La géothermie

Mis à jour le 25/02/2022

La géothermie est la chaleur de la terre. Elle se traduit par l’augmentation de la température du sous-sol avec la profondeur. C’est une énergie naturelle, disponible partout, 24 h sur 24.

Elle peut être exploitée pour de nombreuses applications. Ainsi, avec la géothermie, il est possible de produire de l’électricité, de la chaleur mais aussi du froid. La géothermie est une source importante de chaleur renouvelable.

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Utilisations de la géothermie

La géothermie est une source importante de chaleur renouvelable. En France métropolitaine, sa principale application concerne le chauffage des bâtiments, soit de façon centralisée par le biais de réseaux de chaleur, soit de façon plus individuelle par le recours à des pompes à chaleur couplées à des capteurs enterrés ou exploitant la chaleur d’aquifères superficiels via des forages. La géothermie permet d’envisager également la production de froid (climatisation ou simple rafraîchissement des locaux). Dans des contextes géologiques de type volcanique, comme dans certains de nos territoires d’outre-mer, la géothermie peut être une source de production d’électricité de base, à la fois stable et compétitive et peu émettrice de gaz à effet de serre. Selon les profondeurs concernées, on distingue deux grands types de géothermie : la géothermie profonde et la géothermie de surface.

La géothermie profonde

La géothermie profonde consiste en la valorisation de ressources géothermales présentes dans des aquifères, c’est-à-dire des formations rocheuses perméables dans lesquels circule de l’eau, situés entre 400 et 2 500 m de profondeur. Dans le cas de la production de chaleur, son exploitation repose sur un doublet de forages constitué d’un puits de production et d’un puits de réinjection. L’eau géothermale pompée jusqu’à la surface cède sa chaleur dans un échangeur thermique à l’eau d’un réseau de chaleur, à la sortie de l’échangeur l’eau géothermale refroidie est réinjectée dans l’aquifère d’origine. Le chauffage des bâtiments, à l’aide de réseaux de chaleur géothermique, est ainsi le premier poste d’utilisation de la géothermie en France (près de 220 000 équivalents logements sont ainsi chauffés en région parisienne grâce à un prix de vente de la chaleur parmi les plus compétitifs des réseaux de chaleur au niveau national). Dans le cas de la production d’électricité, l’eau géothermale captée par forage arrive en surface sous la forme d’un mélange d’eau et de vapeur d’eau. Les deux phases sont alors séparées et la vapeur est introduite dans une turbine pour produire de l’électricité. En France, une seule exploitation existe. Il s’agit de celle de Bouillante en Guadeloupe. Elle fournit à l’heure actuelle 7 % de l’électricité produite sur ce territoire et 13 % d’ici à deux ans. D’autres projets sont à l’étude en Guadeloupe, Martinique, Réunion et Mayotte.

Visionnez la vidéo « La géothermie profonde, une énergie décarbonée d'avenir ».

La géothermie de surface

La géothermie de surface (encore appelée géothermie très basse énergie ou intermédiaire) recouvre l’ensemble des techniques développées pour valoriser l’énergie du proche sous-sol peu profond. Aux profondeurs considérées (moins de 200 mètres), la température moyenne de l’eau ou du sous-sol est de l’ordre de 12℃ à 18℃ ; la chaleur prélevée nécessite donc, pour être valorisée, que son niveau de température soit relevé, d’où l’emploi d’une Pompe à chaleur (PAC).
Selon le mode de captage utilisé, on distingue :

• les opérations avec pompe à chaleur sur aquifères superficiels (profondeur inférieure à 200 mètres), dites opérations « PAC sur eau de nappe » ;
• et les opérations avec pompe à chaleur sur capteurs enterrés dans les endroits où le sous-sol ne révèle pas d’aquifères exploitables.

D’autres types de solutions techniques existent comme les installations de pompe à chaleur sur géostructures (fondations thermoactives, pieux énergétiques,…), sur eau d’exhaure de mines ou de tunnels ou sur eaux thermales.

Bien que ne relevant pas directement de la géothermie de surface, sont assimilées à la géothermie de surface de par leur principe de fonctionnement : les installations de pompe à chaleur valorisant l’énergie des eaux usées, de l'eau de mer ou des eaux de surface (lac ou rivière).
La géothermie de surface offre l’avantage de produire aussi bien du chaud (chauffage, eau chaude sanitaire) que du froid (climatisation ou rafraîchissement). Elle s'adresse à tous types de bâtiments : neuf, existant (voire très ancien), résidentiel, tertiaire, agricole, industriel, de la maison individuelle jusqu’à des bâtiments de plusieurs dizaines de milliers de m². Elle est également très bien adaptée aux éco-quartiers car elle peut être couplée à des réseaux (appelés boucles d’eau tempérée à énergie géothermique) destinés à desservir plusieurs bâtiments pour couvrir simultanément des besoins de chaud et de froid.

La géothermie de surface est applicable presque partout – le choix des techniques disponibles permettant de répondre à presque toutes les situations – ce qui la rend apte à une large diffusion au plan national. Elle peut ainsi contribuer pleinement à atteindre l’objectif fixé par la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE).

Découvrez les guides sur la géothermie de surface :

• Géothermie, pour chauffer et rafraîchir sa maison ;
• Chauffer et rafraîchir avec une énergie renouvelable : Géothermie très basse énergie.

Pour plus d’informations sur les différentes géothermies et technologies, consultez le site institutionnel dédié ADEME BRGM : www.geothermies.fr.

L’ADEME a pour mission d’animer, de gérer et de coordonner le programme d’actions de développement de la géothermie afin de favoriser la mise en œuvre d’installations performantes sur les plans énergétique, environnemental et économique et en vue d’atteindre les objectifs fixés en matière de chaleur renouvelable dans la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE).

Cette mission s’articule autour de quatre axes principaux :

1 - Le développement des connaissances

L’ADEME identifie les solutions les plus pertinentes ainsi que les freins et leviers au développement des installations géothermiques. Elle conduit ainsi les actions et les études nécessaires sur des thématiques variées :

• évaluation des ressources géothermiques et de leur potentiel de valorisation ;
• outils de financement et fonds de garantie
• évaluation économique : coûts d’investissement et d’exploitation ;
• marchés et emplois de la filière
• veille technologique ;
• recherche et développement.

2 - L’animation et la coordination d’un réseau

L’ADEME met en réseau les acteurs et parties prenantes. Elle anime différents groupes de travail et assure la diffusion de l’information à travers des campagnes de communication, des manifestations ou les relais (animateurs géothermie).

3 - Le conseil aux porteurs de projets

L’ADEME oriente les porteurs de projets (industriels, collectivités, particuliers) dans leurs choix grâce à ses connaissances techniques, à l’animation de son réseau d’acteurs professionnels et à ses outils (cahiers des charges, guides, fiches référence).

4 - L’aide à la réalisation des installations

L’ADEME attribue des aides à la décision et à l’investissement pour faciliter la réalisation des projets de production de chaleur et de froid renouvelable à partir de géothermie notamment au travers de son principal dispositif le Fonds Chaleur dédié aux installations collectives.
L’ADEME assure le suivi des études de faisabilité, sélectionne et accompagne les projets les plus performants sur les plans énergétique, économique et environnemental.