- Qu’est-ce-que la géothermie et à quoi sert-elle ?
Issu du grec ancien géo (« Terre ») et thermos (« chaud »), le terme géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre, l’énergie thermique issue de la Terre et les technologies qui visent à utiliser cette source d’énergie naturelle.
La géothermie consiste à utiliser la chaleur de la Terre pour produire du chauffage, du rafraîchissement, du froid industriel ou de l’électricité.
Les premières traces d’utilisation de la chaleur naturelle de la Terre remontent à 20 000 ans avant J-C., comme en témoigne le site archéologique de Niisato au Japon. La présence de sources d’eau et de vapeurs chaudes permettant alors déjà de se chauffer, de cuire des aliments ou de se baigner.
Pour aller plus loin : Questions-Réponses sur les géothermies, Syndicat des énergies renouvelables avec le soutien de l’ADEME, 2024
- Quels sont les atouts de la géothermie ?
- Une énergie locale : la géothermie utilise une ressource directement accessible sous nos pieds, sans dépendre d’un réseau de transport d’énergie longue distance. Elle contribue à renforcer notre souveraineté énergétique et à stabiliser les coûts pour les collectivités, les industriels, les agriculteurs et les consommateurs.
- Une énergie non intermittente : la chaleur de la Terre est constante et indépendante des conditions météorologiques ou du cycle jour/nuit. La géothermie fournit une énergie stable et continue, 24h/24 et toute l’année.
- Une énergie renouvelable : l’énergie thermique de la Terre est inépuisable à l’échelle du temps humain. En gérant correctement les prélèvements et les réinjections dans le sous-sol, l’eau géothermale peut être exploitée sans s’épuiser.
- Une énergie décarbonée : la géothermie exploite une source de chaleur naturellement présente dans le sous-sol, sans combustion d’énergies fossiles. Les émissions de CO2 liées au forage, à la construction et à la maintenance de centrales géothermiques sont très faibles comparées aux centrales thermiques.
- Une énergie au rendement élevé : l’efficacité énergétique d’une installation géothermique profonde destinée au chauffage est très élevée. La chaleur extraite du sous-sol est directement utilisée, sans conversion complexe.
- Une emprise au sol limitée : une centrale géothermique nécessite peu de surface (1 à 3 hectares).
Pour aller plus loin :
- La géothermie profonde, une énergie décarbonée d’avenir (2021), vidéo réalisée par l’ADEME et le BRGM :
- Qu’est-ce que la géothermie de surface ?
Parfois aussi appelée de minime importance, de très basse énergie ou de très basse température.
La géothermie de surface consiste à capter la chaleur du sous-sol au moyen de sondes ou de puits (en cas de présence d’un aquifère* peu profond).
Profondeur : < 200m
Température : < 30°C.
Usages : produire du chauffage, de l’eau chaude sanitaire, de la climatisation ou du rafraîchissement pour des bâtiments neufs ou rénovés (maisons individuelles, immeubles résidentiels ou tertiaires).*formation géologique suffisamment poreuse ou fissurée et gorgée d’eau.
- Qu’est-ce que la géothermie profonde ?
Parfois aussi appelée géothermie de basse température à très haute température.
La géothermie profonde exploite l’énergie du sous-sol au moyen de forages. L’eau chaude naturellement présente dans les aquifères* souterrains est remontée par pompage puis transfère une partie de ses calories à un réseau de chaleur en surface via un échangeur thermique, avant d’être réinjectée dans le sous-sol, dans son milieu d’origine.
Profondeur : > 200m et jusqu’à plusieurs kilomètres
Températures : > 30°C et jusqu’à plus de 150°CUsages : produire du chauffage, du froid industriel ou de l’électricité. La géothermie profonde sert à alimenter des réseaux de chaleur urbains, des industries, des exploitations agricoles (chauffage de serres, pisciculture, séchage) ou des équipements aqualudiques (piscines, thermes). Dans les zones volcaniques, au vu des températures élevées généralement présentes, la géothermie profonde sert à la production d’électricité.
*aquifère : formations géologiques suffisamment poreuses ou fissurées et gorgées d’eau.
source de l'image : BRGM, sur le site geothermies.fr
Le projet Lithium de France relève de la géothermie profonde et vise une production de chaleur géothermale à destination de réseaux de chaleur de collectivités territoriales, d’industries ou encore d’exploitations agricoles.
