A quoi ça sert ?

    La géothermie regroupe l’ensemble des technologies qui permettent d’exploiter la chaleur de la Terre. Elle offre un réservoir énergétique immense et un panel de solutions qui répondent, de façon durable, à des besoins variés :

    chaudLa production de chaud


    La chaleur présente sous la surface de la Terre est captée puis valorisée directement ou via une pompe à chaleur (PAC) si le niveau de température est insuffisant. 

    Cela permet des applications diverses :

    • chauffage des bâtiments,
    • production d’eau chaude sanitaire,
    • production de chaleur pour des procédés industriels ou agricoles.
       

    froid et fraisLa production de froid et de frais


    En été, la température du sous-sol à faible profondeur est inférieure à celle de l’air extérieur. Ce frais peut être récupéré et utilisé directement dans les bâtiments pour le rafraîchissement, c’est le géocooling.

    Une autre solution consiste à utiliser une pompe à chaleur réversible en mode « froid ». Cela permet une climatisation en sollicitant très peu le système électrique. Cette possibilité de produire du « froid durable » est particulièrement pertinente dans un contexte de réchauffement climatique.
     

    electriciteLa production d’électricité 


    Les ressources géothermiques dont les températures dépassent 110 °C permettent de produire de l’électricité, que l’on peut éventuellement coupler avec de la production de chaleur. On parle alors de cogénération.

    L’électricité est vendue sur le réseau public d’électricité alors que la chaleur peut alimenter un processus industriel agricole ou un réseau de chaleur urbain.
     


    quelles géothermies pour quels usages
    Quelles géothermies pour quels usages ? © BRGM - Connexités


    Plus d'infos sur les usages de la géothermie
     

    Les atouts de la géothermie

    Disponible en continu, presque partout


    La ressource géothermique est présente sur la quasi totalité du territoire français, à des profondeurs variant de quelques mètres à 5 kilomètres, même si les réservoirs les plus profonds se situent dans des formations géologiques bien spécifiques.

    Les installations qui valorisent cette ressource peuvent fonctionner tous les jours de l’année, 24 h sur 24, indépendamment des conditions météorologiques.
     

    Durable


    Les technologies de la géothermie valorisent l’énergie du sous-sol sur place, sans transport ni combustion. Elles génèrent donc très peu de gaz à effet de serre.

    On considère que les installations qui fonctionnent avec des pompes à chaleur (PAC) géothermiques rejettent environ 4 fois moins de CO2 que celles utilisant l’électricité de façon classique, 5 fois moins que celles au gaz naturel et 7 fois moins que celles au fioul, pour satisfaire un même besoin de chauffage.

    Une installation-type qui alimente un réseau de chaleur de l’Ile-de-France permet, quant à elle, d’économiser de l’ordre de 10 000 tonnes équivalent CO2 (ADEME/BRGM, 2011).

    De même, une centrale de production d'électricité géothermique émet en moyenne 10 à 15 fois moins de CO2 pour produire un kWh qu’une centrale classique à combustibles fossiles.

    Les équipements géothermiques n’émettent pas non plus de particules fines, ni de molécules nocives. 

    Plus d'infos sur les enjeux écologiques de la géothermie
     

    Compétitive en coût complet


    La géothermie demande souvent un investissement initial supérieur à celui des énergies conventionnelles (électricité, fioul, gaz), mais son coût de fonctionnement est nettement inférieur.

    Dans le cas du chauffage d’une maison individuelle, la facture énergétique de fonctionnement est divisée par quatre au minimum, de façon durable,puisqu’elle ne porte que sur l’apport d’énergie conventionnelle nécessaire au fonctionnement de la pompe à chaleur. Cela permet ainsi d’être moins dépendant de la volatilité des prix des énergies fossiles.

    Quant à l’énergie fournie par les réseaux de chaleur géothermique exploitant un aquifère profond, elle figure parmi les plus compétitives (ADEME/AMORCE, 2019).

    Plus d'infos sur les aspects économiques de la géothermie
     

    Locale et discrète


    La géothermie est une énergie locale, disponible presque partout.

    Sa mise en œuvre demande peu de foncier et les installations de production de chaleur s’intègrent bien dans leur environnement. Une fois les travaux réalisés, le forage est invisible et ne génère ni bruit, ni odeur. Le local technique est de taille modeste car il n’y a pas de stockage de combustible. Les installations géothermiques peuvent ainsi être réalisées en zones urbaines comme rurales. Les installations de production d’électricité peuvent être plus conséquentes.
     

