Dossier : Qu’est-ce que la géothermie ?

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La géothermie profonde de basse énergie

Le principe est le même que pour la géothermie de très basse énergie, mais les forages sont plus profonds, entre 200 et 2 500 mètres, et la température de l’eau supérieure, généralement entre 30° et 90 °C. L’eau géothermale est captée puis réinjectée dans le sous-sol via deux forages, qui forment un « doublet ». Cette technique permet de chauffer des quartiers de milliers d’habitants ou des parcs industriels.

fr- La géothermie basse énergie : le chauffage
La géothermie permet de chauffer, entre autres, des serres, comme ici à Aigueperse, en Auvergne (France). © STF / AFP

La méthode de géothermie profonde

La géothermie profonde permet de chauffer des quartiers entiers ou des parcs industriels.

Dans ces installations, l’eau est collectée dans des nappes ou des aquifèresUn aquifère est une formation géologique (ou une roche) réservoir contenant une nappe d'eau souterraine... et remontée à la surface grâce à un premier tube. Elle transmet ses calories au réseau local via un échangeur de chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière... . Un réseau de canalisations organisé en surface permet de distribuer la chaleur dans des sous-stations au pied de chaque bâtiment du quartier ou du parc. L’eau repart dans le sous-sol par un deuxième forageUn forage consiste à creuser un trou dans le sous-sol grâce à une machine adaptée... .

Il faut veiller à ce que les forages soient, au niveau de la nappe, écartés de quelques centaines de mètres afin que l’eau refroidie ne viennent pas directement sur la source chaude, au risque de l’épuiser. Il faut également souvent prendre des précautions pour que l’eau des nappes profondes, généralement très salée, ne provoque par une corrosionAltération d'un matériau sous l'effet de facteurs physiques ou physico-chimiques... rapide des tuyauteries.

Cette technique présente plusieurs avantages. L’installation en surface occupe peu d’espace, ne dégage aucun polluant, est insonore et ne consomme pas d’eau. Elle est d’une maintenance facile. Une fois assuré l’investissement initial pour le forage et le réseau de chaleur urbain, le coût d’exploitation est très faible pour une période de 50 ans environ.


Deux exemples en région parisienne.

- Le quartier de Clichy-Batignolles à Paris.
(Voir le décryptage : Clichy-Batignolles : un écoquartier à Paris). Pour assurer un chauffage durable de ce nouveau quartier, l’installation utilise la grande nappe souterraine de l’Albien, qui s’étend à 600 mètres de profondeur, qui est la réserve d’eau potable de Paris en cas d’urgence. L’eau remonte à une température de 30 °C, donc le niveau bas pour ce type de géothermieLe terme géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes au globe terrestre... . Des pompes à chaleur la rehausse à 65 °C. Elle retombe à 12 °C quand elle repart dans le sous-sol. Les deux forages sont distants de 650 m au niveau de la nappe.

- L’aéroport d’Orly. 
Depuis 2010, un doublet géothermique a été mis en place sur l’aqujifère du Dogger, à près de 1 800 mètres de profondeur. L’eau, qui est captée à 74 °C, à un débit de 300 m3 par heure, transmet sa chaleur à un circuit de tuyaux qui chauffent une partie des installations de l’aérogare et des bâtiments tertiaire). Elle repart dans le sol à 35 °C environ. La puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... thermique délivrée par l’installation est de 10 MW. On estime qu’elle permet de réduire la consommation de combustibleUn combustible désigne tout composant ou matière solide, liquide ou gazeux susceptible de se combiner à un oxydant... fossile de 4 000 tonnes équivalent pétroleLa « tep" est l'unité de mesure énergétique correspondant à l’énergie fournie par la combustion d’une tonne de pétrole... (tep) par an.


La géothermie de moyenne énergie

Au-delà de 90 °C, la géothermie (quelquefois appelée « de moyenne énergie ») trouve des applications industrielles particulières, comme le séchage des textiles, la fabrication de pâte à papier ou le traitement de la biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale... . Quand la température arrive dans la zone des 150 °C, la production d’électricité devient possible.
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