Ce document contient la transcription textuelle d’une vidéo du MOOC UVED « Énergies renouvelables ». Ce n’est donc pas un cours écrit au sens propre du terme ; le choix des mots, l'articulation des idées et l’absence de chapitrage sont propres aux interventions orales des auteurs.

La géothermie basse/moyenne énergie

Jean SCHMITTBUHL
Directeur de recherche – CNRS

La géothermie basse énergie concerne une ressource entre 30 et 150°C, avec une utilisation directe de la chaleur.

1. Fonctionnement

Le cœur du réservoir de la ressource est l'existence d'un milieu naturellement poreux, qui existe autour de 1500 mètres (ex : bassin de Paris), avec un fluide naturel qui circule dans ce milieu poreux et qui est rechargé par la pluie typiquement, par infiltration au niveau de la pluie. Pour le bassin de Paris, ça se fait typiquement à l'Est du bassin de Paris. Il y a une grande circulation, profonde, lente, qui permet à ce flux naturel de se thermaliser à 1500 mètres, à une température d'environ 80°C.

2. Installations

Dans le monde, c'est une technologie qui est très développée. Aujourd'hui, on a de l'ordre de 17 GW installés, ce qui représente l'équivalent de plusieurs centrales nucléaires (une centrale nucléaire a une puissance moyenne de 1,5 GW). C'est quand même une technologie qui n'est pas négligeable à l'échelle du monde. Si on reprend notre exemple du bassin de Paris, l’aquifère très utilisé est le dogger. C'est au niveau géologique du jurassique moyen. Le Dogger est constitué d'un milieu très singulier, qui est la grande oolithe ou l’oolithe du dogger, qui est constituée de particules de calcaire, de petites particules calcaires assemblées qui sont suffisamment grosses pour laisser beaucoup d'espace. Il y a donc une porosité importante. Cette utilisation est illustrée sur la figure ci-dessous avec le cas de l'aéroport d'Orly où on a pu mettre en place un doublé, avec un premier puit qui vient forer dans cette aquifère pour extraire l'eau chaude à environ 74°C et un deuxième puit pour réinjecter l’eau plus froide dans ce même réservoir à une distance de quelques centaines de mètres. Cette circulation permet de recharger le fluide et d'obtenir un système stable. La puissance que l'on peut avoir en tête est de 10 MW thermiques pour ce type d'installation.

3. Maturité et déploiement

Cette technologie est très mûre au niveau de l'Île-de-France, avec presque 40 ans d'expérience et une centaine de puits qui ont été forés avec une quarantaine de doublés qui fonctionnent aujourd'hui avec cette température exploitée directement aux environs de 70 - 85°C. Les flux sont importants, jusqu'à 350 m³/heure (à peu près 100 litres par seconde). Si on fait un bilan de cette technologie au niveau de l'Île-de-France, ça permet tout de même de chauffer de l’ordre de 150 000 équivalents logements, donc environ 500 000 habitants. C'est, sur l'ensemble, 390 MW installés. Ca reste une puissance et une production importante. Au niveau de l'Europe, il y a d'autres exemples. Le bassin de Paris est un très bon exemple, il y aussi le développement de cette technologie en Allemagne, au niveau de Munich ou dans l'Europe centrale et puis en ce moment, un grand développement au niveau de la Turquie.