Les énergies de demain ...
La géothermie ou l'énergie de la Terre
18/05/2013 11:41L'essentiel de la chaleur dégagée par la Terre provient de la radioactivité. C'est l'énergie nucléaire produite par la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium.
Ce flux géothermique est si faible à la surface du globe qu'il ne peut être directement capté. En fait, on exploite la chaleur accumulée, stockée dans certaines parties du sous-sol via des nappes d'eau. Cette eau est alors captée au moyen de forages. On véhicule ainsi la chaleur emmagasinée vers la surface. Le flux géothermique est particulièrement intense sur toute la côte ouest de l'Amérique, sur la côte est de l'Asie, ainsi que sur la "ceinture de feu" qui borde l'océan pacifique.
La géothermie pour produire de l'électricité
Cette filière concerne la géothermie haute énergie. La production d'électricité géothermique consiste à convertir la chaleur des nappes aquifères à haute température (de 150 à 350°C) à l'aide de turboalternateurs.
La première centrale géothermique a été construite en 1904 sur le site de Larderello en Italie.
La technologie du cycle binaire
Mis au point au début des années 80, le principe de production binaire d'électricité géothermique repose sur l'utilisation de l'eau des nappes aquifères pour chauffer un fluide intermédiaire (isobutane, isopentane, ammoniac) dont la propriété est de se vaporiser à une température inférieure à celle de la nappe. Il est donc possible de produire de l'électricité via cette vapeur pour des températures d'eau avoisinant les 100°C. Cette technologie devient l'un des systèmes les plus diffusés dans le monde.
La géothermie basse énergie
Les ressources géothermales dites de "basse énergie" se caractérisent par une température comprise entre 30 et 150 °C.
Elles se rencontrent normalement à une profondeur moyenne de 1 000 à 2 500 m dans des formations rocheuses et perméables remplies d'eau, situées principalement dans des bassins sédimentaires de très grandes dimensions. C'est le cas de l'aquifère du "Dogger" présent à 1 700 m sous le bassin parisien, qui présente une température variant entre 60 et 85°C.
D'autres nappes sont situées à moins de 100 mètres de profondeur mais leur température n'excède alors guère 30°C. Dans ce cas, l'eau chaude peut être envoyée directement dans les radiateurs lorsqu'elle est suffisamment pure et à des conditions de températures adéquates, sinon on utilise des pompes à chaleur géothermales (PACG).
On distingue également :
- la géothermie sur nappe, avec deux forages sur une nappe phréatique à 8-10 m de profondeur
- le système rateau : des câbles sont enterrés horizontalement à faible profondeur (0,6 à 1,2 m) pour capter le rayonnement solaire qui chauffe le sol. On estime la surface nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface habitable pour chauffer sa maison individuelle, ce qui implique donc un grand terrain.
Enfin, les coûts de fonctionnement sont extrêmement bas : de 0,3 à 0,6 centimes d'euros le kw par heure.
Schéma d'une installation-type de géothermie
Cette installation comprend :
- un puits de pompage,
- un puits de réinjection,
- des échangeurs pour prélever les calories
- un réseau de distribution.
Domaines d'applications
Chauffage de logements, de bâtiments (60 à 80°C), serres (30°C), piscicultures (30°C), élevages d'animaux, séchage de produis agricoles, mise hors gel des routes (serpentins d'eau chaude sous le bitume à 30°C), climatisation ou réfrigération... Plus de deux millions de pompes à chaleur géothermale sont utilisées dans 30 pays pour le chauffage et la climatisation de bâtiments.
La géothermie moyenne énergie
Elle exploite des gisements d'eau chaude sous pression dont la température est comprise entre 90° et 180°C. Ces gisements peuvent se trouver dans des contextes géologiques propres à des profondeurs inférieures à 1000 m ou bien dans les bassins sédimentaires entre 2000 et 4000 m.
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