La géothermie profonde

Grand geyser in Yellowstone National park

Ainsi que l’indique le dossier Histoire de la géothermie sur le site du BRGM :
au XIXe siècle, on ne s’est plus contenté d’utiliser l’eau chaude affleurant à la surface. Forts d’une meilleure connaissance du sous-sol et des techniques de forage, on a su faire remonter l’eau artificiellement.
Le premier réseau connu de distribution de chaleur géothermique se situe en France à Chaudes-Aigues (Cantal).
Dès 1330 un réseau de distribution d’eau chaude naturelle alimentait plusieurs maisons de ce bourg.
En Italie, François Larderel, entreprend en 1833 le premier forage géothermique. Ses travaux sont poursuivis par le prince Pierro Conti en Toscane. En 1904, ce dernier parvient à allumer cinq ampoules électriques au moyen d’une dynamo entraînée par une turbine à vapeur géothermique.

Bouillante © Edf

De Bouillante à Soultz-sous-Forêts

En Guadeloupe, la seule référence française se situe à Bouillante sur la côte ouest de l’île de Basse Terre, non loin du volcan de la Soufrière.
La proximité d’une faille géologique et la nature volcanique du sous-sol sont à l’origine d’une anomalie géothermique : à peu de profondeur, le sous-sol atteint des températures très élevées.
En 1963 débutent des recherches et forages à Bouillante, en 1986 est mise en service une centrale pilote de 5MWe. 2004 Bouillante2 fournit 8% de la consommation électrique de la Guadeloupe. Située sur la Pointe Lézard en face des deux actuelles, Bouillante 3 devrait fournir 40 MW soit entre 12 et 15% de la consommation globale.

Cette technique de géothermie simulée dispose d’un laboratoire européen grandeur nature à Soultz
(Alsace). Lancé en 1987, ce projet a nécessité seize années d’études. La revue Georama du 12 juin 2004 popose un historique du projet.
Il vise à démontrer la faisabilité de l’utilisation de la chaleur des roches sèches fracturées. De l’eau injectée à 5.000 m de profondeur ressort en surface à 200°C à un débit de 100 litres/s. Cette chaleur est ensuite transmise à un fluide qui sous forme de vapeur alimente une turbine.
Inauguré le 13 juin 2008, elle a produit en automne “son premier kWh électrique”. Ces travaux ont permis de valider un concept développé à Bâle mais également d’affiner les approches en fonction de la nature des couches géologiques locales.

Un article du Journal Les Echos sur l’inauguration.

Extrait : La technologie de forage est complexe et le prix de revient du kilowatt/heure encore dissuasif : le double de l’énergie nucléaire. Mais si l’on intensifie les recherches le coût de production devrait chuter considérablement.

Gradient géothermique

2. Des références documentaires

La chaleur de la terre Raymond Ferrandes, ADEME.

Véritable document de référence scientifique et technique, cet ouvrage fait le point sur les aspects fondamentaux de la géothermie.
Il explique que, par ses réserves colossales et son exploitation en équilibre avec l’environnement, la géothermie laisse espérer de larges perspectives dans sa contribution au développement et aux progrès futurs de notre société…

Géothermie et énergies de la biomasse collectif, Hermes-Lavoisier 2007.

Le 3ème tome des nouvelles technologies de l’énergie est consacré à deux formes d’énergie qui sont aujourd’hui en plein développement : la géothermie et la biomasse.
La géothermie est présentée sous les formes les plus usitées de son exploitation. Tout d’abord les pompes à chaleur qui trouvent un regain d’intérêt dans la conjoncture actuelle et l’utilisation de la géothermie pour des applications de chauffage collectif. Enfin la production d’électricité d’origine géothermique pour lesquelles il existe actuellement de grands projets.

