Géothermie : l'Ademe fait le point (5)

D’ici 2020, la Guadeloupe devra assurer 20% de sa consommation via l’énergie géothermique. Source de chaleur et d’électricité, elle bénéficiera de programmes de recherche pour une meilleure connaissance du sous-sol.

Enjeux

Les activités géothermiques se déclinent, en France, en quatre grands secteurs :

la valorisation, en métropole, de ressources de basse et moyenne énergie pour la production de chaleur, essentiellement par le biais de réseaux de chaleur urbains,

les usages thermiques dans les bâtiments, par l’utilisation des pompes à chaleur
géothermiques,

la production d’électricité dans les départements d’Outre-Mer,

la géothermie des roches profondes et fracturées, avec le pilote européen d’expérimentation scientifique de Soultz-sous-Forêts.

La nature des ressources existantes a conduit à privilégier en France les usages thermiques de la géothermie. Ainsi, le Grenelle de l’Environnement a fixé un objectif de production de 2 Mtep (19) supplémentaire de chaleur à partir de géothermie et de pompes à chaleur à l’horizon 2020. La production d’électricité d’origine géothermale devra être développée en priorité dans les départements d’Outre-Mer.

[L’avis de l’Ademe concernant les usages thermiques dans le résidentiel sera publié demain sur Enerzine (ndlr)]

La valorisation thermique pour le logement collectif ou le tertiaire

Les ressources de basse et moyenne énergie se rencontrent à des profondeurs comprises entre 600 et 3 000 mètres. Les sources exploitées actuellement sont principalement situées dans le Bassin Parisien et le Bassin Aquitain.

Une soixantaine d’installations de production géothermique est aujourd’hui exploitée, pour moitié sous forme de réseaux de chaleur urbains, localisés essentiellement en région parisienne. Les autres installations sont des installations de chauffage de bassins de pisciculture, de serres horticoles, de piscines ou de centres nautiques.

L’ensemble de ces opérations permet d’économiser annuellement 1 265 GWh utiles en moyenne, soit environ 130 000 tep de combustible fossile pour un parc avoisinant 166 000 équivalent-logements.

On évalue à un peu plus de 400 000 tonnes, le tonnage annuel des émissions de CO2 ainsi évitées.

La production d’électricité dans les départements d’Outre-Mer

Grâce à leur contexte volcanique, les départements d’Outre-Mer – la Guadeloupe, la Martinique et la Réunion – constituent des terrains privilégiés de production d’électricité d’origine géothermale. C’est en Guadeloupe, sur le site de la commune de Bouillante, que les projets sont aujourd’hui le plus avancés, avec la réhabilitation en 1995-1996 de la centrale double-flash de Bouillante 1 (toujours en fonctionnement depuis cette époque), la réalisation entre 1999 et 2004 d’une nouvelle centrale (Bouillante 2) et un projet en cours d’étude (Bouillante 3) depuis 2003.

A terme, l’électricité produite par géothermie devrait couvrir près de 20% de l’électricité consommée en Guadeloupe avec une fourniture en base, économiquement rentable, disponible en permanence, et non polluante.

Ces actions s’accompagnent depuis 2002 d’un programme de recherches, baptisé GHEDOM, conduit par le BRGM et co-financé par l’Ademe. Les efforts de recherche menés jusqu’à présent ont été axés majoritairement sur le champ géothermique de Bouillante avec un double objectif :

améliorer les méthodes d’évaluation des ressources en contexte insulaire (souvent difficiles à mettre en œuvre étant donné la petite taille des champs géothermiques rencontrés)

modéliser l’évolution d’un réservoir géothermique comme celui de Bouillante afin de jeter les bases d’une stratégie optimale d’exploitation de la ressource géothermale.

Les résultats permettront d’accompagner le développement des extensions de production au voisinage de Bouillante, de fiabiliser des méthodes de prospection mises en œuvre dans les travaux conduits entre 2002 et 2004 et de définir les schémas d’ingénierie de réservoir permettant une meilleure exploitation de l’énergie thermique considérable stockée dans les roches et les fluides géothermaux.

Parallèlement à ces actions, des campagnes d’exploration par forages sont prévues à La Réunion et en Martinique pour déterminer les potentiels de ces départements

La géothermie profonde des roches fracturées

La France est engagée depuis 1987 aux côtés de l’Allemagne et de l’Union Européenne dans le domaine de la géothermie des roches profondes et fracturées. Les travaux de recherche menés sur le site de Soultz-sous-Forêts (Alsace) et les résultats très encourageants obtenus ont conduit, en 1999, à proposer la réalisation d’un pilote scientifique d’expérimentation, destiné à montrer la pertinence du concept de géothermie profonde.

L’architecture du pilote proposé repose sur la réalisation de trois forages profonds de 5 000 m, avec un puits central d’injection et deux puits d’extraction déviés, situés de part et d’autre du puits d’injection. Les deux puits périphériques récupèrent le fluide injecté qui, lors de sa circulation dans le milieu rocheux et fracturé, s’est réchauffé. Après épuisement du contenu calorifique du fluide en surface, il est réinjecté par le puits d’injection.

Le pilote de Soultz-sous-Forêts a été conçu pour une capacité thermique de 30 à 50 MW (à 200 °C), dans l’optique de produire de l’électricité (puissance électrique installée de 4 à 6 MW). La période 2004-2008 est destinée aux travaux d’expérimentation avec notamment la réalisation d’essais de circulation de longue durée entre puits. L’objectif principal sera de déterminer la productivité hydraulique du réservoir créé en profondeur, d’évaluer sa productivité thermique et de travailler sur sa gestion à long terme.

Si les travaux sont concluants, ceux-ci devraient conduire à l’horizon 2010- 2015 à la réalisation d’un prototype industriel d’une puissance électrique de 25 MW.

Avis de l’Ademe

Plutôt ciblé initialement sur les réseaux de chaleur urbains et les usages thermiques, le domaine d’application de la géothermie s’est élargi ces dernières années à ceux de la production d’électricité et des pompes à chaleur sur capteurs enterrés.

La géothermie est une source d’énergie prometteuse pour atteindre les objectifs du Grenelle de l’Environnement, estime l’agence.

En matière de production de chaleur, l’Ademe recommande, afin de soutenir l’activité de la géothermie dans l’habitat et le tertiaire, de réactualiser les inventaires de données de sous-sols dans le but d’obtenir une meilleure connaissance des ressources exploitables. Un accent doit être mis sur l’information des maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre concernés (mise à disposition d’outils cartographiques sur les ressources, aide au financement d’opérations exemplaires, formation, …).

De plus, l’accès à des mesures d’incitation comme la garantie AQUAPAC (garantie sur le succès de la campagne de forage) doit être facilité. Enfin, comme pour les autres filières d’énergies renouvelables, les démarches de qualité des installateurs, y compris les foreurs, doivent progresser vers une certification à l’échelle européenne.

En matière de production d’électricité, la recherche doit être poursuivie afin d’accroître la contribution de la production d’électricité d’origine géothermale dans les Départements d’Outre Mer et de mieux positionner les opérateurs géothermiques français dans les développements internationaux de la géothermie en contexte îlien.

Un autre objectif, poursuivi notamment dans le projet européen de recherche de Soultz-sous-Forêts, est d’approfondir la faisabilité de la géothermie profonde des roches fracturées.