Introduction

La géothermie concerne l'ensemble des phénomènes thermiques internes de la terre. Pour des applications énergétiques, cette chaleur est  valorisée, soit directement par extraction d'eau chaude ou de vapeur, soit indirectement en utilisant le puits géothermique comme échangeur de chaleur.           
 
Les puits géothermiques vont puiser les calories dans l’écorce terrestre là où des mouvements convectifs permettent le renouvellement du réservoir de chaleur. Le potentiel d'un gisement géothermique est donc fonction de sa température ou son enthalpie ainsi que de sa capacité de renouvellement thermique.


La source

La chaleur naturelle géothermique est une source renouvelable d'énergie issue de la terre. Sous la croûte terrestre, la terre est chaude : en son centre, il y régnerait des températures pouvant atteindre 5 000 °C et son manteau supérieur (entre 70 et  700 km de profondeur) a une température de 500 à 1 000 °C. La croûte est une couche isolante qui nous protège de ces températures élevées. Elle a une épaisseur de 20 à 65 km sous les continents est de 5 à 10 km sous les océans qui nous protège de ces températures élevées. Cependant, la croûte présente des points de faiblesse où peuvent se manifester des activités volcaniques. Ce qui n’est pas actuellement le cas en Belgique.

Le gradient géothermique moyen en Europe est de 3 degrés par cent mètres de profondeur, ce qui signifie que lorsque l'on descend de cent mètres dans l’écorce terrestre, la température augmente de 3 degrés. Ce gradient peut atteindre des valeurs bien plus élevées dans des zones mobiles de la lithosphère (partie solide de l'écorce terrestre), comme dans certaines régions à activité volcanique.

En Belgique, le flux de chaleur géothermique qui atteint le sol par conduction au travers des roches du sous-sol belge est de l’ordre de 0,110 W/m².

A Saint Ghislain, près de Mons, le puits atteint la profondeur de 2 400 m et il exploite une source d’eau à 72°C.

Par rapport à la plupart des énergies renouvelables, l'énergie géothermique présente le grand avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques ni même de la disponibilité d'un substrat comme c'est le cas pour la biomasse. Cependant, dans son exploitation, il faut veiller à s’assurer de son caractère renouvelable. En effet, si le rythme auquel l'énergie géothermique se reconstitue est inférieur à celui auquel elle est exploitée, un puits verra progressivement son réservoir calorifique diminuer.

 

 

 

Système de conversion

On caractérise les ressources géothermiques et les systèmes d’exploitation selon le contenu enthalpique qui tient compte de la température et de la pression du mélange eau/vapeur de la zone géologique. Généralement, on distingue :

  • La géothermie de haute enthalpie pour laquelle la température est supérieure à 180°C avec un mélange d’eau et/ou de vapeur sous pression. Ces sites permettent une production d'électricité et ils se situent généralement dans des zones à haute intensité géothermique.
  • La géothermie de moyenne enthalpie qui exploite des gisements d’eau chaude sous pression dont la température se situe entre 90°C et 180°C. Ces sites sont plus fréquents et selon la pression de la vapeur d’eau, ils permettent la production d’électricité.


La géothermie de basse enthalpie qui exploite des gisements d’eau chaude dont la température se situe en dessous de 100°C. Leurs usages permettent uniquement le chauffage de bâtiments, de logements, de serres, de piscines, de pisciculture…


Installation géothermique à haute enthalpie
de Larderello (Italie).