Pour aller plus loin :
- Où se trouvent les ressources géothermiques profondes en France métropolitaine ?
Dans les réservoirs aquifères* profonds des bassins sédimentaires (Bassin parisien, Bassin aquitain, Bassin du Sud-Est) et des fossés d’effondrement** (Fossé rhénan, Fossé bressan, Fossé rhodanien, Limagne). Ces réservoirs aquifères peuvent être situés jusqu’à 5000 mètres sous terre.
Pour localiser avec précision les zones les plus favorables à l’exploitation géothermique, des campagnes d’exploration du sous-sol sont organisées. Cette phase d’exploration est essentielle et implique des disciplines scientifiques variées comme la géologie, l'hydrogéologie, la géochimie ou la géophysique. Des expertises présentes en nombre au sein de l’équipe Lithium de France.
*aquifère : formations géologiques suffisamment poreuses ou fissurées et gorgées d’eau.
** En géologie, un fossé d’effondrement, aussi appelé « rift » ou « graben », est une grande vallée formée quand une portion de la croûte terrestre s’est affaissée par un processus d’extension entre deux failles. - Comment fonctionne la géothermie profonde ?
À l’aide de ce qu’on appelle un doublet géothermique, constitué de deux puits, un premier puits dit « producteur » extrait l’eau géothermale chaude qui circule en profondeur dans le sous-sol. Cette eau est utilisée pour chauffer, via un échangeur thermique, un fluide qui alimente un réseau de chaleur destiné à l‘industrie, au chauffage urbain, au chauffage de serres, piscines, bâtiments communaux ou encore à l’aquaculture.
L’eau géothermale initiale, refroidie par échange thermique, est réinjectée dans son aquifère* d’origine par un second puits dit « injecteur ».
Ce circuit fermé permet à l’eau géothermale de se réchauffer naturellement au contact de la chaleur de la Terre, assurant ainsi une exploitation durable.
*aquifère : formations géologiques suffisamment poreuses ou fissurées et gorgées d’eau.
- L’eau géothermale est-elle potable ?
La géothermie profonde exploite des réservoirs situés à grande profondeur (plus de 200m et jusqu’à plusieurs km). L’eau géothermale est une saumure non potable, qui peut présenter un taux de salinité 10 fois supérieur à l’eau de mer. Il ne s’agit pas de l’eau présente dans les nappes phréatiques, qui, en Alsace, sont situées à quelques mètres de profondeur. Au niveau des puits géothermiques, les nappes phréatiques sont entièrement isolées et protégées par une triple barrière de tubages et de cimentation.
- Qu’est-ce que le Fossé rhénan ?
Le Fossé rhénan, aussi appelé graben du Rhin supérieur ou rift rhénan, s’étend sur 300 km, de Bâle au Sud à Francfort au Nord et sur 30-40 km de large entre les Vosges et la Forêt-Noire.
C’est une vaste vallée d’effondrement formée il y a 45 à 25 millions d'années, pendant la période géologique du Tertiaire, par l’étirement et l’amincissement de la croûte terrestre, créant un affaissement.
Le sous-sol du Fossé rhénan est composé de plusieurs couches géologiques : un socle granitique issu d’une ancienne chaîne de montagne sur lequel alternent des dépôts fluviatiles, continentaux, marins et côtiers.
Durrenbach
Infos
Lithium de France mène un projet de forages exploratoires à Durrenbach
Le projet Lithium de France déployé en Alsace par Arverne, 1er fournisseur français de solutions géothermales, a pour vocation d’accélérer la transition énergétique par la fourniture de chaleur aux entreprises, aux agriculteurs et aux collectivités territoriales, et par la production d’un lithium géothermal destinée à la fabrication de batteries. Une réponse directe aux enjeux de décarbonation, de souveraineté et de réindustrialisation, en valorisant les ressources du sous-sol alsacien au service d’une filière stratégique, locale et durable.
Le projet de Durrenbach s’inscrit dans la dynamique déjà engagée à Schwabwiller où deux puits sont actuellement réalisés dans le cadre de Permis Exclusifs de Recherches accordés par l’État, au bénéfice du territoire et de ses habitants.
Le projet Lithium de France à Durrenbach
De quoi s’agit-il ?