Les divers aspects sont exposés dans le Dossier du BRGM sur géothermie. Il y est mentionné que la chaleur du sous-sol est présente sur tous les continents, offerte à tous les hommes. Evidemment, selon la structure des formations géologiques ou la composition des roches, cette énergie sera plus ou moins facile à extraire, mais les technologies existent aujourd’hui pour permettre un développement planétaire de la géothermie.

Le dossier Geosciences CNRS coordonné par D.Mainprice et P.Pezard.

Fonctionnement d’une centrale électrique géothermique par roche fracturée une animation proposée par la médiathèque EDF.

3. Des projets ici et ailleurs… demain

Un surprenant Rapport du Massachusettes Institute of Technology
publié en 2007 démontre que faire appel à l’énergie géothermique pourrait fournir l’ensemble des besoins en énergie des Etats-Unis (27 trillions de KWH° pendant 2 millénaires).

Ce rapport est présenté sur le site du MIT

Google investit 10 millions de dollars dans deux entreprises spécialisées dans la géothermie américaine comme le précise l’article du 21/08/2008 d’Usine nouvelle.

La région Centre est la première collectivité locale à adosser la géothermie à une démarche de qualité, sous la forme de la création d’une marque appelée Géoqual
à laquelle adhèrent d’ores et déjà dix-huit entreprises de notre région.

La géothermie magmatique est encore expérimentale. Il s’agit de profiter des remontées du magma dans les régions volcaniques pour y chauffer de l’eau, à l’aide d’un tube dans lequel elle remonte sous forme de vapeur, alimentant une turbine électrique en surface.

L’année 2009 sera-t-elle l’année de la géothermie profonde
On pourrait le penser à la lecture de l’article :
Géothermie : le retour à la gloire, un article du Journal suisse Le Temps, Pierre Veva, 9 janvier 2009.

Au plan mondial, la géothermie profonde est une industrie bien installée. Au Costa Rica, El Salvador, Kenya et Philippines, la géothermie assure près d’un cinquième des besoins en électricité… Si la géothermie profonde fait son grand retour en Europe (Allemagne, Autriche, notamment) et aux Etats-Unis, c’est incontestablement l’Australie qui a placé la barre le plus haut. Le gouvernement de Camberra a accordé ces dernières années plus de deux-cent quatre-vingt concessions à une trentaine de sociétés qui s’apprêtent à investir près d’un milliard de francs [suisses]. Selon le gouvernement australien, la géothermie devrait produire près de 7% de l’électricité du pays à l’horizon 2030, à un coût comparable à celui du charbon ! Dans un rapport récent (février 2008) consacré à la géothermie, IPCC estime son potentiel à 8% de l’électricité mondiale (équivalent à plus de cent centrales nucléaires) et insiste sur le fait que les développements technologiques en cours devraient permettre une large diffusion qui ne se limite plus à certaines spécificités géologiques.

4. Développer la technologie en maitrisant les risques

Comme le signale Swissinfo, le 8 décemmbre 2006,
un séisme de magnitude 3,1 a touché Bâle. C’est la deuxième réplique consécutive au séisme provoqué par des travaux liés à un projet de centrale géothermique. Selon les éléments connus actuellement, le phénomène est lié à l’injection d’eau dans le sol. C’est la première fois qu’une centrale commerciale utilise la méthode “Hot fractured rock” qui consiste à injecter de l’eau dans le sol où elle se réchauffe avant d’être pompée à la surface.

Les opérations menées à Soultz ont généré 50 000 séismes dont une grosse dizaine d’une magnitude égale à 2 sur l’échelle de Richter.

5. La terre cette inconnue

Philosophes, érudits, savants, géologues, géophysiciens se sont interrogés sur la nature du globe terrestre et l’histoire est riche de spéculations parfois audacieuses sur les profondeurs de la Terre.

Le centre du globe est un monde totalement inaccessible, le sondage le plus profond réalisé dans la croûte n’est que d’une dizaine de kilomètres, à peine une griffure d’ongle par rapport à son rayon de 6371 km.(cf.article du
Journal du net sur le forage de Koala stoppé à 12262 mètres.)

