation industrielle en 2016.

Depuis juin 2016, la centrale de Hatten-Rittershoffen a été inaugurée, il s’agit de la première centrale au monde de géothermie profonde recourant au système ECS, rendue possible par Soultz-Sous-Forêts.

Les sites les plus recherchés en France pour leurs propriétés compatibles avec la géothermie sont : l’Allier, l’Aquitaine, l’Auvergne et le Puy-de-Dôme.

De nouveaux projets sont en cours d’étude, notamment en Alsace. Ils pourront aussi bien se concentrer sur la production d’électricité que couvrir à la fois la production de chaleur et d’électricité.

L’objectif pour 2023 est de réussir à produire 2,9 TWh (Térawatt-heure), ce qui veut dire 2,9 milliards de kWh, sur le territoire français.

Quels sont les avantages et les inconvénients de la géothermie ?

Les avantages de la géothermie

Voici les avantages de la technique de la géothermie par rapport aux autres énergies. C’est :

  • Une énergie verte : non polluante et cela aussi bien sur le plan écologique (elle produit peu de CO2) que sonore ;
  • Une énergie qui occupe peu d’espace en surface : la technique de la géothermie est avant tout souterraine ;
  • Une énergie locale et réputée inépuisable : continue tout au long de l’année, elle ne subit pas de changements avec les variations saisonnières et météorologiques, comme peut le faire l’énergie solaire ou éolienne.

Les inconvénients de la géothermie

On compte malgré tout quelques inconvénients à l’usage de la géothermie en France :

  • Le risque de secousses sismiques : les forages profonds sont réalisés en creusant à l’intérieur de la croûte terrestre et doivent être surveillés afin de ne pas provoquer de fracturations hydrauliques de la roche et à terme, des tremblements de terre ;
  • La complication pour le mode de transport : le transport de la chaleur n’est pas facile si les zones à alimenter ne se trouvent pas à proximité directe des forages, car beaucoup de pertes thermiques peuvent avoir lieu sur de longues distances. Deux options sont à considérer pour répondre à ce problème : alimenter un circuit local ou construire un large réseau de distribution de chaleur pour la région.

Foire Aux Questions (FAQ)

Est-ce que la géothermie est une énergie renouvelable ?

Oui, il s’agit d’une énergie renouvelable, car elle se sert d’une ressource naturelle (la chaleur présente dans la croûte terrestre) pour produire de l’électricité ou tout simplement de la chaleur ou du frais, et elle est classée dans les énergies à faible émission de gaz à effet de serre (GES).

Quand a-t-on utilisé la géothermie pour la première fois en France ?

La première utilisation de la géothermie en France remonte à l’année 1985. C’est la source de chaleur de Chevilly-Larue, Île-de-France, qui a été utilisée afin d’apporter chauffage et eau chaude sanitaire à plus de 20 000 habitations et bâtiments publics alentour.

Combien coûte une installation géothermique ?

En tant que particulier, vous devez tout de même débourser plusieurs milliers d’euros pour investir dans une installation géothermique. On estime que le coût d’installation par mètre carré chauffé oscille entre 200 et 250 €. Votre choix se portera vraisemblablement vers un puits bioclimatique ou une pompe à chaleur géothermique. Pensez bien à mener une étude sur votre terrain auparavant pour vérifier que votre sol est adapté.