    Innovante


    Le caractère modulable et renouvelable de la géothermie, le fait de pouvoir la coupler à d’autres énergies, en font un atout dans la lutte contre le réchauffement climatique et les réflexions sur la ville durable de demain.

    Plus d'infos sur la recherche et l'innovation
     

    Fiable


    Une quarantaine de communes d’Ile-de-France sont chauffées depuis les années 1980 par des réseaux de chaleur alimentés par géothermie. Par ailleurs, plus de 155 000 pompes à chaleur géothermiques ont été installées en France ces vingt dernières années.

    Les technologies mises en œuvre sont simples et robustes. Elles sont aussi pérennes puisque la ressource est permanente et la durée de vie des installations est longue (50 ans pour une sonde, 40 ans pour un doublet).

    Le développement de cette énergie renouvelable est encouragé par les pouvoirs publics et des dispositifs de soutien, financiers et techniques, existent.

    Plus d'infos sur les dispositifs techniques et financiers pour un projet de qualité
     

    Comment ça marche ?

    Le principe de la géothermie est de capter l’énergie disponible sous la surface de la Terre.
    Lorsque l’énergie est captée à moins de 200 mètres de profondeur, on parle généralement de géothermie de surface.
    Si elle est captée au-delà, on entre dans le domaine de la géothermie profonde.
     

    géothermie profonde La géothermie profonde 


    La température du sous-sol augmente avec la profondeur. C’est ce que l’on appelle le gradient géothermal.

    En moyenne en France, la hausse est de 3,3°C par 100 mètres.

    Avec la géothermie profonde, on peut produire, de façon durable, de l’électricité et/ou de la chaleur pour alimenter directement des réseaux de chaleur ou des procédés industriels ou agricoles.

    Géothermie profonde

    Plus d'infos sur les technologies de géothermie profonde
     

    géothermie de surface La géothermie de surface


    Dans les premiers 200 mètres de profondeur, les technologies de la géothermie valorisent l’inertie thermique du sol, c’est-à-dire la stabilité en température du sol, plutôt que son niveau de température. 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.

    Cette énergie est captée pour alimenter une pompe à chaleur (PAC), qui la transforme et la transmet à un niveau de température compatible avec des émetteurs (radiateurs, planchers chauffants, ventilo-convecteurs).

    Avec la géothermie de surface, de façon durable, on peut produire du froid, du frais, de la chaleur et de l’eau chaude sanitaire, pour répondre à des besoins résidentiels, tertiaires, agricoles, industriels, …

    Géothermie de surface

    Plus d'info sur les technologies de géothermie de surface
     

    Les géothermies sur le terrain

    Les énergies renouvelables en France


    Les énergies renouvelables en France, c’est environ 10 % de la consommation d’énergie primaire en 2017. 

    Consommation energie primaire
    Source : Commissariat au Développement Durable, Chiffres clés des énergies renouvelables, Édition 2019


    Dans ce mix énergétique, qui doit grandement évoluer afin d’atteindre les objectifs de l’Accord de Paris, la géothermie compte pour 1,3 % de la production primaire d’EnR, auxquels il faut ajouter les pompes à chaleur géothermiques qui sont comptabilisées dans la rubrique "Pompes à chaleur". Alors que toutes les sources d’énergies renouvelables doivent être mobilisées pour atteindre les objectifs de la Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte (LTECV), la géothermie est un véritable atout.
     

    production primaire energies renouvelables
    Source : Commissariat au Développement Durable, Chiffres clés des énergies renouvelables, Édition 2019

     

    La production géothermique

     

    Parcs des installations géothermiques dans le monde, l’Europe et la France en 2017 : puissances et productions électriques et de chaleur
      Monde Europe** France**
    Puissance électrique installée 13 329 MW* 1 009 MW 17 MW
    Puissance thermique des réseaux de chaleur   1 763 MW 509 MW
    Parc des PAC géothermiques   1,5 millions d'unités 154 900 unités
    Production électrique 81 700 GWh*** 6 715 GWh 133 GWh
    Production d'énergie thermique   9 639 GWh dont 3000 via des réseaux de chaleur 1 977 GWh dont 1512 via des réseaux de chaleur

    * Source : IRENA capacity statistics 2019 ; ** Baromètre Eurobserv’ER – Etat des énergies renouvelables en Europe – Edition 2018. Données 2017 ; *** REN 21 – Edition 2017.
    1 MW = 1 mégawatt = 1 000 kilowatts. Cela équivaut à la puissance totale de 10 000 ampoules de 100 watts.
    1 GWh = 1 gigawattheure = 1 million de kilowattheures. Cela équivaut à la consommation annuelle d’électricité d’environ 400 foyers pour leurs besoins domestiques (hors chauffage et eau chaude sanitaire).

