Alors, pour la géothermie profonde, une question
assez primaire, première, c'est de savoir d'où vient
cette chaleur qu'on cherche à exploiter.
Et pour cela, on peut se poser la
question à l'échelle du globe: quel est le flux de
chaleur qui sort en permanence de la Terre sur tous les
mètres carrés à la surface du globe ?
Et voir comment se répartissent ces flux de chaleur, quel
est son importance et on va essayer ensuite d'aller plus
progressivement vers ce qui se passe en métropole pour
voir comment se passe la situation en particulier en France.
Alors, si on regarde la façon dont sort la chaleur du sol
sur l'ensemble du globe, on peut voir sur cette figure
qu’en permanence, quelques Watts, quelques
fractions de Watts en fait sortent par mètre carré et que
ce flux de chaleur, en fait il est tout petit et si on
veut se faire une idée, typiquement, il est de l'ordre de
90 milliwatts par mètre carré donc si on prend 1 m² d’une
surface, il n'y a même pas 1 Watt qui sort.
Si on veut se faire une idée, c'est en regardant ce qui
se passe, par exemple si on était capables de convertir
toute cette énergie en électricité, la surface qu'
il faudrait pour chauffer quelques ampoules et bien c'est
plutôt du domaine d'un terrain de foot.
Donc c'est une petite chaleur qui existe et que l'on
cherche à utiliser.
Et puis, si on regarde de plus près, on voit bien sur
cette figure que la distribution de l'émission de la
chaleur en permanence elle n'est pas homogène.
Elle se distribue de façon différente entre les
continents et les océans et en fait, sur les continents,
elle est plus petite, elle est de l'ordre de 60
milliwatts par mètre carré, alors que sur les océans,
elle est un peu plus forte.
Donc, ça c'est le chiffre que l'on peut retenir: sur les
continents, on est environ à 60 milliwatts, donc une
petite fraction de Watts pour chaque mètre carré de la surface.
Alors, ce chiffre de 90 milliwatts il faut le situer par
rapport à d'autres choses et voir qu’en fait, si on est
sur 1 m² à la surface du sol, en fait ces 90 milliwatts,
c'est tout petit par rapport à ce qui va venir du Soleil.
Parce qu’on voit sur cette image, on a la distribution de
la chaleur reçue par l'ensemble de la surface du
globe et là, à chaque mètre carré, on
va recevoir en moyenne 342 Watts, ce
qui est 4000 fois supérieur à ce qui vient au fait du
dessous, sous les pieds on a ce flux interne - 90
milliwatts - mais ce qu’on recevrait au niveau de la
tête, ce serait plutôt ces 342 Watts.
Donc on voit qu’exploiter la géothermie, c’est exploiter
quand même une petite partie de l'énergie qui arrive à la
surface de la Terre et un ordre de grandeur que l'on peut
garder aussi, c'est en France, c’est plutôt de l’ordre de
150 Watts par mètre carré.
Et là on voit que déjà avec 1 m², si on était capables de
convertir cette énergie en électricité, on peut déjà
allumer pas mal d'ampoules.
Donc on se rend bien compte que c'est deux grandeurs bien différentes.
Alors, là vous avez un schéma qui résume un peu cette même information.
Sur la surface, sur 1 m² de surface au sol à la surface
du globe, on est principalement sensibles à la chaleur
qui vient du Soleil, ces 342 Watts par mètre carré et il
y a une petite quantité qui vient du sol, qui est ces 90
milliwatts ou 0,09 Watts par mètre carré.
Donc cette petite fraction que l'on cherche à exploiter
dans le cadre de la géothermie.
Alors voilà quelques chiffres pour aussi positionner un peu cette énergie.
Elle paraît toute petite, mais en fait, elle reste quand même
la deuxième source de dissipation de l'énergie à la surface du globe.
On le voit là, c'est une petite fraction par rapport à l'énergie
solaire, comme on l'a dit, mais ça reste quand même plus
important que l'énergie qui est dissipée par les marées
par exemple ou l'énergie dissipée par les volcans
et c'est presque 100 fois l'ensemble de l'énergie qui est
dissipée par les séismes à la surface du globe.
Ce que l'on peut voir aussi, c'est que cette énergie, ce
flux géothermique (donc
4,6 - 1013 Watts), c'est un ordre de grandeur qui est
comparable à la production mondiale d'énergie et donc
dans l'absolu, si tout était au mieux dans le meilleur
des mondes, on devrait pouvoir assurer l'ensemble des
besoins mondiaux par ce flux géothermique.
Alors, ce flux géothermique c’est ce qui se passe à la
surface du globe, ces 46 TW (ou 4,6
- 1013 Watts que l'on vient de voir), sur le haut de la
figure là, on voit, c'est ce qui sort en permanence sur la surface du globe.
Alors d’où vient cette chaleur ?
Si on résume la situation en quelques chiffres
clés, on voit que l'essentiel vient du manteau terrestre,
donc en grande profondeur, avec une production au niveau
du noyau, une production dans le manteau aussi et le
refroidissement initial aussi qui contribue à hauteur de
18 TW, mais un point qui n'est pas toujours bien
connu, c'est qu'il y a quand même une partie non
négligeable qui vient de la radioactivité qui est
présente dans la partie supérieure de la Terre au
niveau de la lithosphère.
Donc toute cette production s'échappe en permanence et
forme ces 46 TW.
Alors, cette chaleur, on l'a dit, elle sort en permanence
autour du globe, elle est différente entre les océans et
les continents mais même au niveau des continents, il y a
des grandes variations géographiques et là, vous avez une
carte de la distribution de ce flux de chaleur au niveau de l'Europe.
On voit en bleu qu'il y a les 60 milliwatts par mètre
carré dont on a parlé qui sont le flux moyen continental.
Mais on voit par exemple qu’en France, il y a dans la
partie Est de la France, une grande zone où on est
sensiblement au-dessus de ce flux moyen, et puis il y a d'autres
zones, comme en Italie, en mer Adriatique par exemple qui
sont beaucoup plus froides, ou au sud de la Turquie, et
on voit qu'il y a des contrastes importants avec des
zones qui sont favorables à ce flux de chaleur et d'autres
qui le sont beaucoup moins.
Alors si on essaie de comprendre ça, on peut voir que c'est
très lié à la géodynamique régionale et
typiquement, la formation des Alpes contribue à cette
distribution du flux de chaleur et également, par
exemple, la subduction sur la mer Égée contribue à un
potentiel énorme en Turquie, alors qu'au niveau de la mer
Égée, le flux est beaucoup plus faible.
Donc il y a un lien fort entre géologie, géodynamique et
distribution du flux de chaleur.
Donc quand on zoome encore un peu plus cette analyse du
flux de chaleur sur la métropole, la
France métropolitaine, on voit qu'il y a cette
distribution sur le centre et l'Est d'un flux élevé mais
que la situation alsacienne est vraiment singulière avec
un flux de chaleur qui peut être très important, beaucoup
plus important que le flux moyen continental de 60
milliwatts par mètre carré que l'on a discuté
précédemment et il peut monter jusqu'à 300 milliwatts par
mètre carré ce qui en fait une situation singulière.
Et donc on voit bien que l'exploitation de cette chaleur
en particulier en profondeur est très dépendante du
territoire et peut être beaucoup plus propice, par exemple en Alsace.
C'est effectivement dans ces régions-là que les grands
projets, en particulier de Soultz-sous-Forêt, ont été développés.