Géothermie, solution verte en eaux troubles

Technologie pour récupérer la chaleur des eaux en profondeur, la géothermie permet un chauffage domestique décarboné. Si elle connaît aujourd’hui un regain d’intérêt, cette solution est encore sous-exploitée sur le territoire.

Ressource en sous-sol

Nicolas Hulot venait de démissionner et le mouvement des gilets jaunes commençait à faire du bruit. C’était en novembre 2018 : concilier « la fin du monde et les fins de mois » était la formule à la mode… Dans son discours sur la stratégie et la méthode pour la transition écologique, Emmanuel Macron mentionnait la géothermie comme source d’énergie à fort potentiel pour remplacer le gaz sur les territoires. Aujourd’hui cette technologie est de plus en plus considérée pour atteindre l’objectif de neutralité carbone pour 2050 énoncé par la Loi Énergie Climat de 2019.

Chantier de forage géothermique – MEDDE

La géothermie consiste à aller chercher de la chaleur dans le sol pour la réutiliser. Diffusée ensuite dans un réseau de chaleur urbain, elle sert notamment au chauffage domestique de logements, de bureaux ou d’équipements (piscine, écoles…). Elle est donc idéale en zone urbaine dense. Peu émettrice de dioxyde de carbone, elle n’est pas sujette aux aléas climatiques comme peuvent l’être les énergies renouvelables intermittentes (photovoltaïque et éolien).

Une énergie fiable ?

Schéma du réseau de chaleur urbain fonctionnant grâce à la géothermie à Drancy – Drancy.fr

Comparé aux énergies conventionnelles (gaz, fioul, électricité), l’investissement initial est certes plus élevé, mais son coût de fonctionnement est bien moins inférieur. « Contrairement, au prix du gaz et du pétrole, on peut maîtriser le coût de la géothermie sur trente ans. C’est une énergie locale et stable », expliquait au Parisien Guillaume Perrin, responsable Réseaux de chaleur et géothermie profonde à l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) Ile-de-France. Elle permet d’assurer une énergie peu coûteuse et ainsi de lutter contre la précarité énergétique.

La Maison de la Radio a été le premier bâtiment en France à exploiter cette technologie. Alors que la Guerre Froide crispe les relations internationales, le bâtiment est pensé comme une forteresse : l’architecte Henry Bernard prévoit des abris atomiques dans les fondations et il privilégie la géothermie plus le rendre plus autonome de l’extérieur. Après un certain engouement dans les années 70, la géothermie est délaissée dans les années 90. Avec la hausse du prix du gaz et l’apparition du Fonds chaleur, une aide gérée par l’Ademe, la technologie fait son retour depuis une dizaine d’années.

Le filon francilien

C’est notamment le cas en Île de France où la situation géologique est favorable. Comme les puits de la Maison de la Radio, ceux du quartier Clichy Batignolles inauguré en 2017 captent de l’eau à 27 degrés dans la nappe phréatique de l’Albien à 600 mètres de profondeur. D’autres centrales, en particulier dans le Val-de Marne, profitent du Dogger, un ensemble de roches calcaires poreuses datant du jurassique moyen, situé entre 1600 et 2000 mètres de profondeur. Y circulent des eaux impropres à la consommation, mais dont la température varie entre 56 et 85 degrés.

À Bobigny, le forage de nouveaux puits a commencé en novembre dernier. Pour la première fois, ils plongeront encore plus bas, dans la nappe du Trias, située au delà des 2100 mètres de profondeur. « L’exploitation du Trias est une innovation technologique, qui si elle aboutit, ouvrira de nouveaux horizons en matière de géothermie », assure Jacques JP Martin, Maire de Nogent-sur-Marne et président du Sipperec, le syndicat intercommunal de Paris pour l’énergie et les réseaux de communication. En effet, la conquête du Trias permettrait d’explorer l’ouest francilien jusque là peu propice à la géothermie.

Modéliser les sous-sols

La multiplication de projets de géothermies n’est pas sans contraintes. Il existe un risque de recyclage thermique, c’est à dire qu’un puit pourrait pomper de l’eau déjà utilisée et donc moins calorique. En effet, une centrale fonctionne grâce à deux puits en circuit fermé : un puit de production chargé de faire monter l’eau chaude en surface, et un puit d’injection pour renvoyer l’eau utilisée (et dont la température a baissé) dans la nappe phréatique.

Il faut donc veiller à éloigner la sortie du puit d’injection du puit de production, sans quoi de l’eau refroidie peut-être pompée à nouveau. En cas de surexploitation, le puit d’injection peut également nuire à des installations voisines. Une étude du Cerema (Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement) se penche sur ces risques et souligne l’importance de modéliser les zones d’influences thermiques des centrales géothermiques.

Géothermie de surface pour tous

Mais l’eldorado n’est pas seulement dans les profondeurs, des techniques de géothermie superficielle permettent d’exploiter l’inertie thermique du sol entre 10 et 200 mètres de profondeur. En hiver, le sol se refroidit moins vite que l’air extérieur et constitue donc un réservoir de chaleur. En été, il conserve de la fraîcheur alors que la température de l’air augmente. Il est donc possible de générer du chauffage et aussi de la climatisation. Potentiellement, 90% du territoire français y a accès contrairement à la géothermie profonde qui dépend des aquifères.

Extraction traditionnelle du lithium – Flickr

Encore marginales, d’autres applications sont également possibles. Lorsque les eaux dépassent les 110 degrés, il est possible de produire de l’électricité et d’amortir ainsi davantage ces coûts d’exploitation. Enfin, les exploitations profondes au nord de Strasbourg commencent à s’intéresser à l’extraction de lithium, ce métal hautement stratégique présent dans les batteries. En effet, le lithium est présent dans les roches profondes de la région et pourrait être capté par les puits géothermiques.