Comment fonctionne l’énergie géothermique

Comment fonctionne l’énergie géothermique ? L’énergie géothermique est une autre source d’énergie renouvelable qui tire parti des grandes quantités d’énergie stockées sous forme de chaleur dans l’eau, en profondeur sous la surface de la Terre. Mais pour comprendre comment fonctionne l’énergie géothermique, nous devons d’abord savoir d’où provient cette chaleur.

L’exemple le plus frappant de cela provient des « geysers » et des « sources chaudes » qui éjectent de grandes colonnes d’eau très chaude, de vapeur et de gaz dans les airs. En fait, le mot « géothermique » vient de la combinaison de deux mots grecs : Geo, signifiant « Terre », et Therme, signifiant « chaleur », le mot résultant « géothermique » signifiant littéralement « la chaleur générée par la Terre ». Ainsi, l’expression « énergie géothermique » signifie littéralement « l’énergie thermique générée par la Terre ».

L’énergie géothermique est obtenue en extrayant la source de chaleur disponible qui existe dans les zones chaudes sous la surface de la Terre et qui reste à une température relativement constante toute l’année, jour et nuit. Une fois disponible, l’énergie géothermique peut être utilisée directement ou indirectement comme ressource énergétique alternative pour chauffer ou refroidir nos maisons.

Cette énergie gratuite, qui se produit naturellement, est extraite par une série de tuyaux remplis d’eau enfouis sous la surface de la Terre. Cette eau géothermique est ensuite utilisée dans nos maisons pour le chauffage, appelée chauffage géothermique, ou pour produire de l’électricité, appelée énergie géothermique.

Mais comment l’énergie géothermique fonctionne-t-elle pour nous fournir de la chaleur ? Au cœur de la Terre, à environ 4000 miles sous sa surface, les températures peuvent atteindre bien plus de 9000 degrés Fahrenheit, ce qui est très chaud. Cette incroyable quantité de chaleur provient d’une combustion ardente de poussière et de gaz il y a quatre milliards d’années alors que la Terre était en train de se former.

De nombreux scientifiques croient que la désintégration radioactive du noyau intérieur maintient la chaleur régénérant et s’écoulant vers l’extérieur de ce noyau intérieur vers le manteau de roche plus dure qui l’entoure. Lorsque la température et la pression sont suffisamment élevées, une partie de cette roche du manteau fond. Ensuite, comme la roche fondue ou le magma est moins dense que la roche environnante, il s’élève lentement vers la croûte terrestre.

Parfois, en raison de la pression et de la force de plus de magma poussé par en dessous, le magma chaud atteint la surface de la Terre lors d’une éruption volcanique. La majorité du temps, le magma reste simplement sous terre et chauffe la roche adjacente ainsi que l’eau qui a suinté à travers les trous, fissures et failles géologiques dans la croûte terrestre, absorbant la chaleur en se déplaçant à travers ces roches chaudes.

Une partie de cette eau, dont les températures peuvent atteindre jusqu’à 700 degrés, remonte alors à travers des fissures jusqu’à la surface de la Terre, apparaissant sous forme de sources chaudes, de geysers ou de mares de boue bouillante. Bien plus souvent, l’eau et le magma sont piégés à l’intérieur de la roche, formant un réservoir géothermique souterrain naturel. Ce sont ces réservoirs géothermiques souterrains qui nous permettent d’avoir une autre ressource d’énergie alternative avec un potentiel incroyable.

Comprenons que la géothermie n’est pas l’exploitation minière, car l’exploitation minière retire le matériau extrait pour toujours ; il s’agit d’extraire la chaleur d’un fluide hydrothermal qui est reconstitué, parfois sur de très longues périodes par la Terre elle-même. Ces ressources d’énergie géothermique peuvent être utilisées soit pour la consommation directe, soit pour le chauffage, soit pour la production d’électricité de l’une des trois manières principales suivantes :

• 
  Énergie géothermique directe – il s’agit d’utiliser l’eau chaude disponible à la surface de la Terre ou très proche pour le chauffage, les bains ou le lavage.
• 
  Géothermie de source terrestre – il s’agit d’eau géothermiquement chauffée qui se trouve sous terre, mais pas trop profondément, permettant un accès facile à l’aide de tuyaux ou de forages thermoconducteurs.
• 
  Centrales géothermiques – celles-ci exploitent l’eau ou la vapeur extrêmement chaude à l’aide de forages verticaux creusés en profondeur sous terre, puis utilisent l’eau géothermique superchauffée et la vapeur pour produire de l’électricité.

Pour les applications domestiques, l’une des manières d’extraire cette énergie thermique est d’utiliser la technologie de pompe à chaleur géothermique. La pompe à chaleur géothermique ne produit pas d’électricité, mais circule un liquide thermoconducteur mélangé à de l’eau à travers de longs tuyaux appelés boucle terrestre enfouis jusqu’à 12 pieds sous terre, fonctionnant sur le même principe qu’un réfrigérateur domestique, mais en inverse.

Une pompe à chaleur géothermique, aussi connue sous le nom de « pompe à chaleur de source terrestre », est un moyen très efficace de chauffer et de climatiser nos maisons et bâtiments, car elle peut déplacer la chaleur dans les deux sens.

Par exemple, pendant les mois d’hiver plus froids, la chaleur à basse température est extraite du sol (la source de chaleur) pour être utilisée directement dans le chauffage des bâtiments et autres structures.

En été, lorsque la température monte, la pompe à chaleur géothermique fonctionne à l’envers, retirant la chaleur du bâtiment et la dissipant dans le sol en agissant comme un grand radiateur souterrain.

De ce fait, l’utilisation directe du chauffage géothermique est de plus en plus populaire auprès des propriétaires, car elle offre une alternative économique aux systèmes de chauffage au fioul ou au gaz coûteux. L’un des avantages de l’utilisation de l’énergie géothermique à domicile est que les économies d’énergie réalisées avec une pompe à chaleur géothermique peuvent être considérables sur le long terme.

L’énergie géothermique, en revanche, utilise de l’eau extrêmement chaude chauffée par l’activité magmatique souterraine qui est pompée à la surface par des puits géothermiques et utilisée pour la production d’électricité. Une fois que cette eau superchauffée atteint la pression atmosphérique, elle se transforme en vapeur qui est utilisée pour faire fonctionner des turbines et des générateurs à vapeur. Les centrales géothermiques deviennent de plus en plus courantes dans les zones volcaniques et dans des pays comme l’Islande et la Nouvelle-Zélande, où elles ont le potentiel de produire plus d’un quart de leurs besoins énergétiques.

Les principaux avantages de l’énergie géothermique sont qu’elle est propre, peu coûteuse, et ne nécessite pas de combustible supplémentaire, ce qui entraîne aucune émission de gaz à effet de serre ni pollution de l’air. Cependant, certains inconvénients liés à la géothermie incluent la pollution de l’eau souterraine et des eaux usées, des restrictions géographiques et des coûts d’entretien élevés. Mais le plus grand inconvénient est que plus une centrale géothermique est située près d’un volcan actif ou d’une source de chaleur, plus les problèmes opérationnels potentiels peuvent être importants.

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