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Quelques sites intéressant pour mieux comprendre le principe d'installation de la Géothermie dans sa maison:
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Kevin Schafer/ALLSTOCK, INC.Lac de boue bouillante (Islande) Encyclopédie Microsoft ® Encarta ® 2002. © 1993-2001 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.
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 Qu'est-ce-donc?
Géothermie, science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre. La géothermie tente d’intégrer les données géophysiques, géochimiques et géologiques dans des modèles, afin de reproduire et de comprendre la mécanique thermique de la croûte terrestre. Son application pratique principale est la recherche de concentrations naturelles d’eau chaude, utilisées pour produire de l’électricité, comme moyen de chauffage ou comme source de chaleur dans certains procédés industriels.
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Histoire:
Le premier réseau connu de distribution de chaleur géothermique se situe en France à Chaudes-Aigues (Cantal). Un manuscrit datant de 1334 fait allusion à une distribution d’eau chaude naturelle dans les maisons de ce bourg. C'est d’ailleurs la source naturelle la plus chaude d'Europe (82 °C). Dès cette époque, la distribution de l’eau chaude s’effectua à l’aide de tuyaux de bois de pin, creusés dans leur longueur à l'aide d’une longue tarière et emboîtés les uns dans les autres.
En 1827, François Larderel, Français émigré en Italie, remplaça le bois de chauffage par la vapeur naturelle. Celle-ci étant insuffisante, Larderel entreprit en 1833 le premier forage géothermique pour obtenir davantage de vapeur à une température supérieure. Les travaux de Larderel furent poursuivis par le prince Pierro Conti en Toscane : en 1904, il alluma cinq ampoules électriques au moyen d’une dynamo entraînée par une turbine à vapeur géothermique.
ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE
Sources géothermiques
La température augmente à fur et à mesure que l’on s’enfonce dans le sol terrestre, exception faite des quelques dizaines de mètres qui subissent des contraintes extérieures périodiques (rayonnement solaire par exemple). À l’exception des sources thermales naturelles, le flux géothermique est beaucoup trop faible à la surface pour être exploité directement. L’énergie géothermique est transférée à la surface de la Terre par diffusion dans des milieux géologiques particuliers, par les mouvements de convection du magma lorsque celui-ci effleure la surface, et par la circulation d’eau chauffée en profondeur, et remontant par une cheminée restée perméable dans le plan d’une faille. L’eau chaude qui atteint la surface terrestre apparaît sous la forme de sources chaudes, de geysers et de fumerolles. La puissance géothermique de la Terre est estimée à plus de 30 milliards de kilowatts par an.
Moyens de production
La crise pétrolière des années 1970 suscita d’importantes recherches en géothermie. Certaines sources géothermiques connurent un développement opérationnel (utilisation des aquifères profonds, emploi des pompes à chaleur sur nappe). D’autres font encore l’objet de recherches en amont, comme l’extraction de la chaleur des roches compactes profondes et de celle des volcans. Dans les centrales électriques, la production de vapeur à partir des fluides naturellement chauds, qui existent dans les systèmes géothermiques, est une alternative à la production de vapeur sous pression produite en brûlant les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbons et hydrocarbures) ou en utilisant l’énergie nucléaire. Dans les systèmes géothermiques, les forages sont réalisés à des profondeurs pouvant dépasser 3 000 m, atteignant des concentrations d’eau et de vapeur chauffées par des magmas situés encore plus en profondeur. La vapeur est purifiée à la tête du puits avant d’être transportée par de grandes canalisations isolées jusqu’aux turbines.
Les fluides géothermiques sont également utilisés pour chauffer des groupes de bâtiments à Budapest, à Paris, en Islande, à Reykjavík et dans bien d’autres villes.
La plus grande centrale électrique construite au début des années 1990, et utilisant l’énergie géothermique, se trouve aux États-Unis, dans le nord-est de la Californie. Cette centrale, appelée The Geysers, avait une capacité de production d’environ 1 400 MW, assez pour satisfaire la plus grande partie de la demande en électricité de la ville de San Francisco, située à 170 km au sud. Toutefois, sa production diminue chaque année. Une nouvelle technique pour exploiter l’énergie géothermique a été testée au Nouveau-Mexique : il s’agit de forer dans de la roche chaude et sèche située au-dessus d’un système volcanique au repos, en fracturant la roche compacte pour qu’un liquide puisse y circuler, et en injectant de l’eau qui revient sous forme de vapeur surchauffée. Selon ce principe, le prototype de Los Alamos fut construit en 1992 au Nouveau-Mexique. Il constitue un échangeur thermique souterrain à 3 600 m de profondeur, récupérant une eau à 180 °C en sortie, avec une production de 4 MW. Des problèmes liés aux pompes ont compromis ce projet. Cette technique, ainsi que les études pour l’exploitation de l’énergie volcanique, font toujours l’objet de recherches poussées.
