Comment l’Énergie Géothermique est-Elle utilisée?

Par Kris WalkerJan 31 2013

L’énergie géothermique est la chaleur obtenue à partir du sol. Cette énergie provient de la désintégration radioactive des minéraux et de la formation initiale de la planète. L’utilisation de l’énergie géothermique remonte aux anciens humains, qui se baignaient dans des sources chaudes chauffées par la chaleur inerte de la Terre sous les chambres magmatiques.

L’énergie géothermique est conduite en continu sous forme de chaleur à travers le gradient géothermique, qui est la différence de température entre le noyau de la planète et sa surface. L’énergie géothermique est peu coûteuse, écologique, durable et fiable, mais limitée aux limites des plaques tectoniques.

Les puits géothermiques émettent des gaz à effet de serre qui sont piégés dans la terre. Cependant, ces émissions sont très faibles par unité d’énergie que celles rejetées par les combustibles fossiles, par conséquent, l’énergie géothermique a le potentiel d’atténuer le réchauffement climatique.

Des centrales géothermiques sont installées dans près de 24 pays à travers le monde et produisent environ 10 715 MW d’énergie. Bien que les ressources géothermiques de la Terre soient disponibles en grande quantité pour répondre à nos propres besoins énergétiques, le forage et l’exploration des ressources profondes peuvent être très coûteux.

Des études montrent que l’avenir de l’énergie géothermique dépend des subventions, des taux d’intérêt et des prix de l’énergie. Cependant, le coût de production d’énergie géothermique a diminué de 25% au cours des deux dernières décennies en raison de l’expérience industrielle et de la recherche assistée par le gouvernement.

Des sources chaudes comme celle-ci ont cédé la place à la collecte et à la distribution de l’énergie géothermique par le biais de centrales électriques. Crédits d’image : Photos.com

Types de centrales géothermiques

Il existe quatre types de centrales géothermiques utilisées commercialement, notamment les suivantes:

Centrales à vapeur sèche – Cette centrale utilise de la vapeur très chaude et une petite quantité d’eau provenant du réservoir géothermique. La vapeur est transmise directement à une turbine à travers un tuyau pour faire tourner un générateur pour produire de l’électricité. C’est le plus ancien type de centrale électrique et a été utilisé pour la première fois à Lardarello, en Italie, en 1904.

Installations à vapeur flash – Cette usine utilise de l’eau chaude à haute pression pour produire de la vapeur. L’eau chaude pompée dans le générateur est libérée de la pression du réservoir. Les pertes de charge provoquent la vaporisation de l’eau permettant aux turbines de tourner ce qui génère de l’électricité. Les centrales à vapeur flash et à vapeur sèche libèrent de petites quantités de soufre, d’oxyde nitrique et de dioxyde de carbone, ce qui, en comparaison, est légèrement inférieur à celui des autres centrales à combustibles fossiles. L’eau chaude qui n’est pas vaporisée est renvoyée dans le réservoir par des puits d’injection.

Plantes à cycle binaire – Cette plante utilise de l’eau du réservoir à température modérée. Les fluides géothermiques chauds passent d’un côté d’un échangeur de chaleur pour chauffer un fluide de travail dans un tuyau séparé. Le fluide de travail est ensuite vaporisé et passé par une turbine pour produire de l’électricité. Le fluide de travail peut être soit de l’isobutène, soit d’autres fluides organiques comme le pentafluoropropane.

Cycle combiné Flash / Binaire – Cette plante combine les technologies binaires et flash. L’eau géothermique est vaporisée en vapeur sous pression réduite qui est convertie en électricité. La vapeur basse pression sort d’une turbine à contre-pression et est condensée dans un système binaire.

Une centrale géothermique typique. Crédits d’image : Photos.com

Avantages de l’énergie géothermique

Les principaux avantages de l’énergie géothermique sont:

• C’est une source d’énergie renouvelable non polluante.
• Les centrales géothermiques fournissent une puissance de base stable.
• L’utilisation directe de l’énergie géothermique peut permettre d’économiser jusqu’à 80% par rapport aux autres coûts de carburant conventionnels.
• Des ressources géothermiques correctement gérées peuvent générer de l’énergie pendant une longue période.
• Comme l’énergie géothermique est produite à partir de ressources nationales, elle réduit la dépendance à l’égard de l’énergie importée.
• Une petite quantité d’émissions polluantes est produite par les centrales géothermiques par rapport aux autres centrales à combustibles fossiles traditionnelles.
• Les centrales géothermiques occupent moins d’espace.
• Les coûts d’entretien de ces installations sont peu coûteux.
• Pendant la production, il n’y a pas de gaspillage ou de génération de sous-produits.

Applications de l’énergie géothermique

Parmi les principales applications de l’énergie géothermique, citons:

• Production d’électricité – C’est une technologie prometteuse qui a réussi dans des endroits qui dépendent fortement des combustibles fossiles importés.
• Procédés industriels – La chaleur géothermique peut être utilisée pour digérer le papier, la pâte de bois et le séchage du bois.
• Élevage géothermique de crevettes – La première ferme de crevettes chauffée géothermiquement au monde a été développée sur les rives du fleuve Waikato. La ferme chauffe sa propre eau à l’aide d’échangeurs de chaleur qui utilisent la chaleur des eaux usées de la centrale. La cascade réduit également le rejet d’eau chaude dans la rivière pour éviter tout dommage à la vie aquatique.
• Horticulture – Les eaux géothermiques sont largement utilisées pour chauffer des serres à petite échelle pour produire des légumes, des fleurs et des fruits hors saison.
• Chauffage urbain et local – Les systèmes urbains font circuler l’eau hydrothermale des puits géothermiques vers les maisons et les bâtiments individuels via une série de tuyaux. Le chauffage des locaux utilise un puits par structure. Les systèmes de chauffage urbain géothermique ont le potentiel d’économiser de 30% à 50% du coût du chauffage au gaz naturel.

Sources et Lectures complémentaires

• Exploitation de l’Énergie géothermique
• Énergie géothermique: Autres utilisations de l’Énergie géothermique
• Avantages de l’Énergie géothermique

Écrit par

Kris Walker

Kris a un BA (hons) dans les médias & Performance de l’Université de Salford. En plus de superviser les équipes éditoriales et vidéo, Kris peut être trouvé dans des coins lointains du monde capturant l’histoire derrière la science pour le compte de nos clients. En dehors du travail, Kris voit enfin un retour sur 25 ans de blessure en soutenant Manchester City.

Citations