Géothermie : quelles opportunités ?

L'objectif est clair. En 2020, la production d'énergies renouvelables en France devra atteindre 23 %. L'effort est considérable et devra impliquer non seulement les collectivités locales, mais aussi les industriels. Quelle est la place de la géothermie dans cet ensemble ? Où en est-on et où va-t-on ? Le point en chiffres.

Le Grenelle de l’Environnement a traduit en objectifs chiffrés les contributions attendues pour les différentes énergies renouvelables à l’horizon 2020, en réponse aux objectifs affichés par l’Union Européenne début 2007 (objectif des 3 fois 20 à l’échelle européenne : – 20 % de consommation d’énergie en 2020, – 20 % de rejets de CO2, 20 % d’énergies renouvelables produites).Pour la France, l’objectif fixé le 17 novembre 2008 par le ministre de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement durable et de l’Aménagement du territoire est d’atteindre une production de 23 % d’énergies renouvelables à l’horizon 2020 (20 millions de tonnes équivalent pétrole). Soit une contribution représentant 3 à 4 fois celle d’aujourd’hui et une augmentation de 120 % de la production d’ici 2020. Les attentes sont encore plus importantes dans les DOM, la contribution attendue des énergies renouvelables ayant été portée à 50 % pour 2020.L’effort demandé est donc considérable et nécessitera que toutes les énergies renouvelables soient mises à contribution. En effet, aujourd’hui ces dernières représentent en France 6,6 % du bilan énergétique du territoire français.

La géothermie aujourd’hui

Parmi les énergies alternatives les plus prometteuses figurent certes le photovoltaïque, la biomasse, l’éolien, mais aussi la géothermie, qui bien que moins médiatisée, représente une réelle opportunité essentiellement pour deux grands domaines d’application. Le premier est la production de chaleur. Présente dans une cinquantaine de pays, c’est la deuxième source de chaleur renouvelable dans le monde en capacité installée et en énergie produite, après la biomasse. Le second est la production d’électricité. A ce titre, c’est la troisième source de production d’électricité par énergie renouvelable dans le monde, très loin derrière l’hydraulique, et à peu près au même niveau que la production d’électricité par biomasse et par l’éolien. La capacité mondiale installée est de l’ordre de 10.000 MW répartie dans une vingtaine de pays, avec des installations d’une puissance électrique unitaire qui s’échelonne de quelques MW à quelques dizaines de MW. En France, cette activité qui nécessite une ressource à une température supérieure à 90 °C concerne plutôt les DOM (Guadeloupe, Martinique et Réunion) avec notamment un site équipé en Guadeloupe à Bouillante (puissance installée de 15 MW) qui assure environ 10 % des besoins en électricité de l’île.Des chiffres encourageants, mais qui ne sont pas suffisants. Ici aussi, les objectifs à 2020 sont clairs et ambitieux. Jean-Louis Borloo les a rappelé lors de la présentation de la feuille de route issue du Grenelle de l’Environnement pour les infrastructures énergétiques de la France le 3 juin 2009.

Les objectifs à 2020

Pour la production de chaleur, c’est-à-dire essentiellement pour la Métropole, la contribution de la géothermie est évaluée à 2,3 millions de tonnes équivalent pétrole (Tep), soit 11,7 % de la production totale de chaleur par l’ensemble des énergies renouvelables (19,7 Mtep). Un objectif ambitieux qui place cette énergie au deuxième rang des sources de chaleur renouvelable derrière la biomasse (15 Mtep) et devant le solaire thermique (0,9 Mtep), les unités d’incinération d’ordures ménagères (0,9 Mtep), et les biogaz (0,6 Mtep).Pour la production d’électricité, donc essentiellement pour l’instant les DOM, les objectifs affichés au niveau national sont plutôt marginaux, puisqu’ils s’élèvent, avec les énergies marines à 0,1 million de Tep, soit 0,8 % de l’ensemble. Par contre, ils sont concentrés sur les trois DOM îliens. La géothermie, dans ces départements, pourrait alors représenter une part importante (par exemple au moins 25 % de l’énergie électrique produite en Guadeloupe).Il faut donc faire vite et fort car il reste du chemin à parcourir.En matière de production de chaleur, il s’agit de multiplier par 6 les chiffres de 2006. Cela revient à multiplier par deux le nombre actuel d’opérations de géothermie profonde avec réseau de chaleur en région parisienne. Un objectif qui ne pourra être atteint qu’en équipant 2 millions de foyers de pompes à chaleur et en relançant à grande échelle les programmes en Ile-de-France, Alsace, Aquitaine, Midi-Pyrénées et Centre. Qu’est-ce que la géothermieLa géothermie peut se définir simplement comme l’exploitation de la chaleur de la Terre. Cette chaleur provient pour l’essentiel de l’énergie libérée lors de la désintégration d’éléments radioactifs contenus dans les formations rocheuses constituant la croûte terrestre et pour une faible part de la dissipation de la chaleur interne du globe terrestre.La présence de cette chaleur peut s’appréhender par la notion de gradient géothermal, c’est-à-dire l’augmentation de la température avec la profondeur. En France le gradient géothermal moyen équivaut à une augmentation de la température de 3,3 °C tous les 100 m.Sous le terme de géothermie se cache une diversité de techniques. Pour les techniques, l’éventail va de la chaleur puisée à grandes profondeurs jusqu’à l’utilisation des propriétés du sous-sol à faible profondeur, en passant par l’exploitation de la chaleur des zones volcaniques. De nouvelles formes de géothermie, notamment celles qui permettent de s’affranchir de la présence d’aquifères, ouvrent des perspectives vers la généralisation de la géothermie en tout lieu. C’est le cas par exemple de la géothermie des roches profondes et fracturées – un projet pilote européen est en cours à Soultz-sous-Forêts, en Alsace (voir l’article sur le projet de Soultz) – ou de la géothermie domestique pour le chauffage de maisons individuelles grâce aux techniques des pompes à chaleur sur capteurs enterrés horizontaux ou verticaux.Par la rédaction en collaboration avec Philippe Laplaige responsable de la géothermie à l’Ademe