Voyage à l’intérieur de la terre, par Vincent Deparis, CNRS.

Lèvera-t-on un jour le mystère de l’intérieur de la Terre ? Telle est la question à laquelle ne répond pas ce “Voyage à l’intérieur de la Terre”, mais qui demeure omniprésente tout au long de cet ouvrage ayant pour sous-titre : De la géographie antique à la géophysique moderne : une histoire des idées. Les auteurs se sont donné pour objet de mettre à la portée du grand public une véritable histoire des théories sur les profondeurs de la Terre, depuis Aristote jusqu’à l’Année géophysique internationale de 1957-1958.

L’intérieur de la terre, par Agnès Dewaele, Belin.

Comment les géologues et les physiciens sondent-ils leurs profondeurs ? Comment peuvent-ils modéliser ces objets du système solaire ? Voilà des questions auxquelles ce livre répond. Il décrit les outils permettant de reproduire, au laboratoire, les conditions extrêmes de pression et de température de l’intérieur de la Terre et des planètes. Puis, en s’appuyant sur des données précises et récentes, il propose une synthèse accessible des connaissances sur le manteau et le noyau de la Terre, ainsi que sur la structure des planètes géantes et de leurs satellites.

Terre, planète mystérieuse

Un livre collectif en partenariat avec l’Institut National des Sciences de l’Univers du CNRS dans le cadre de l’année internationale de la planète Terre.
L’ouvrage, abondamment illustré, qui se veut un état de l’art de la recherche en sciences de la Terre, répond aux questions suivantes : quel regard les spécialistes des sciences de la Terre portent-ils sur notre planète ? Quelles sont les grandes avancées obtenues par la recherche depuis la tectonique des plaques ? Quels sont les nouveaux enjeux pour les sciences de la Terre ?

6. De la science fiction à la réalité

Jules Verne : de la science à l’imaginaire, collectif, Larousse.

De quand date la première vulgarisation de la science ? Il se pourrait bien que ce soit de Jules Verne (1828-1905), car « voici un romancier non scientifique qui place la science et la technique au cœur de ses romans et va permettre à un large public – notamment à des jeunes – la découverte d’un ensemble d’informations que ces derniers ne seraient jamais allés chercher dans un ouvrage spécialisé ». Quelle place la science et la technique occupent-elles dans cette œuvre ? Comment Jules Verne a-t-il utilisé le savoir de son temps pour nourrir ses romans ? Quelle influence a-t-il exercée ? Cet ouvrage, largement illustré, apporte un éclairage nouveau à l’œuvre de Jules Verne.

Le lecteur qui découvre Mars la rouge entre dans une fresque immense.
Le succès de la trilogie est dû à la qualité de ses bases scientifiques.
Un équipage de cent personnes réunissant les esprits les plus brillants de la planète est envoyé sur Mars. Pour les uns, Mars est un monde vierge qui doit le rester.
Les autres rêvent de transformer ce monde en une nouvelle terre et multiplient les projets pour changer le climat et réchauffer la planète (éoliennes, immenses puits de forage dans la croûte martienne (moholes), miroirs orbitaux…
La planète Mars rêvé par Robinson devient un univers à part entière, dense et crédible.
Adaptation cinématographique prévue (droits rachetés par James Cameron).

La terre et nous
une exposition à La Cité des Sciences & de l’Industrie (Paris) du 16/12/2008 au 30/08/2009

Dans cette exposition un volet est consacré aux géosciences.

Les géosciences ont un rôle décisif à jouer pour mieux comprendre la Terre. Une connaissance plus précise et plus fiable des sols et des sous-sols de notre planète est ainsi possible. Un développement durable ne pourra se construire qu’en tenant compte des savoirs et des savoirs-faire des géoscientifiques.