Géothermie - les Enjeux des Géosciences - ADEME

Embed Size (px)

DESCRIPTION

geothermal energy

Text of Géothermie - les Enjeux des Géosciences - ADEME

La gothermie

les enjeux des Gosciences

Collection Les enjeux des gosciences Directeur de collection : Jacques Varet Comit de rdaction : ADEME : Philippe Beutin, Bernard Lajouanie, Philippe Laplaige, Jean Lemale. BRGM : Alain Desplan, Yves Horel, Laurent Le Bel. Avec le concours des services et directions de l'ADEME et du BRGM. Rdaction : Martine Castello Conception et ralisation : BL Communication Impression :Val de Loire Impressions ISBN ADEME : 2-86817-786-7 ISBN BRGM : 2-7159-0952-7

Tous droits rservs. Reproduction partielle sur autorisation expresse. Dpt lgal, dcembre 2004.

Avant-proposL'humanit s'est dveloppe, depuis des millnaires, dans un quilibre fragile et volutif avec les milieux physiques - eau, air, sol, sous-sol - et avec l'ensemble des autres espces vivantes. Le dveloppement extraordinairement rapide des socits humaines au cours de l're industrielle a largement bnfici de l'exploitation - de plus en plus intensive - des ressources nergtiques fossiles. Ce faisant, quelques gnrations seulement - et plus prcisment, en leur sein, celles de l'hmisphre Nord - auront russi le tour de force, d'une part, d'puiser une bonne part des ressources d'hydrocarbures accumules au cours de plusieurs centaines de millions d'annes dans les couches gologiques de la plante et d'autre part, d'mettre dans l'atmosphre de telles quantits de composs carbons gazeux que le climat va s'en trouver profondment modifi. Cette option non durable, il est grand temps de la remettre en cause et de choisir des formes de dveloppement la fois moins nergivores et substituant aux nergies fossiles des nergies qui ne rejettent pas de gaz effet de serre. Parmi celles-ci, la gothermie est encore peu sollicite au regard de son potentiel. Mme si elle a t utilise de longue date pour le thermalisme et depuis le dbut du sicle et surtout l'aprs guerre, pour des procds nergtiques modernes (production d'lectricit, chauffage), les dveloppements technologiques les plus significatifs ont vu le jour dans les annes 70-80 sous le coup des chocs ptroliers. Aujourd'hui, la politique nationale de lutte contre le changement climatique - qui vient de trouver une traduction dans le Plan Climat- , les politiques europennes, les accords internationaux - UNFCCC, Protocole de Kyoto, Fonds pour l'Environnement Mondial, ... - crent des mcanismes favorables au dveloppement des nergies renouvelables. Pour la France, les enjeux pour la gothermie court et moyen termes portent d'une part, sur le dveloppement de la production thermique pour l'habitat et le tertiaire (chauffage, confort d't, eau chaude sanitaire), notamment avec l'usage des pompes chaleur partir de ressources superficielles et d'autre part, sur la production d'lectricit dans les les volcaniques des DOM. A plus long terme, les travaux de R&D mens Soultz pourraient amener au dveloppement de la filire gothermie profonde. Les technologies dveloppes en France s'appuient sur un rseau d'oprateurs industriels, d'entreprises de services et d'quipes de recherche de qualit. Il pourra bnficier l'export des facilits mises en uvre dans le cadre des politiques climat. Ici et maintenant, le dveloppement de la gothermie dpendra d'abord de l'initiative de chacun : propritaire, locataire, chef d'entreprise ou responsable d'tablissement public ou de collectivit territoriale. L'ADEME et le BRGM sont l pour les aider franchir le pas lorsque les conditions sont favorables. Notre souhait est que cette brochure y contribue.Michle Pappalardo Prsidente de l'ADEME Philippe Vesseron Prsident du BRGM1

......

3

........................

15

.......................

21

...

35

Une nergie du dveloppement durable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 La chaleur de la Terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Du bain de boue la turbine . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 La gothermie dans le monde . . . . . . . . . . . . . .10 Des applications trs diverses . . . . . . . . . . . . . . .12 Les ressources mondiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

A la dcouverte des gisements gothermiques . . .16 Les mthodes dexploitation . . . . . . .18 Des contraintes bien matrises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Des ressources importantes . . .22 Le chauffage collectif dans le Bassin parisien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Les autres ressources en France mtropolitaine . . . . . . .26 Soultz-sous-Forts ou llectricit du futur . . . . . . . . . . . .28 La gothermie dans les dpartements doutre-mer . . . .30 Les pompes chaleur . . . . . . . . . . . . . .32

Face aux nergies fossiles . . .36 La place de la gothermie parmi les nergies renouvelables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

Les aides la gothermie . . .42 Les acteurs de la gothermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

2

Renouvelable, propre, sans rejets, la gothermie est prsente sur tous les continents. Elle se consomme sur place, elle n'est pas tributaire des conditions climatiques et offre un cot d'exploitation faible.

