c) L'énergie géothermique.

  • L'énergie géothermique provient de la chaleur accumulée dans le sous-sol. Elle est perpétuellement réapprovisionnée par la radioactivité des roches et la proximité du magma en dessous de la croûte terrestre.
    L'exploitation par l'homme de cette énergie renouvelable porte le nom de géothermie.

 

Qu'est ce que la géothermie? :
C'est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à l'exploiter. Par extension, la géothermie désigne aussi l'énergie géothermique issue de l'énergie de la Terre qui est convertie en chaleur.

On distingue trois types de géothermie :

  • la géothermie peu profonde à basse température ;
  • la géothermie profonde à haute température ;
  • la géothermie très profonde à très haute température.

Ces trois types de géothermie prélèvent la chaleur contenue dans le sol.

L'énergie géothermique est exploitée dans des réseaux de chauffage et d'eau chaude depuis des milliers d'années en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen.



L'Origine de cette énergie.
On sait que le magma est un élément chaud. De plus, cette chaleur s'infiltre dans la croûte terrestre, qui est, elle, épaisse de 30 à 70Km en moyenne. Donc, on en conclue qu'il existe un gradient géothermique, c'est à dire que plus on creuse, plus la température de la Terre augmente. En effet, le forage le plus profond jamais réalisé, appelé Forage Sg3, a pu relever une température d'environ 180°C en creusant à 12Km de profondeur.
Cette énergie étudie donc ce phénoméne d'augmentation de la température en fonction de la profondeur.

 

Courbe illustrant le gradient géothermique. 

 La structure de la Terre:

 

 - le noyau, composé de fer et de nickel a un rayon d’environ 3500 kilomètres et une température d’environ 4 200°C.

- Le manteau riche en silicates de fer et de magnésium a un rayon d’environ 3000 kilomètres et une température de 1 000 à 3 000°C.

 

- L’écorce ou «croûte» (lithosphère) est formée de plaques.

 

 

 

Eclaté de la structure de la Terre.

 

 

Le principe de cette énergie.

- La géothermie peu profonde à basse température:
Il s'agit d'extraire la chaleur contenue dans le sous-sol afin de l'utiliser comme chauffage. La géothermie peu profonde et de basse température utilise l'eau contenue dans le sous-sol. En effet, le rendement change en fonction de la méthode utilisée.
De plus, la profondeur du forage est peut profonde. Toutefois,
 la géothermie peu profonde et basse température utilise de plus en plus la chaleur du sol. En dessous de  4,50m la température du sol est constante tout au long de l'année avec une température moyenne de11,66°C.

 

- La géothermie profonde à haute température:
Pour la géothermie profonde à haute température, les forages utililisés sont donc plus profonds.
Selon le principe du gradient géothermique, la profondeur su forage se fait en fonction de la température désirée. En moyenne, la température du sol augmente de 4°C par tranche de 100m de profondeur.

 

- La géothermie très profonde à très haute température:

La géothermie très profonde necessite un forage beaucoup plus profond que la géothermie peu profonde et profonde. En effet, on observe, qu'en moyenne, la température du sol augmente de 20 à 30 degrés par kilométre. Cependant, cela dépend tout de même de la région, si elle est sédimentaire ou volcanique.
On distingue trois types de géothermie selon la chaleur de la température:

 

  • la géothermie à haute énergie ou géothermie privilégiée: elle exploite des sources hydrothermales très chaudes, ou des forages très profonds où de l'eau est injectée sous pression dans la roche. Cette géothermie est surtout utilisée pour produire de l'électricité
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  • la géothermie de basse énergie est la géothermie des nappes profondes (entre quelques centaines et plusieurs milliers de mètres) aux températures situées entre 30°C et 100°C. Ses principales utilisations sont les réseaux de chauffage urbain.
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  • la géothermie de très basse énergie est la géothermie des faibles profondeurs aux niveaux de température compris entre 10°C et 30°C. Ses principales utilisations sont le chauffage et la climatisation individuelle.
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 Schéma de principe de l'exploitation de l'énergie géothermique

Par rapport aux autres énergies propres, l'énergie de la terre, ou géothermie, ne dépend en aucun cas des conditions météorologiques tels que le soleil, la pluie ou le vent.
Cette source d'énergie peut donc être utilisée presque continuellement sauf pendant des opérations de maintenance. La durée de vie des gisements géothermiques est d'environ 30 à 80 ans.

Le fonctionnement de cette énergie.
Tout se joue grâce au changement d'état, quand un  fluide passe de l'état liquide à l'état gazeux, et inversement.

On fait passer un long tuyaux de cuivre dans le sol du jardin, où l'on fait circuler un liquide qui se réchauffe au contact de la Terre. Il faut préciser que ce liquide à la propriété de se mettre à bouillir très vite et à très basse température: son état liquide devient donc gazeux.
Puis, l'on comprime cette vapeur à l'aide d'un compresseur situé dans la maison: cela permet d'augmenter fortement la température de la vapeur. Cette derniére est alors conduite à un condensseur qui la refait passer à l'état liquide. La chaleur, lors du changement d'état de la vapeur, est transmise aux radiateur ou aux planchers chauffants de la maison.
Le liquide continu son cycle et repart, par circuit fermé, se réchauffer dans le jardin.


 Le fonctionnement de l'énergie géothermique.

 

 

 

 

 

 

 

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