La géothermie

Le principe de la géothermie consiste à capter l'énergie contenue dans la croûte terrestre pour l'utiliser sous forme de chauffage ou d'électricité.
En effet, la température s’accroît en moyenne d’environ un degré tous les 30 mètres, à mesure que l’on s’enfonce sous la terre. Mais dans certaines régions du globe, le magma est tout proche de la surface et la température disponible beaucoup plus élevée.

Capter la chaleur des profondeurs

La géothermie de très basse énergie permet d’exploiter la chaleur naturellement présente dans le sous-sol, de quelques mètres à quelques centaines de mètres de profondeur. Bien que la chaleur souterraine ne dépasse pas 30°C, elle peut être valorisée grâce à une pompe à chaleur.

Comment chauffer une maison ?
Un forage d’une centaine de mètres atteint déjà des roches à 15^oC, ce qui est suffisant pour chauffer une maison individuelle. La sonde prélève les calories du sous-sol. Elle les transmet à la pompe à chaleur qui élève le fluide à une température de 35^oC pour le chauffage au sol de la maison.

Source : www.ader.ch

La géothermie de basse énergie.
Ici la température du sous-sol se situe entre 50 et 100° C. L’eau de la nappe souterraine est pompée et utilisée directement pour des installations thermales, le chauffage urbain ou encore le chauffage de serres. Certaines industries peuvent également exploiter ce type de géothermie.

La géothermie de moyenne et haute énergie.
La chaleur emmagasinée dans le sous-sol (entre 100 et 350^oC) est disponible sous forme de vapeur. Le plus souvent, celle-ci remonte des profondeurs par un jeu de failles et jaillit à l’air libre, comme les geysers d’Islande. D’autres gisements se situent à grande profondeur (entre 1000 et 3000 mètres) dans des zones volcaniques ou morphologiques particulières. Cette énergie sert à faire tourner des turbines pour la production d’électricité.

Les points positifs

• La géothermie est disponible partout, sur tous les continents et à tout moment.
• La cogénération, c’est-à-dire la production d’électricité et de chaleur en même temps, augmente l’intérêt de la géothermie.
• Le coût d’entretien des systèmes géothermiques est peu élevé.
• La durée de vie prévue d’une pompe à chaleur est d’environ 20 ans, celle de la sonde de 50 à 80 ans.

Les inconvénients

• L’investissement de départ est important. En effet, les coûts du forage s’ajoutent à ceux de la pompe à chaleur.
• Les systèmes géothermiques ont besoin d’électricité pour fonctionner. Celle-ci est rarement d’origine renouvelable.
• Le système doit respecter des normes pour éviter un prélèvement trop important de chaleur dans la terre. Ceci afin d’empêcher le gel permanent du sol.

La géothermie dans le monde

Aujourd’hui 21 pays exploitent l’énergie géothermique pour produire de l’électricité avec des gisements dont la température est comprise entre 180 et 350^oC. Les pincipaux producteurs sont les Etats-Unis, les Philippines, l’Indonésie, le Mexique, l’Italie et le Japon.

Quelques exemples

Etats-Unis
Les Etats-Unis, avec 22 sites, sont en tête des pays producteurs d’électricité géothermique. En 2008, la puissance installée totale était de 3000 MW. La Californie, où se trouvent les gisements les plus actifs, produit déjà 5% de ses besoins en électricité à partir de la géothermie.

Philippines
L’énergie géothermique abonde dans tous les pays situés sur l’Anneau de Feu du Pacifique, là où l’activité sismique et les volcans sont très actifs. Les Philippines occupent la deuxième place mondiale derrière les Etats-Unis. 23% de leur électricité est tirée de la géothermie. Ce pays a l’intention d’accroître ses capacités de production pour tirer, dès 2013, 60% de son électricité de la chaleur du sol.

Islande
La capitale de l’Islande, Reykjavik, est alimentée en chauffage par la géothermie depuis 1930. Celle-ci réchauffe même certains trottoirs de la ville !

France
Le centrale géothermique en profondeur de Soultz-sous-Forêts, en Alsace, a produit ses premiers watts en été 2005. Elle fonctionne selon la technologie des « roches chaudes fracturées » (comme le projet Deap Heat Mining en Suisse) en injectant de l’eau à 5000 mètres de profondeur. A sa sortie, la vapeur actionne des turbines conventionnelles.

La géothermie à basse température vise à extraire la chaleur du sous-sol pour l’utiliser comme chauffage. Elle alimente de nombreux pays en chaleur. Mais ce sont la Chine, le Japon, les Etats-Unis, l’Islande et la Suisse qui exploitent aujourd’hui au mieux cette énergie.

Le pays des pompes à chaleur

La Suisse occupe la troisième place en matière de production géothermique par habitant, derrière l’Islande et la Nouvelle Zélande.

C’est en Suisse que l’on trouve le plus de sondes géothermiques et de pompes à chaleur, avec en moyenne une installation tous les deux kilomètres carrés !
Fin 2004, le Groupement suisse des pompes à chaleur (GSP) recensait environ 90’000 pompes à chaleur dans notre pays.

L’Office fédéral de l’énergie a lancé en 1996 le projet Deep Heat Mining (DHM), dont le but est de construire à Bâle une centrale géothermique à grande profondeur.

Il s’agit de créer un échangeur de chaleur dans un massif de roches fracturées à 5000 mètres de profondeur, où le sous-sol se trouve à 200^oC. L’énergie pompée sous la terre fera fonctionner une turbine à vapeur pour produire de l’électricité (3 MW) et de la chaleur (20 MW).

A Bâle, le projet est bien avancé. La mise en production devrait débuter en 2008. Un nouveau site est maintenant à l’étude à Genève.

Récupérer l'eau chaude des tunnels

L’eau peut être utilisée pour chauffer les habitations des consommateurs proches des sorties des tunnels. Actuellement, six tunnels routiers ou ferroviaires (sur un total d’environ 700 ouvrages) récupèrent l’énergie géothermique pour le chauffage à distance de bâtiments publics et privés.

Tirer parti des eaux thermales

A Lavey-les-Bains (VD), l’eau pompée à 600 mètres de profondeur atteint une température de 68^oC. L’exploitation géothermique couvre 95% des besoins en chaleur de l’installation. Après son passage dans les bains, la chaleur résiduelle de l’eau atteint encore 30^oC. Une étude est en cours pour valoriser cette énergie sous la forme de chauffage urbain pour la ville de St Maurice.

SIG soutient la géothermie en offrant à ses clients des conditions spéciales pour la fourniture d’électricité d’une pompe à chaleur (PAC).
L’alimentation la PAC est interrompue pendant les périodes où l’électricité coûte cher, trois heures au maximum par période de 24 heures, dont deux heures consécutives au maximum.
Par ailleurs, SIG est partie prenante du projet Deep Heat Mining, qui exploitera bientôt la géothermie à grande profondeur à Bâle et à Genève.

En installant une pompe à chaleur

De toutes les sources de chaleur géothermiques, ce sont les sondes verticales qui sont les plus efficaces, car elles vont puiser les calories dans le sous-sol tiède. En Plaine, on peut généralement compter sur 50W par mètre de profondeur de sonde, sauf situation géologique défavorable.

Comment procéder à Genève

• Vous pouvez contacter le Service cantonal de géologie ou le Service d’information pour l’environnement et l’énergie pour des renseignements préalables.

• Un forage doit obtenir l’autorisation du DT (Département du territoire).

• Une subvention est octroyée aux installations réalisées sur le territoire genevois pour la reconversion d'un chauffage électrique.