En 1992, lors de la confrence de Rio sur l'environnement, les dirigeants de toutes les nations tmoignaient de leur prise de conscience d'une dgradation avance de ltat de la plante (diminution des ressources, pollution des mers et des terres, effet de serre, pluies acides, etc.). Pour inflchir la tendance avant qu'il ne soit trop tard, la plupart des pays - dont les Etats membres de l'Union europenne - travaillent la traduction du concept de dveloppement durable dans leurs politiques. Celui-ci se dfinit par la ncessit de satisfaire les besoins exprims aujourd'hui sans compromettre les besoins des gnrations venir. Comme les autres nergies renouvelables, la gothermie s'est alors retrouve sur le devant de la scne, car elle est depuis toujours par excellence une option du dveloppement durable.

l'atmosphre par les centrales go-thermolectriques dans le monde (estimation faite sur 73% du parc mondial) est de 55 g/kWh, alors qu'une centrale au gaz naturel en produit 10 fois plus. Ce niveau peut tre ramen des valeurs nulles par la r-injection des fluides gothermaux dans les rservoirs dont ils sont issus - une technique largement rpandue aujourd'hui. Cest donc une nergie propre qui ne participe pas la dgradation du climat comme le font les nergies fossiles.

La gothermie est renouvelableContrairement aux rserves fossiles, la gothermie ne se vide pas de son rservoir au fur et mesure que l'on s'en sert. Le vecteur, de l'eau pige ou transitant dans le sous-sol, se renouvelle soit naturellement par le ruissellement des eaux de surface, soit par loption technologique de linjection artificielle. Quant la chaleur, elle est contenue dans la roche qui reprsente 90% ou plus du gisement.

La gothermie est cologique4

Une exploitation gothermique produit peu de rejets. La quantit moyenne de CO2 mise dans

La gothermie est partoutA la diffrence des nergies fossiles les plus utilises aujourd'hui, ces rserves ne sont pas situes dans quelques sites particuliers, ventuellement dsertiques ou au fond des mers. La chaleur du soussol est prsente sur tous les continents, offerte tous les hommes. Evidemment, selon la structure des formations gologiques ou la composition des roches, cette nergie sera plus ou moins facile extraire, mais les technologies existent aujourd'hui pour permettre un dveloppement plantaire de la gothermie.Du grec go (terre) et thermos (chaud), la gothermie consiste exploiter la chaleur stocke dans le sous-sol de notre plante sous forme d'eau ou de vapeur. Cette nergie est potentiellement considrable : un km2 de roche, sur une profondeur de 10 km, renferme en moyenne une quantit d'nergie quivalant 15 millions de tep. L'utilisation de la chaleur de la terre pour le chauffage, la climatisation ou la production d'lectricit, contrairement aux nergies fossiles (gaz, charbon, ptrole) pourtant extraites elles aussi des profondeurs,semble n'offrir que des avantages.

La gothermie est localePar nature, la gothermie est une nergie locale, consommer sur place. Entre la chaleur du sous-sol et les activits humaines de surface, des liens sont possibles pour adapter la ressource aux besoins, ou les besoins aux ressources. On vite ainsi les pertes d'nergie induites par le transport de l'lectricit et les pollutions provoques par le transport routier du fioul. En outre on assure un dveloppement local.

La gothermie est rgulireContrairement l'nergie solaire ou olienne, la gothermie n'est pas tributaire des conditions climatiques. Elle ne dpend que des caractristiques intrinsques du sous-sol (gradient gothermique, permabilit des roches...), une constance qui assure une grande rgularit dans sa mise en uvre. Ainsi, le taux de disponibilit des centrales gothermales lectriques est de 90% en moyenne et peut atteindre 100% pour les rseaux de chaleur.

La gothermie est conomiqueL'accs une ressource gothermique ncessite un investissement de base, constitu essentiellement par la ralisation d'un ou plusieurs forages. Particulirement lourd dans les phases dexploration risques, en terrain inconnu, linvestissement va dcroissant au fur et mesure du dveloppement du gisement. Mais, si linvestissement initial est lev, son cot d'exploitation est faible. Il est de plus en plus comptitif avec les nergies fossiles (dont les prix iront croissant avec la rarfaction des ressources et les contraintes climatiques).5

La gothermie est diversifie : les utilisations de la gothermie BRGM-im@g

varient en fonction de la profondeur. Elles sont trs nombreuses : chauffage urbain collectif par rseau de chaleur, chauffage de logements individuels, de piscines, de serre