Qu’est-ce que l’énergie géothermique ?

C’est l’énergie récupérée à partir de la chaleur des couches profondes de la terre, utilisée pour produire de l’électricité.

La géothermie permet de transformer l’énergie calorifique des formations rocheuses – comme le fait l’éolienne avec l’énergie du vent – en énergie mécanique, qui sera transformée elle-même en énergie électrique.

Il existe quatre grands types de centrales géothermiques :

  • centrale géothermique à vapeur sèche
  • centrale géothermique à vapeur humide
  • centrale géothermique hydrothermale
  • centrale de géothermie profonde stimulée SGS

État de la situation

Aujourd’hui, plus de 50 pays (États-Unis, Islande, Mexique, etc.) utilisent l’énergie géothermique profonde sous forme de vapeur ou d’eau surchauffée pour produire de l’électricité. En 2015, la puissance installée mondiale était de 12,6 GW avec une production d’énergie de 73,5 TWh.

La filière de la géothermie profonde est en développement partout sur la planète. En 2020, la puissance installée mondiale devrait atteindre 21,4 GW (investissements publics et privés). Il existe dans le monde différents types de technologies, mais il reste à relever plusieurs défis techniques.

Au Canada, le bassin sédimentaire de l’Ouest canadien fait l’objet d’une attention particulière pour son potentiel d’énergie géothermique. En Colombie-Britannique (Meager Creek), dans les Territoires du Nord-Ouest (Fort Liard) et en Saskatchewan (Estevan, projet DEEP), les projets de géothermie hydrothermale – l’exploitation de la chaleur de l’eau chaude présente naturellement dans le sous-sol – sont rendus à l’étape de l’étude technoéconomique. En Alberta, une analyse du potentiel de géother-mie profonde a été menée. En 2016, le pays ne possédait encore aucune centrale géothermique.

Dans l’est du Canada, les progrès technologiques des dernières années en matière de forage pour accéder aux fluides géothermaux, de création et de gestion de réservoirs géothermiques à plusieurs kilomètres sous terre, etc. laissent présager une exploitation à moyen ou à long terme de l’énergie thermique à de très grandes profondeurs.

Au Québec, le potentiel de la géothermie profonde à partir de la roche chaude a été évalué. Toutefois, aucun projet de prospection, de démonstration ou d’exploitation industrielle n’est prévu à moyen ou à long terme.

Potentiel de la géothermie profonde

Les États-Unis sont les premiers du monde pour la production d’électricité à partir de la vapeur géothermique. En 2015, leur puissance installée était de 3,45 GW et leur production d’énergie, de 16,6 TWh. En 2020, leur puissance installée pourrait s’élever à 5,6 GW.

Dans l’est des États-Unis, le potentiel de production d’énergie électrique à partir de roches chaudes profondes est estimé à 500 GW, soit l’équivalent du total de la puissance installée actuelle du pays.

Au Québec, l’environnement géologique est constitué de formations rocheuses pouvant atteindre plusieurs milliers de mètres de profondeur. Dans le sud-est du Québec, des centrales géothermiques pourraient être alimentées par des réservoirs situés à plus de 6 ou 7 km sous terre sur une superficie couvrant de 10 à 15 % du territoire. Les températures des réservoirs avoisineraient les 150 °C, et la puissance installée pourrait être de 2 à 5 MW par site de production.

Rendement et coûts

Les coûts d’investissement d’une centrale géothermique du type SGS (système géothermique stimulé), y compris le forage et la stimulation hydraulique, s’élèveraient à au moins 10 000 $/kW. Et le coût de l’électricité produite varierait entre 22 ¢ et 32 ¢/kWh, voire davantage.

Une fois la technologie rendue à maturité, les coûts d’investissement seraient d’au moins 6 000 $/kW. Et le coût de l’électricité produite varierait entre 10 ¢ et 15 ¢/kWh, voire davantage.

Le rendement de conversion énergétique est de l’ordre de 10 à 15 %, selon la température du fluide géothermal et le cycle thermodynamique de conversion de chaleur en électricité (cycle de puissance) employé. Cependant, à moyen et à long terme, en utilisant de nouveaux fluides géothermaux et des cycles de puissance plus performants, il pourrait atteindre et même dépasser les 25 %.

Avantages et inconvénients

  • Installation de centrales géothermiques SGS possible en tout lieu, à la condition de creuser assez profondément pour atteindre les températures désirées.
  • La centrale se trouvant directement au-dessus de la source de chaleur, aucun besoin de transformation ou de transport de carburant. Notamment, les déversements accidentels de pétrole sont éliminés.
  • Production prévisible et continue. Facteur d’utilisation de plus de 95 % : supérieur à ceux des filières solaire photovoltaïque et éolienne par exemple, et comparable à ceux de plusieurs centrales nucléaires. Ne nécessite pas de système de stockage d’énergie.
  • Aucun traitement particulier de la source d’énergie, comme le raffinage du pétrole ou l’enrichissement de l’uranium.
  • À moyen terme, exploitation d’une centrale SGS peu rentable dans de nombreuses régions.
  • Ressource renouvelable : chaleur extraite d’un réservoir géothermique qui est réalimenté de façon naturelle.

Développement durable

  • Système au sol requérant peu d’espace.
  • Peu d’émissions de gaz à effet de serre et de contaminants atmosphériques lors de l’exploitation pour la très grande majorité des centrales géothermiques.
  • Faible empreinte environnementale tout au long du cycle de vie, notamment pour les centrales SGS.
  • Évitement de la contamination de l’eau souterraine ou de l’eau de surface par une bonne gestion des eaux résiduelles lors des forages et des opérations de stimulation hydraulique.
  • Utilisation problématique de l’eau dans les régions disposant de peu de ressources en eau.
  • Inquiétudes en ce qui concerne l’effet de microséismes.