Principal Sciences Et Technologie L'énergie géothermique expliquée : comment fonctionne l'énergie géothermique

L'énergie géothermique expliquée : comment fonctionne l'énergie géothermique

Profondément sous la surface de la Terre se trouvent d'énormes réservoirs de roche en fusion, d'eau chaude et de gaz à haute pression. Les scientifiques et les ingénieurs ont exploité ces approvisionnements comme sources d'énergie géothermique.

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Qu'est-ce que l'énergie géothermique?

L'énergie géothermique est une source d'énergie renouvelable qui exploite l'énergie thermique sous la surface de la Terre. Les sources chaudes d'Islande et les geysers du parc national de Yellowstone sont des exemples de réservoirs géothermiques qui ont percé la croûte terrestre. Les humains utilisent les ressources géothermiques depuis des millénaires.

Alors que des organes directeurs comme le département américain de l'Énergie recherchent des moyens de production d'énergie renouvelables, ils incitent les services publics, les entreprises et les particuliers à exploiter la chaleur de la Terre comme moyen d'alimenter les processus industriels et de produire de l'électricité. Cela a conduit à un essor récent des technologies géothermiques.

Comment fonctionne la géothermie ?

L'énergie géothermique peut produire de l'électricité dans les centrales géothermiques. Vous pouvez également l'utiliser directement comme source de chauffage domestique via des pompes à chaleur géothermiques.

  • Production d'électricité géothermique : La plupart des centrales électriques produisent de l'électricité en faisant bouillir de l'eau pour produire de la vapeur. La vapeur fait alors tourner des turbines massives qui produisent un courant électrique. Les centrales électriques géothermiques utilisent également cette méthode, mais au lieu de produire de la vapeur en utilisant des combustibles fossiles comme le charbon ou le gaz naturel, elles utilisent de l'eau naturellement chauffée à partir de réservoirs souterrains. Il existe des variantes de la production d'énergie géothermique (y compris la méthode de la vapeur sèche, la méthode flash et le système à cycle binaire), mais toutes exploitent les températures naturellement élevées du fluide géothermique.
  • Systèmes de chauffage géothermique : Les systèmes de chauffage géothermique utilisent l'eau géothermique pour chauffer les radiateurs des maisons, des bureaux et des usines. Dans certains endroits, y compris une grande partie de l'Islande, l'eau géothermique des sources chaudes sort même du robinet pour un usage domestique. Les systèmes géothermiques peuvent également fonctionner comme des systèmes de refroidissement en utilisant des pompes à chaleur géothermiques pour déplacer la chaleur d'un bâtiment vers le sol. Le système remplace ensuite cet air chaud par de l'air à basse température sous la surface de la terre.
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4 avantages de l'énergie géothermique

L'énergie géothermique est utile pour diverses raisons.

  1. Il est potentiellement disponible dans le monde entier . Avec des investissements importants, l'énergie géothermique peut être exploitée presque partout sur Terre. Bien que la source de chaleur géothermique soit le noyau terrestre et le mouvement des plaques tectoniques, tous les réservoirs géothermiques utilisables se trouvent dans la croûte terrestre, parfois à quelques mètres sous la surface.
  2. Il fournit une puissance de base constante . Une fois exploitée, une source géothermique fournit une alimentation continue et n'a pas besoin de batteries pour fonctionner efficacement, comme c'est le cas avec d'autres sources d'énergie renouvelables comme l'énergie solaire et éolienne.
  3. Il produit moins d'émissions de gaz à effet de serre que les combustibles fossiles . L'exploitation de sources de chaleur souterraines implique la libération de gaz à effet de serre comme le méthane (CH4) et le dioxyde de carbone (CO2), mais elle n'approche pas le niveau d'émission de gaz à effet de serre qui accompagne la combustion de charbon, de pétrole ou de gaz naturel.
  4. Il peut utiliser les infrastructures existantes de combustibles fossiles . Alors que les industries et les services publics s'éloignent de combustibles fossiles , ces sources peuvent faciliter l'introduction de la géothermie dans les mêmes régions. Les puits de pétrole et les puits de gaz ont déjà effectué les forages requis pour exploiter la chaleur géothermique, ce qui a conduit de nombreux ingénieurs à proposer d'utiliser les mêmes puits pour les combustibles fossiles et la géothermie.

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Malgré plusieurs avantages évidents par rapport aux combustibles fossiles, les systèmes d'énergie géothermique n'ont pas encore revendiqué une part de marché significative. Il ya deux raisons principales pour cela.

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  1. Les frais de démarrage sont élevés . La production d'électricité géothermique et le chauffage géothermique peuvent être rentables une fois l'infrastructure en place. Cependant, la création de cette infrastructure coûte cher. Pour atteindre les réservoirs géothermiques, les équipes doivent percer un substrat rocheux dense. Le forage est laborieux et bruyant. Certaines municipalités et associations de propriétaires ne le permettent pas.
  2. Une nouvelle technologie est requise dans de nombreux endroits . Pour que les systèmes géothermiques offrent une efficacité énergétique, il doit y avoir un flux naturel de fluide d'un champ géothermique à l'air au-dessus de celui-ci. Seulement environ 10 pour cent de la superficie terrestre est propice à cet écoulement de fluide. Une nouvelle technologie appelée systèmes géothermiques améliorés (EGS) peut contourner ce problème en brisant les roches chaudes profondément sous la surface de la terre. Ces roches sont injectées avec de l'eau, qui devient de la vapeur qui remonte à la surface pour la consommation d'énergie. L'eau usagée à basse température est ensuite renvoyée à la terre via des puits d'injection. Alors que de tels forages profonds peuvent produire des émissions de dioxyde de carbone et de méthane, les projets géothermiques peuvent éventuellement contourner ce problème en faisant circuler leur fluide géothermique en boucle fermée.

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