Formes d’énergie géothermique
En géothermie, on exploite la chaleur du fluide soit directement, pour le chauffage de locaux ou la production d’eau chaude sanitaire par exemple, soit indirectement en produisant de l’énergie électrique. On distingue la géothermie basse énergie (production de chaleur) de la géothermie haute énergie (production d’électricité), la frontière entre les deux — un peu arbitraire — correspondant à la température sous laquelle on ne peut produire de l’électricité avec un rendement suffisant, soit entre 120 °C et 180 °C. La géothermie n’est économiquement intéressante que pour des situations géologiques particulières combinées à des états de surface adéquats. Les différentes formes d’énergie géothermique connaissent donc des développements différents selon les régions, les caractéristiques géologiques des ressources géothermiques et les aspects technico-économiques de l’utilisation de l’énergie. C’est pourquoi on classe généralement les énergies géothermiques en quatre catégories.
Géothermie haute énergie
La géothermie haute énergie (150 °C-320 °C) n’est exploitable que dans des régions géologiques particulières présentant par exemple une convection magmatique qui réchauffe les réservoirs d’eau superficiels. Elle est généralement utilisée dans des régions volcaniques comme aux Philippines, en Indonésie, en Amérique du Nord ou encore en Guadeloupe. En 1995, la capacité de production dans le monde était d’environ 5 800 MW dont 46 p. 100 aux États-Unis et 15 p. 100 aux Philippines.
Géothermie moyenne énergie
La géothermie moyenne énergie (90 °C-150 °C) correspond à l’exploitation de la chaleur des nappes profondes dans des régions géologiques présentant un gradient de température non particulier comme dans le cas précédent. Après forage, on injecte dans le sol un fluide calorifuge, tel que le fréon ou l’ammoniac, qui est chauffé et ramené à la surface où on l’utilise pour chauffer des bâtiments, produire de l’eau chaude sanitaire. Le principe est identique à celui d’une machine frigorifique fonctionnant à l’envers. Ces installations ne sont généralement pas économiques. On trouve par exemple de tels dispositifs en France, dans l’ex-URSS, en Indonésie et dans bien d’autres pays.
Géothermie basse énergie
La géométrie basse énergie (50 °C-90 °C) est beaucoup plus répandue que les précédentes, elle peut être exploitée dans les régions à gradient de température normal, où des formations géologiques adéquates existent à des profondeurs suffisantes pour atteindre les températures recherchées, comme dans les bassins sédimentaires (fluides à 60 °C-80 °C, en moyenne). On creuse un forage qui permet d’atteindre une nappe d’eau chaude ; la profondeur des nappes exploitables varie entre 800 et 3 000 m selon les régions. On récupère cette eau pour le chauffage urbain, par exemple, puis on la réinjecte dans le forage de manière à préserver la pression du gisement et son exploitation à long terme, mais surtout pour protéger l’environnement géothermique. La production annuelle de cette énergie en 1990 était de 0,650 million de tep (tonnes équivalent pétrole) au Japon, 0,230 en France et 0,195 en Islande.
Géothermie très basse énergie
La géothermie très basse énergie (12 °C-50 °C) a des caractéristiques identiques à la précédente. Elles en diffèrent toutefois par la profondeur beaucoup plus faible de la source géothermique (de 0 à 1 000 m). Le forage est donc plus rapide et moins coûteux. De plus, il n’est pas toujours nécessaire de réinjecter le fluide calorifuge, l’installation est donc moins complexe. Cette énergie, si elle a surtout été utilisée pour chauffer des serres en agriculture ou de petits groupes d’habitations, est maintenant entrée dans le domaine du chauffage individuel des maisons neuves.
Production mondiale
Dans le monde entier, la capacité de production des installations géothermiques était d’environ 5 800 MW en 1990, plus de 6 700 MW en 1995, et on prévoit qu’elle sera de l’ordre de 10 000 MW en l’an 2000. Les États-Unis sont les premiers producteurs d’énergie géothermique, avec 2 817 MW en 1995, suivis par les Philippines (1 190 MW), le Mexique (753 MW), l’Italie (630 MW), le Japon (414 MW) et l’Indonésie.
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