Centrales géothermiques

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CENTRALES GEOTHERMIQUES
FONCTIONNEMENT
PRODUCTION
TRANSPORT / DISTRIBUTION
ENVIRONNEMENT
ENJEUX SOCIO-ECONOMIQUES
FONCTIONNEMENT
L’énergie géothermique (du grec géo = la terre et thermie = la chaleur) désigne l’énergie provenant de la
chaleur naturelle présente dans la croûte terrestre et dans les couches superficielles de la terre.
On distingue trois types de géothermie :
• la géothermie peu profonde à très basse température (inférieure à 50°C)
• la géothermie profonde (jusqu’à 2000 m) à basse énergie (50 à 100°C), moyenne (100 à 150°C) ou haute
énergie (contexte volcanique, supérieure à 150°C)
• la géothermie très profonde (de 5000 à 10000 m) à très haute température (jusqu’à 300°C)
La géothermie de basse et très basse énergie est utilisée pour alimenter les réseaux de chaleur (chauffage
urbain).
La géothermie moyenne et haute énergie permet la production d’électricité.
Comment ça marche
Le principe d’une centrale géothermique est d’extraire la chaleur contenue dans le sol, soit pour l’utiliser sous
forme de chauffage (réseau de chaleur), soit pour la transformer en électricité, ou les deux à la fois, c’est dans ce
cas de la cogénération.
En haute et très haute énergie, la vapeur jaillit avec assez de pression pour faire tourner une turbine, afin de
produire l’électricité.
En moyenne énergie, la production d’électricité nécessite une technologie utilisant un fluide intermédiaire :
on fait circuler un fluide dans les profondeurs de la terre, que l’on chauffe avec l’eau géothermale. Ce fluide
se charge en énergie thermique, entre en ébullition et se vaporise, faisant tourner une turbine dont le
mouvement, transmis à l’alternateur, produit de l’électricité.
Une centrale géothermique est donc une centrale thermique.

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PRODUCTION
Puissance produite
Sur un site idéal, la géothermie profonde haute température permet des puissances installées de 5 MW.
La cogénération permet de coupler la centrale électrique à un réseau de chaleur, et de produire un bonus de 10 à
15 MWth de chaleur.
Contraintes géographiques
La chaleur géothermique est présente partout dans le monde (bassins sédimentaires ou régions volcaniques).
Elle est stockée dans les roches et les eaux souterraines.
Cependant, selon les configurations des sites géologiques, elle n’est pas forcément accessible, ou en quantité
suffisante.
Les sites les plus intéressants à exploiter pour la production électrique sont ceux fournissant de grandes
quantités d’énergie thermique. Ils sont situés soit en milieu volcanique, soit sur des sites géologiques permettant
d’exploiter la technique des roches chaudes fracturées.
Exploitation
Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie de profondeur présente l’avantage de ne pas
dépendre des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent). C’est donc une source d’énergie exploitable en
continu, dont la production est réglable.
Si les coûts de production restent plus élevés que ceux des énergies fossiles, le développement technologique
de la filière permettra de les réduire à l’avenir.

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TRANSPORT / DISTRIBUTION
En sortie de centrale, un transformateur élève la tension pour la transporter dans les lignes en haute ou très
haute tension.
ENVIRONNEMENT
Ressources
La géothermie est une énergie renouvelable, dont les ressources sont considérables.
Les réserves ne s’épuisent pas au fur et à mesure que l’on s’en sert. La chaleur est stockée dans la roche (les
gisements de roches chaudes et sèches représentent la majeure partie du potentiel géothermique mondial). L’eau,
qui permet de capter la chaleur et de la remonter en surface, se renouvelle soit naturellement, par ruissellement
des eaux de surface, soit grâce à la technologie, par injection artificielle.
Pollution
Une centrale géothermique produit peu de rejets, les technologies actuelles de réinjection des fluides
géothermaux dans les réservoirs dont ils sont issus permettent même de les réduire à néant.
L’électricité géothermique est donc une énergie propre, qui ne contribue pas au dérèglement climatique.
Impacts sur la santé et la biodiversité
L’exploitation de l’énergie géothermique pour la production électrique repose en partie sur une technologie haute
énergie, dite “sur roches chaudes fracturées”. La chaleur emmagasinée dans la roche ne pouvant être captée en
l’absence d’eau, on injecte de l’eau dans les roches fracturées, afin de créer des réservoirs artificiels.
Au-delà de nécessiter des quantités d’eau importantes, l’injection d’eau sous pression entraîne des « micro-
séismes », souvent faibles et non ressentis en surface.
Solutions pour limiter les impacts
Des études sur les risques environnementaux sont menées sur les sites en expérimentation.
Les évènements micro-sismiques sont analysés afin d’adapter les conditions d’exploitation de la centrale
et réduire le risque. L’injection de produits chimiques à la place de l’eau est une des solutions qui permet de les
limiter.
Les fluides qui circulent dans la roche profonde peuvent remonter des particules radioactives issues de la
radioactivité naturelle de la roche. Le contrôle et le traitement de ces déchets sont assurés en collaboration avec
l’ASN, afin de garantir la sécurité du site.

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ENJEUX SOCIO-ÉCONOMIQUE
Impacts socio-économiques
Pour la production électrique, les coûts de production restent plus élevés que ceux des énergies fossiles, mais
comparables à ceux des autres énergies renouvelables. Un fort développement technologique de la filière
permettra de les réduire à l’avenir.
Pour la production de chaleur, la géothermie associe performance énergétique et économique, à condition
que les sites de production soient proches des lieux de consommation (le transport de la chaleur sur de longues
distances génère des pertes thermiques importantes).
Combinée à la réduction de la consommation par l’isolation, la géothermie est une solution d’avenir pour la
rénovation de l’habitat et du bâtiment (chauffage et eau chaude sanitaire).
Renouvelable, locale, indépendante des conditions météorologiques, et respectueuse de l’environnement,
cette énergie présente de nombreux atouts pour atteindre les objectifs du développement durable.
Perspectives d’avenir
La production de chaleur, qui permet d’utiliser les ressources de basse énergie présentes sur la quasi-totalité
du territoire français, est la principale voie de développement de la géothermie : pompe à chaleur pour
l’habitat individuel, chauffage et climatisation de bâtiments, mini réseaux de chaleur (piscines, serres, applications
industrielles), ou grands réseaux de chaleur urbains.
Pour la production électrique, la géothermie profonde haute énergie a un potentiel énorme. En France, il a été
estimé par l’AFPG (Association française des professionnels de la géothermie) à 80 MW d’ici 2020, grâce à la
géothermie profonde à haute énergie. La puissance installée était de 17,2 MW en 2011.
La géothermie pourrait avoir un rôle à jouer dans le captage et le stockage du CO2. Des recherches sont
menées afin de créer des dispositifs permettant la réinjection du CO2 dans le sous-sol (aquifères profonds des
bassins sédimentaires), en même temps que l’extraction de l’eau chaude géothermale.