géothermie : la production d’électricité géothermique

La géothermie est une énergie renouvelable bien connue pour son utilisation comme chauffage et un peu moins pour sa production d’électricité. C’est bien dommage car elle possède de nombreux atouts pour produire des MegaWatt d’électricité sans combustible, à faibles coûts et proprement.

Dessin géothermie de haute énergie

I. Histoire de la géothermie.

L’énergie thermique de la chaleur de la terre est utilisée depuis la nuit des temps, mais la géothermie de haute énergie, qui produit de l’électricité, existe seulement depuis le début du siècle précèdent. Avant les hommes se contentaient d’utiliser les sources d’eau chaude ou plus rarement l’eau sous pression des geysers ou des fumerolles qu’ils utilisaient pour le chauffage, la cuisson d’aliments ou les thermes.
Le premier a avoir produit un courant électrique à partir de la géothermie est Ginori Conti en 1904 à Larderello (Italie). La géologie exceptionnelle de ce site est  connue pour ses sources géothermales et son activité volcanique depuis l’époque romaine.
C’est aux USA, pus exactement en Californie, en 1960, que la première grande installation industrielle de géothermie est construite. Elle a une capacité de 11 MégaWatt, même si une installation plus petite avait déjà été construite aux USA en 1921 d’une capacité de 250 KW, elle était alors insuffisamment rentable.
En 1970, la Geothermal Resources Council est créée,  c’est un regroupement des professionnels de la géothermie.
En Californie, de 1987 à 1989, la plus grande installation géothermique au monde est construite. The geyser atteint un maximum de capacité de  MegaWatt, aujourd’hui elle a une capacité de 750 MW.
Durant le premier et le second choc pétrolier, la géothermie connaît sa première vague d’exploration et de forages de grande ampleur. Elle tombe ensuite dans l’oubli avec la chute du prix du baril de pétrole. Elle revient au premier plan aujourd’hui avec les inquiétudes énergétiques et les problèmes liés à la pollution.
L’Italie et les USA sont les deux acteurs historiques de la géothermie, ils gardent encore aujourd’hui une place importante dans la production d’électricité géothermique. L’Italie est le 5éme producteur mondial quant aux USA, ils sont le premier producteur mondial avec plus de 2500 MegaWatts de puissance de production. Entre les USA et l’Italie, on trouve les Philippines, l’Indonésie et le Mexique. Les deux îles volcaniques que sont l’Islande et la Nouvelle Zélande, sont derrière l’Italie en terme de production géothermique.

II. Le principe de la géothermie pour produire de l’électricité.

Il y a trois types de géothermie :

  1. La géothermie de basse énergie (en dessous de 100 degrés) qui par simple transfert thermique permet le chauffage des habitations.
  2. La géothermie de moyenne énergie utilisée pour chauffer les habitations collectives en milieu urbain comme à Reykjavík (Islande), le chauffage de serres et la pisciculture.
  3. La géothermie de haute énergie (haute température, au-dessus de 100 degrés), elle est utilisé pour produire de l’électricité à partir de vapeur.

L’installation géothermique qui nous intéresse n’est pas celle de la maison du voisin, mais la géothermie qui peut fournir de l’électricité à plusieurs dizaines de milliers de maisons comme celle du voisin.
La géothermie de haute énergie utilise la chaleur de l’écorce terrestre pour produire de la vapeur, celle-ci fait tourner une turbine. A partir d’un alternateur, l’électricité est produite. L’eau refroidie est ensuite réinjectée dans le sous-sol pour renouveler le réservoir d’eau et ainsi être à nouveau réchauffée à haute température, au dessus de 100 degrés.
Le principal atout de la géothermie est d’avoir un coût de production du Méga Watt d’électricité extrêmement bas. Le faible coût de production du MégaWatt permet à la géothermie d’être dans peloton de tête des énergies au coude à coude avec les projets les plus rentables de l’hydroélectricité, de l’éolien et même des centrales à charbon, au fuel, à gaz et le nucléaire.
Les installations géothermiques ne peuvent être installées n’importe où, il faut des sites favorables pour  que la chaleur soit plus proche de la surface de l’écorce terrestre. On évite ainsi de coûteux forages en permettant d’atteindre plus facilement les réservoirs d’eau chaude.
Dans ce domaine, les USA sont à la géothermie ce que l’Arabie Saoudite est au pétrole, les premiers au monde en terme de capacité, de développement, de technologie et d’investissements. Il existe aujourd’hui sur la côte ouest des USA de très belles opportunités d’investissements dans ce secteur et une volonté politique qui va très probablement encore s’amplifier avec le nouveau président.

III.L’avenir de la géothermie.

L’approche du pic de production du pétrole et la nécessité de lutte contre la pollution bouleversent le monde de l’énergie. Les énergies fossiles (gaz, charbon) et l’uranium deviennent plus attractifs avec la hausse du prix du pétrole. Dans ce contexte, les énergies renouvelables, appelées aussi énergies vertes, deviennent encore plus intéressantes par leur absence de consommation de combustible  et les rejets limités. La viabilité industrielle de la production d’électricité géothermique fait ses preuves depuis 50 ans, mais ses particularités techniques font qu’elle reste un peu dans l’ombre des autres énergies renouvelables, cela ne devrait pas durer éternellement.
Les ressources géothermiques inexploitées sont énormes, mais leurs répartitions à la surface de la terre sont inégales. Elles suivent le plus souvent les grandes failles sismiques de l’écorce terrestre ou elles se situent dans des régions volcaniques. Ainsi certaines régions du monde sont favorisées naturellement, elles devraient tôt ou tard prendre conscience de l’immense avantage qu’elles peuvent obtenir de leur sous-sol avec la production d’électricité par la géothermie.
Voici le graphique de la production électrique aux USA depuis 1949, remarquez la régularité de la croissance, c’est à peine si l’on arrive à déceler la présence du premier et du second choc pétrolier.

La production d'éléctrcité au USA de 1949 à 2007

La géothermie produit de  l’électricité propre à faible coût, sur fond de pic mondial de production de pétrole, de demande mondiale d’électricité en constante augmentation, de lutte contre la pollution et d’indépendance énergétique. La géothermie a donc de nombreux atouts.
La prochaine vague de hausse du secteur de l’énergie va, comme la précédente, être favorable à la géothermie et il me semble que le temps est venu de s’intéresser à ce secteur à la fois défensif et plein d’avenir.

Dr Thomas Chaize

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