Énergie géothermique


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Figure 1. Une station d'énergie géothermique en Islande produisant de l'électricité.[1]
Figure 2. Les points chauds géothermiques dans le monde.[2]

L'énergie géothermique est une énergie extraite de sources thermique provenant de profondeurs souterraines. L'énergie géothermique est une forme d'énergie primaire. Elle peut être utilisée directement pour produire de la chaleur ou pour créer de l'électricité. Dans les profondeurs du monde souterrain, la Terre restera chaude pendant des milliards d'années. L'énergie géothermique peut donc être utilisée sur une longue période (en tant que source d'énergie renouvelable), mais si la ressource n'est pas traitée avec soin, elle ne sera pas viable.

L'énergie géothermique est extraite sous forme de vapeur ou d'eau chaude du souterrain, qui peut ensuite être utilisée à de nombreuses fins (voir l'électricité géothermique et le chauffage). Les pays du monde entier sont actuellement limités par la technologie lorsqu'il s'agit d'exploiter l'énergie géothermique, et seuls ceux qui se trouvent sur certains « points chauds géothermiques » (figure 2) peuvent exploiter cette énergie de manière efficace.[3]

Un avantage de l'énergie géothermique est qu'elle n'est pas intermittente comme l'énergie solaire et éolienne, ce qui signifie qu'elle peut être utilisée à tout moment de la journée, tous les jours de l'année. Cela la rend assez fiable et permet de l'utiliser comme source d'énergie de base pour le réseau électrique.

Comme tous les pays ne sont pas en mesure d'extraire cette énergie, l'énergie géothermique n'est pas très utilisée dans le monde. Elle représente moins de 1% de l'approvisionnement mondial en énergie primaire. Certains pays, comme l'Islande, tirent une grande partie de leur énergie primaire de sources géothermiques (voir la visualisation de données ci-dessous). Les plus grands producteurs d'énergie géothermique au monde sont les États-Unis, la Chine, la Turquie, l'Islande, le Japon, la Hongrie et la Nouvelle-Zélande.[4]

Chaleur de la Terre

L'intérieur de la Terre est extrêmement chaud, et atteint même des températures de plus de 6000°C au noyau, à peu près la même température que la surface du Soleil.[5][6]

Une grande quantité de la chaleur de la Terre provient du réchauffement radioactif causé par la désintégration d'éléments tels que l'uranium et le thorium. Cependant, ces éléments ne se trouvent pas dans le noyau ; le modèle le plus populaire suggérant qu'ils se trouvent dans la lithosphère et le manteau. Cette forme de réchauffement représenterait 50 % de la chaleur de la Terre, le reste provenant de la chaleur primordiale de la Terre (chaleur de la formation de la Terre).[7]

Figure 3. Des volcans se trouvent le long des points chauds visibles dans la figure 2, en raison du déplacement des plaques tectoniques de la Terre.[8]

Points chauds

Les températures à proximité de la surface ne sont pas très élevées, ce qui signifie que l'énergie disponible pour les humains est plutôt de « faible qualité » (voir l'entropie pour des informations sur les qualités de l'énergie). La plupart des applications énergétiques nécessitent des températures plus élevées pour que le travail des moteurs thermiques soit efficace.[3]

Si un pays est situé sur un point chaud (figure 2), ce point chaud peut produire une chaleur à haute température qui peut générer efficacement de l'électricité. Ces points chauds se produisent en raison de leur localisation près des limites des plaques tectoniques, où la croûte est plus fine, et où des panaches de magma peuvent s'étendre près de la surface.[3]

Habituellement, la Terre se réchauffe d'environ 25°C par kilomètre de profondeur (voir le gradient géothermique). Dans ces points chauds, cette valeur peut atteindre plus de 60°C par kilomètre de profondeur, ce qui est idéal pour la collecte de l'énergie géothermique.[3]

Durabilité

L'énergie géothermique peut s'épuiser dans un endroit spécifique, rendant ce site de puits particulier non durable. Ce problème vient souvent du fait que les gens font remonter l'eau chaude souterraine plus vite qu'elle ne peut se renouveler. Plusieurs centrales géothermiques, comme celle des Geysers en Californie du Nord, ont surexploité l'eau et la chaleur de leurs sites, ce qui a entraîné un déclin de la production d'énergie.[3] L'eau est réinjectée dans le site, ce qui pourrait aider à résoudre ce problème. L'extraction de l'énergie géothermique doit être gérée avec soin sur chaque site où elle est utilisée afin de la maintenir de manière viable.

Visualisation de données

La visualisation ci-dessous montre la quantité d'énergie primaire produite par un pays. Elle est présélectionnée pour l'Islande afin de montrer sa dépendance à l'égard de l'énergie géothermique ; toutefois, plusieurs autres pays utilisent l'énergie géothermique en grande quantité, comme le Costa Rica (et d'autres pays d'Amérique centrale). Les pays qui bordent le « Cercle de feu », comme le montre la figure 2, utilisent l'énergie géothermique. Il existe également un point chaud similaire en Europe centrale et en Afrique de l'Est, notamment dans des pays comme l'Italie, le Kenya et la Turquie.

En savoir plus

Références

  1. Wikimedia Commons [Online], Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Krafla_geothermal_power_station_wiki.jpg#/media/File:Krafla_geothermal_power_station_wiki.jpg
  2. Adapted from: R. Wolfson, "Energy from Earth and Moon" in Energy, Environment, and Climate, 2nd ed., New York, NY: W.W. Norton & Company, 2012, ch. 8, pp. 204-224
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 et 3,4 R. Wolfson, "The Geothermal Resource" in Energy, Environment, and Climate, 2nd ed., New York, NY: W.W. Norton & Company, 2012, ch. 8, pp. 204-218
  4. World Energy Council, "World Energy Resources Geothermal 2016". Accessed Oct.22, 2018. Available from: https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2017/03/WEResources_Geothermal_2016.pdf(
  5. D. Alfè; M. Gillan & G. D. Price (January 30, 2002). "Composition and temperature of the Earth's core constrained by combining ab initio calculations and seismic data" (PDF). Earth and Planetary Science Letters (Elsevier) 195 (1–2): 91–98. Bibcode:2002E&PSL.195...91A. doi:10.1016/S0012-821X(01)00568-4.
  6. National Geographic. (August 18, 2015). Inside the Earth [Online], Available: http://science.nationalgeographic.com/science/earth/inside-the-earth/
  7. Physics World. (2011). Radioactive decay accounts for half of Earth's heat [Online] Available: http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/jul/19/radioactive-decay-accounts-for-half-of-earths-heat
  8. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/Puu_Oo_cropped.jpg

Auteurs et rédacteurs

Haydon Armstrong, Ethan Boechler, Allison Campbell, Edwin Cey, Paul Frey, Jordan Hanania, Rudi Meyer, Ashley Sheardown, Kailyn Stenhouse, Karen Street, Luisa Vargas Suarez, Jason Donev
Dernière mise à jour : 28 septembre, 2021
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