Géothermie

L'énergie géothermique (du grec geo, qui signifie terre, et thermos, qui signifie chaleur) est l'énergie produite par la chaleur à l'intérieur de la croûte terrestre.

Bien que le Soleil chauffe la surface de la Terre, la chaleur de l'intérieur de la Terre n'est pas causée par le Soleil. L'énergie géothermique de la croûte terrestre provient pour 20% de la formation originelle de la planète, et pour 80% de la désintégration radioactive des minéraux. La Terre est la plus chaude en son centre et, du centre à la surface, la température se refroidit progressivement.

Les ressources en énergie géothermique vont des sols peu profonds à l'eau chaude et aux roches chaudes que l'on trouve à quelques kilomètres ou quelques miles sous la surface de la Terre, et même plus profondément aux températures extrêmement élevées des roches en fusion appelées magma. Elle a été utilisée pour la baignade depuis le paléolithique, mais elle est maintenant mieux connue pour la production d'électricité.

Dans le monde entier, l'énergie géothermique a été utilisée pour produire environ 10 gigawatts d'électricité en 2007, soit environ 0,3 % de l'électricité consommée dans le monde. Lorsqu'elles sont utilisées pour produire de l'électricité, les centrales géothermiques offrent généralement un rendement constant.

L'énergie géothermique est également utilisée directement pour le chauffage urbain, ou dans d'autres applications de chauffage et de refroidissement. En Islande, les bâtiments sont chauffés de cette manière à partir des nombreux sites géothermiques du pays.

Les centrales électriques et les applications thermiques de l'énergie géothermique sont des technologies matures, tandis que les projets de systèmes géothermiques améliorés (EGS) constituent un nouveau type d'application.

Presque partout, le sol à 3 mètres sous la surface de la Terre maintient une température presque constante entre 10° et 16 °C. Les pompes à chaleur géothermiques peuvent exploiter cette ressource pour chauffer et climatiser les bâtiments. Un système de pompe à chaleur géothermique se compose d'une pompe à chaleur, d'un système de distribution d'air (conduits) et d'un échangeur de chaleur - un système de tuyaux enfouis dans le sol peu profond près du bâtiment. En hiver, la pompe à chaleur utilise l'énergie pour extraire la chaleur de l'échangeur de chaleur et la pompe dans le système de distribution d'air intérieur. En été, le processus est inversé et la pompe à chaleur utilise à nouveau l'énergie pour faire passer la chaleur de l'air intérieur dans l'échangeur de chaleur. La chaleur retirée de l'air intérieur en été peut également être utilisée pour fournir une source d'eau chaude gratuite. L'énergie nécessaire au fonctionnement de la pompe à chaleur provient d'une autre source.

L'énergie géothermique s'échappe sous forme d'eau chaude dans de nombreuses sources chaudes ou de vapeur dans les geysers.

Aux États-Unis, la plupart des réservoirs géothermiques d'eau chaude se trouvent dans les États de l'Ouest, en Alaska et à Hawaï. Des puits peuvent être forés dans les réservoirs souterrains pour la production d'électricité. Certaines centrales géothermiques utilisent la vapeur d'un réservoir pour alimenter une turbine / un générateur, tandis que d'autres utilisent l'eau chaude pour faire bouillir un fluide de travail qui se vaporise et fait ensuite tourner une turbine. L'eau chaude proche de la surface de la Terre peut être utilisée directement pour la chaleur. Les applications d'utilisation directe comprennent le chauffage des bâtiments, la culture des plantes dans les serres, le séchage des récoltes, le chauffage de l'eau dans les piscicultures et plusieurs processus industriels tels que la pasteurisation du lait.

Les ressources en roche sèche chaude se trouvent à des profondeurs de 5 à 8 km partout sous la surface de la Terre et à des profondeurs moindres dans certaines régions. Pour accéder à ces ressources, il faut injecter de l'eau froide dans un puits, la faire circuler à travers des roches chaudes fracturées et prélever l'eau chauffée d'un autre puits. Actuellement, personne n'utilise cette méthode à des fins commerciales. La technologie existante ne permet pas non plus de récupérer la chaleur directement à partir du magma, la ressource la plus profonde et la plus puissante de l'énergie géothermique.

La vapeur s'élève de la centrale géothermique de Nesjavellir en IslandeZoom
La vapeur s'élève de la centrale géothermique de Nesjavellir en Islande

Questions et réponses

Q : Qu'est-ce que l'énergie géothermique ?


R : L'énergie géothermique est une énergie renouvelable produite par la chaleur à l'intérieur de la croûte terrestre. Elle provient de la formation initiale de la planète et de la désintégration radioactive des minéraux. Elle peut être utilisée pour produire de l'électricité, fournir un chauffage urbain ou d'autres applications de chauffage et de refroidissement.

Q : Quelle proportion de l'électricité mondiale a été produite par la géothermie en 2007 ?


R : En 2007, environ 10 gigawatts d'électricité (soit 0,3 %) ont été générés par la géothermie dans le monde.

Q : Quelle température le sol conserve-t-il à une profondeur de 10 pieds sous la surface de la Terre ?


R : Le sol à une profondeur de 10 pieds sous la surface de la Terre maintient généralement une température presque constante entre 10° et 16°C (50° et 60°F).

Q : Comment les pompes à chaleur géothermiques peuvent-elles être utilisées pour chauffer des bâtiments ?


R : Les pompes à chaleur géothermiques peuvent exploiter cette ressource pour chauffer les bâtiments en utilisant l'énergie pour extraire la chaleur d'un système de tuyaux enterrés dans un sol peu profond près du bâtiment en hiver, et en inversant ce processus en été. Cette chaleur retirée peut également être utilisée pour l'eau chaude.

Q : Les projets de systèmes géothermiques améliorés sont-ils des technologies matures ?


R : Non, les projets de systèmes géothermiques améliorés ne sont pas encore des technologies matures.

Q : Où sont situés la plupart des réservoirs géothermiques aux États-Unis ? R : La plupart des réservoirs géothermiques des États-Unis sont situés dans les États de l'Ouest, en Alaska et à Hawaï.

Q : À quelle profondeur les ressources en roches chaudes et sèches se trouvent-elles sous la surface de la Terre ? R : Les ressources en roches chaudes sèches se trouvent à des profondeurs de 3 à 5 miles (5-8 km) partout sous la surface de la Terre et à des profondeurs moindres dans certaines régions.

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