La géothermie pour produire de l'électricité

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Christian Weiss / ADEME

D’où vient cette chaleur ?

Dans certains lieux, le flux de chaleur est plus élevé qu’ailleurs. Ce phénomène s’explique : le magma est parvenu à remonter vers la surface, en réchauffant au passage les roches qui l’entourent. La litosphère (l’écorce et la couche supérieure du manteau) est fragile et n’est pas une surface homogène. Elle est constituée de douze plaques principales et plusieurs autres petites. C’est à la frontière de ces plaques (et plus généralement dans les zones fragiles de l’écorce) que le magma peut se glisser et remonter. C’est ce qui se passe avec les geysers, les volcans et les sources chaudes.

Et avec de telles températures (plus de 200° C), il est possible de produire de l’électricité !

 

Comment la récupérer pour faire de l’électricité ?

Il y a deux méthodes pour produire de l’électricité grâce à la chaleur du sous-sol : par la géothermie naturelle à haute énergie (exploitation de l’eau chaude présente dans le sous-sol à haute température) et par le système géothermique stimulé (injection d’eau dans des roches chaudes fracturées).

La géothermie naturelle à haute énergie

La chaleur terrestre n’est pas exploitable partout de la même façon. Dans les zones volcaniques, à la frontière des plaques lithosphériques, la chaleur du centre de la Terre remonte et réchauffe de gigantesques poches d’eau.

L’eau est alors présente dans le sous-sol sous forme liquide ou sous forme de vapeur. Cette vapeur va permettre de faire tourner une turbine, qui, accouplée d’un alternateur, produira de l’électricité.

 

Le système géothermique stimulé

L’enjeu de cette technologie est de produire de l’électricité par la géothermie profonde à haute température à partir de roches sèches (la première méthode consiste à produire de l’électricité en utilisant l’eau stockée dans le sous-sol). Elle est appelée "système géothermique stimulé" car l'eau chaude n'est pas directement prélevée du sous-sol, mais injectée dans le sous-sol pour y être réchauffée.

Voici le principe : on creuse un puits dans lequel on injecte de grandes quantités d’eau. Elle s’infiltre en profondeur et se réchauffe au contact de la roche. Puis elle est captée grâce à des pompes par deux autres puits. Une fois en surface, cette eau chaude cède sa chaleur (via un échangeur) à un fluide qui se transforme en vapeur. Il monte en pression, ce qui lui permet d’entraîner la turbine qui produit de l’électricité. Pendant ce temps, l’eau du puits qui a cédé une bonne partie de sa chaleur redescend… et c’est reparti pour un tour.

La première centrale de production électrique à partir de la géothermie profonde a été inaugurée à Soultz-sous-Forêts en juin 2008. Elle dispose d’une puissance de 1,5 MW injectée sur le réseau d’électricité de Strasbourg.

Mais ce qui va conditionner le développement de ce système est sa rentabilité économique. Pour l'instant, ce système coûte cher car il nécessite des forages à grande profondeur dans un milieu encore mal connu. 

Ca existe déjà ?

C'est en Italie, à Larderello, que la géothermie produit de l'électricité pour la première fois au monde, en 1904. Le prince Ginori Conti allume symboliquement cinq ampoules, annonçant pour l'année suivante la construction de la première centrale expérimentale de 20 kW.

Depuis, la géothermie à haute température s’est bien développée ! Un peu plus de 350 centrales (géothermie naturelle) ont déjà été construites dans le monde et permettent d’alimenter en électricité 60 millions de personnes environ

 


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