La géothermie à très grande profondeur ouvre des perspectives nouvelles dans le domaine des énergies renouvelables. L'expérience menée à Soultz-sous-Forêts, près de Strasbourg, sera à cet égard décisive. La nouvelle technologie utilisée pour récupérer la chaleur naturellement stockée dans le sous-sol n'a jamais été mise en oeuvre. Elle consiste à injecter de l'eau froide à haut débit sous forte pression (100 bars) dans la roche granitique dont la température dépasse 200° à 5000 mètres de profondeur. L'eau circule dans les fractures naturelles de la roche et se réchauffe à son contact.
L'injection d'eau se fait par un puit central creusé jusqu'à 5000 mètres. L'eau ainsi réchauffée est extraite par deux autres puits de production. En surface, l'eau est récupérée à une température de 200°. Après un passage dans un échangeur thermique, l'eau est transformée en vapeur qui entraîne une turbine et un alternateur qui devraient produire 5 mégawatts d'ici 2006.
L'ensemble du système est conçu pour fonctionner en continu 8000 heures par an et devrait produire un kWh à un coût compris entre 0,004 et 0,008 euros. Si cette installation-pilote donne satisfaction, deux prototypes d'une puissance de 25 mégawatts chacun pourraient être construits, de quoi alimenter en électricité une ville de 50000 habitants. Le projet de Soultz est évalué à 50 millions d'euros, et est financé à 80 % par l'Europe.
Le potentiel offert par les sites favorables à la production d'énergie par géothermie profonde est considérable, de l'ordre de 110 000 mégawatts, soit la puissance actuelle du parc français de production d'électricité. Mais cette géothermie profonde, qui peut être exploitée sur un même site pendant au moins 20 ans, ne sera compétitive que lorsqu'une dizaine de sites existeront en France et totaliseront une capacité de plus de 300 mégawatts.
Le projet de Soultz-sous-Forêts est véritablement pionnier car il met en oeuvre une technologie propre à la géothermie des roches chaudes fracturées (HFR). Ce projet constitue une rupture technologique importante et confère à notre pays une avance technique certaine dans cette filière énergétique d'avenir.
La France aurait donc tort de se priver de cette énergie qui ne pollue pas et qui permet, à un coût d'exploitation minime, de lutter contre l'effet de serre. Ainsi, on estime à 78 Euros le prix d'une tonne de CO2 évitée par la réalisation et l'exploitation d'une installation géothermique, contre 810 Euros par le solaire thermique par exemple.
En France, plus de 200 000 équivalents-logements sont actuellement raccordés à des réseaux de chaleur utilisant prioritairement l'énergie géothermique. La chaleur géothermique produite annuellement dans notre pays est de l'ordre de 1 380 GWh (119 ktep), ce qui place la France au 10ème rang mondial pour l'utilisation de cette filière.
Au niveau mondial, la production d'électricité par géothermie est de l'ordre de 50 TWh, ce qui place cette source d'énergie propre au 3ème rang après l'hydraulique (2 600 TWh) et la biomasse (157 TWh).
Dans un récent rapport (Voir notre article détaillé "La géothermie : une énergie inépuisable" plus bas, dans la rubrique "Matière&Energie), le Massachusetts Institute of Technology insiste sur le fait que la géothermie peut répondre aux besoins actuels et à venir à un prix sans comparaison avec celui du pétrole et aussi sans aucune pollution atmosphérique. Les auteurs de cette étude sont persuadés que cette ressource énergétique peut être exploitée à plus grande échelle. Ils soulignent le faible impact sur l'environnement de la géothermie et, autre avantage, le caractère régulier et prévisible de l'énergie géothermique.
Nos voisins allemands parient également sur la géothermie. En novembre 2003, ils ont inauguré la première centrale géothermique d'Allemagne dans la commune de Neustadt-Glewe (Mecklenbourg). L'installation, qui doit approvisionner en courant environ 500 habitations, a une puissance de 2100 kilowatts. Le potentiel géothermique de l'Allemagne est également énorme. Avec les techniques actuelles, la géothermie a un potentiel de production capable de couvrir 600 fois les besoins en électricité annuels de l'Allemagne.
Mais la géothermie ne se limite pas aux ressources à grande profondeur. Il faut également évoquer la géothermie dite "de basse intensité" qui ouvre également de grandes perspectives grâce aux progrès technologiques. La géothermie basse et très basse énergie de faible profondeur (de 100 à 200 mètres) permet de se chauffer à l'aide d'échangeur thermique (pompes à chaleur à présent parfaitement fiables et d'un très bon rendement énergétique). La géothermie basse énergie s'appuie principalement sur des aquifères à des températures comprises entre 30° et 100° C.
Cette technologie très bien maîtrisée et peu coûteuse permet de récupérer de manière très efficace les calories stockées dans le sous-sol à l'aide d'un forage de production et d'un forage de réinjection.
Un forage de ce type fournit en moyenne une énergie thermique de 50 Watts par mètre, soit 5 kWh pour un forage de 100 mètres de profondeur. Le grand avantage de la pompe à chaleur est qu'elle ne nécessite aucune autre énergie que celle nécessaire au puisage des calories dans l'environnement : en utilisant 1 kWh pour faire fonctionner la pompe à chaleur, il est possible de récupérer gratuitement jusqu'à 3 kWh naturellement présents dans l'environnement tout en le préservant. La chaleur nécessaire pour chauffer un bâtiment provient alors pour les deux tiers de l'environnement et pour un tiers de l'énergie électrique pour faire fonctionner la pompe à chaleur.
Les équipements géothermiques sont plus onéreux à l'installation que les systèmes traditionnels : il faut compter environ 9 200 ? pour une maison de 120 m2. En revanche, ces systèmes sont d'un entretien limité et sont plus vite rentables : 75 % d'économie d'énergie par an par rapport au chauffage électrique, 60 % par rapport au gaz Propane, 50 % par rapport au fuel ou au gaz naturel. A titre d'exemple, pour chauffer une maison de 75 à 100 m² habitables, dotée de planchers chauffants, cela revient chaque année à environ 185 ? (pour l'essentiel, l'électricité qui alimente la pompe), trois fois moins cher qu'avec le fioul. La géothermie basse et très basse énergie (forages de faibles profondeurs et pompes à chaleur) est déjà utilisée à grande échelle en Suisse et en Allemagne et pourrait permettre à notre pays de réaliser rapidement, et sans investissements trop coûteux (amortissement moyen en 5 ans), d'importantes économies d'énergies fossiles dans le chauffage des bâtiments publics et des habitations privées.
Dans le cadre de la promotion des énergies renouvelables prévue par la nouvelle politique énergétique du Gouvernement, il serait souhaitable que la France, qui dispose à la fois d'un fort potentiel d'exploitation géothermique et d'une avance technologique remarquable, dans le domaine de la géothermie à grande profondeur, accorde à la géothermie une place plus importante dans les années à venir et conforte son excellence technologique dans ce domaine d'avenir.
René Trégouët
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