    Plus d'infos :

    Pour en savoir plus

    Références


    ADEME (2017), Chauffer et rafraîchir avec une énergie renouvelable, géothermie très basse énergie, Ils l’ont fait

    ADEME/AMORCE, Enquête sur le prix de vente de la chaleur et du froid en 2017

    ADEME/BRGM (2011), La géothermie et les réseaux de chaleur, guide du maître d’ouvrage

    ADEME/BRGM (2019), Géothermie, une énergie performante et durable pour les territoires. 6 bonnes raisons de choisir la géothermie 

    AFPG, ADEME, BRGM, ES Géothermie (juin 2019), Geothermal Energy Use, Country Update for France. European geothermal congress 2019

    ADEME (2016), Marchés et emplois liés à l'efficacité énergétique et aux énergies renouvelables : situation 2013- 2014 et perspectives à court terme 

    IRENA (2019), Statistiques de capacité renouvelable 2019
     

    Liens utiles


    ADEME, Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie

    L’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME) est un établissement public sous la tutelle conjointe du ministère de la Transition écologique et solidaire et du ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation. Elle participe à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de l’environnement, de l’énergie et du développement durable. Elle met ses capacités d’expertise et de conseil à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public, afin de leur permettre de progresser dans leur démarche environnementale.

    Fonds Chaleur

    En France, la production de chaleur représente la moitié des consommations d’énergie. Elle repose encore principalement sur les combustibles fossiles, alors que notre pays ne manque pas d’alternatives. Aussi, le Fonds chaleur a été mis en place pour financer les projets de production de chaleur à partir d’énergies renouvelables et de récupération (EnR&R) et favoriser l’emploi et l’investissement dans ces différents secteurs d’activité. Il est géré par l’ADEME depuis 2009.

    AFPG, Association Française des Professionnels de la Géothermie

    L'Association Française des Professionnels de la Géothermie (AFPG) fédère une centaine d’adhérents représentatifs des métiers de l’énergie géothermique en France métropolitaine et en Outre-Mer : foreurs, équipementiers, gestionnaires de réseaux de chaleur, énergéticiens, bureaux d’études, organismes de recherche, ... Elle est organisée en deux filières : la géothermie de surface et la géothermie profonde. Elle mène des projets au plan régional, national, européen et international, s’inscrivant dans des thématiques telles que la réglementation, la qualification, la structuration de la filière géothermie à l’export en représentant les professionnels auprès des pouvoirs publics et dans de nombreuses associations et syndicats de la filière, en France et en Europe.

    BRGM, Service géologique national

    Service géologique national, le BRGM est l’établissement public de référence dans les applications des sciences de la Terre pour gérer les ressources et les risques du sol et du sous-sol. Ses activités s’inscrivent dans la transition énergétique. Il intervient en appui aux politiques publiques pour l’environnement, l’aménagement du territoire et le développement durable. Fondées sur les sciences de la Terre, ses compétences portent sur les ressources minérales, les pollutions, les risques, la gestion de l’espace géologique (urbain, littoral, stockages, déprise minière), et la géothermie.

    EGEC, European Geothermal Energy Council

    Le Conseil européen des géothermies est une association européenne de 120 membres issus de 28 pays, fondée en 1998. Il fédère les professionnels européens de la géothermie et favorise le développement des géothermies en Europe et dans le monde. Dans ce domaine, il participe à l’élaboration des politiques, travaille à l’amélioration des conditions économiques de déploiement et des actions de recherche et développement.

    IGA, International Geothermal Association

    L’association internationale de géothermie (IGA) réunit plus de 4000 partenaires industriels et académiques à l’échelle mondiale et souhaite porter leurs voix. Elle offre un soutien spécifique aux pays dont le secteur géothermique amorce juste son développement.

    IRENA, International Renewable Energy Agency

    L'Agence internationale des énergies renouvelables a l’ambition de servir de plateforme pour la coopération internationale dans ce domaine et de centre de référence.