Géothermie
Capter la chaleur de la Terre pour produire de l'électricité comme de la chaleur directe. Contrairement au soleil et au vent, la géothermie fonctionne en continu, en base (baseload), de jour comme de nuit. Mais elle dépend de la ressource du sous-sol : les principaux risques se concentrent au forage, dans la chimie du fluide et dans la sismicité induite, pas dans le bloc de production électrique.
Les grandes familles
Vapeur sèche, flash, binaire (ORC)
Trois familles de centrales : vapeur sèche (la vapeur du réservoir entraîne directement la turbine), flash (l'eau chaude sous pression se vaporise par détente), et cycle binaire à fluide organique (ORC) pour les ressources de basse à moyenne température, où un fluide secondaire à bas point d'ébullition fait tourner la turbine.
Réseaux de chaleur, profonde, surface, PAC
Usage thermique direct : réseaux de chaleur urbains alimentés par géothermie profonde, géothermie de surface couplée à des pompes à chaleur pour le bâtiment, et sondes verticales peu profondes. La chaleur extraite sert le chauffage, l'eau chaude et certains procédés industriels.
Systèmes géothermiques stimulés, forage profond
Les systèmes géothermiques stimulés (EGS) créent ou ouvrent des fractures dans la roche chaude sèche par injection d'eau sous pression, là où il n'existe pas de réservoir naturel. Couplés au forage profond, ils visent à étendre la géothermie hors des zones volcaniques — au prix d'un risque de sismicité induite.
Enjeux clés
- Ressource & forage — le risque d'exploration domine le projet : on ne sait pas avant d'avoir foré si le réservoir tient ses promesses de débit et de température. Le coût des puits, profonds et incertains, pèse le plus lourd dans le budget.
- Chimie du fluide — les saumures géothermiques sont agressives : corrosion des aciers, entartrage (scaling) des conduites et échangeurs, et gaz non condensables — dont le sulfure d'hydrogène (H2S), toxique et corrosif — qu'il faut traiter.
- Sismicité induite — la stimulation d'un réservoir, en particulier en EGS, peut déclencher des séismes ressentis. Le projet de Bâle (2006) en est le cas de référence : surveillance microsismique et protocoles d'arrêt (« traffic light ») sont devenus obligatoires.
- Sécurité du procédé en cycle binaire — dans une centrale binaire (ORC), le fluide de travail organique est souvent inflammable : maîtrise des fuites, zonage des atmosphères explosives et systèmes instrumentés de sécurité (IEC 61511) encadrent le bloc de puissance.
- Gestion de la ressource & réinjection — pour durer, un champ géothermique doit être exploité en équilibre : réinjection du fluide refroidi pour soutenir la pression du réservoir et éviter son épuisement ou son refroidissement prématuré.
Voir aussi
Normes spécifiques à la géothermie
- Sécurité des procédés & équipements sous pression — Il existe peu de normes internationales dédiées à la géothermie : les centrales appliquent les règles générales de sécurité des procédés et d'équipements sous pression (réservoirs, vapeur, turbine, échangeurs).
- IEC 61511 — Sécurité fonctionnelle des systèmes instrumentés de sécurité (SIS) : pertinente pour la maîtrise du procédé d'une centrale à cycle binaire (ORC), dont le fluide de travail est souvent inflammable.
- IEC 60079-0 — Atmosphères explosives : zonage et matériel pour les gaz inflammables et le sulfure d'hydrogène (H2S) présents dans certains fluides géothermiques.
Fiches normes liées sur IndustryHub
Acteurs majeurs
Turbines & cycle binaire
Ormat, Toshiba, Mitsubishi Power.
Exploitants & développeurs
Enel Green Power, Calpine (« The Geysers »), Ormat.
Forage
Baker Hughes, SLB.
Pompes à chaleur & géothermie de surface
Vaillant, Viessmann, Bosch.
Repères
| Fait | Année | Lieu | Leçon |
|---|---|---|---|
| « The Geysers » — le plus grand champ géothermique du monde | Années 1960 | Californie, USA | Exploité depuis les années 1960, « The Geysers » est le plus grand champ géothermique du monde et un exemple durable de renouvelable en base (baseload) fonctionnant jour et nuit pendant des décennies. |
| EGS de Bâle — sismicité induite | 2006 | Bâle, Suisse | Un projet de géothermie profonde stimulée (EGS) a provoqué des séismes ressentis et a été arrêté. C'est le cas de référence du risque de sismicité induite pour l'EGS. |