Le projet prévoit le forage de quatre puits exploratoires à Durrenbach (deux « doublets géothermiques »). L’objectif est d’analyser et de confirmer le débit, la température et la teneur en lithium des eaux géothermales présentes en profondeur. Ces puits visent une eau géothermale, impropre à la consommation, située bien en dessous des nappes phréatiques qui alimentent l’eau potable.
Le principe
L’eau géothermale est remontée en surface. On en extrait la chaleur et le lithium, puis elle est intégralement réinjectée dans son milieu naturel d’origine.
Où se situe le site ?
Le site est localisé sur la commune de Durrenbach, route de Walbourg, sur le site de l’ancienne déchetterie.
Pourquoi ce site ?
Le site a été sélectionné à l’issue de plusieurs campagnes d’exploration géologique menées dans le Fossé rhénan, combinant analyse de données existantes et imagerie 3D du sous-sol. Ce choix répond à plusieurs critères : proximité avec le réservoir géothermal ciblé, distance par rapport aux espaces naturels protégés et accessibilité du site.
Quelles sont les prochaines étapes ?
Le dépôt de la demande d'autorisation environnementale
Après examen de la conformité du dossier par la DREAL (Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement) et la préfecture du Bas-Rhin, celui-ci sera instruit par les services de l’État. C’est dans le cadre de cette instruction qu’une enquête publique sera organisée, permettant à chacun de s’exprimer sur le projet.
L'enquête publique
L’enquête publique est une procédure réglementaire prévue par le Code de l’environnement, qui poursuit un double objectif : informer le public et recueillir ses observations. Elle se déroulera sous l’égide d’un commissaire-enquêteur indépendant désigné par le Tribunal administratif. À son issue, le commissaire-enquêteur rédigera un rapport synthétisant les observations du public, puis formulera ses conclusions motivées à l’attention du préfet du Bas-Rhin, qui décidera d’autoriser ou non l’ouverture des travaux.
Venez nous rencontrer et poser vos questions
Venez échanger avec l’équipe Lithium de France, sur le parking de la mairie de Durrenbach :
- Mardi 30 juin de 9h30 à 12h30
- Vendredi 03 juillet de 12h30 à 16h30
- Samedi 18 juillet de 9h30 à 12h30
- Lundi 27 juillet de 13h à 16h30
- Mardi 18 août de 9h30 à 12h30
- Jeudi 27 août de 13h à 16h30
Le calendrier du projet*
*Sous réserve d’obtention des autorisations
Les dispositions techniques et environnementales du projet
Forage à impact maîtrisé
L’appareil de forage est alimenté électriquement et actionné par des systèmes hydrauliques. Il atteint une hauteur de 52 mètres. Présent sur site uniquement durant la phase de forage, il sera intégralement démonté une fois les travaux terminés. L’emprise au sol du chantier est limitée à deux hectares. Le site sera clôturé et sécurisé pendant toute la durée des travaux. Afin de préserver le cadre de vie des riverains, l’éclairage du site sera orienté en direction du chantier. Des études acoustiques seront réalisées avant et pendant les opérations pour mesurer, suivre et maîtriser l’impact sonore du chantier.
Protection des nappes phréatiques
La protection de la ressource en eau est une priorité. Une triple épaisseur de cuvelage et de cimentation est mise en place dans le puits, assurant une isolation complète entre les nappes phréatiques, qui alimentent l’eau potable, et les eaux géothermales profondes ciblées, impropres à la consommation. Un réseau de trois piézomètres sera installé sur site pour surveiller l’état des eaux souterraines avant, pendant et après le chantier.
Étude d’impact environnementale
Une étude d’impact a été réalisée sur quatre saisons complètes. Ses conclusions confirment l’absence d’enjeu environnemental fort sur le site.
Surveillance et contrôle de la micro-sismicité
Le Fossé rhénan est une région où il existe naturellement une activité sismique faible à modérée liée à son histoire géologique. Comme toute activité de géothermie profonde, le projet fait l’objet d’une surveillance permanente des mouvements du sous-sol. À cette fin, un réseau de stations de surveillance sismique sera déployé autour du site six mois avant le début du forage, assurant une surveillance continue 24h/24, 7j/7, sous le contrôle permanent de la DREAL. Chaque variation détectée entraîne si nécessaire des ajustements immédiats, selon des protocoles stricts qui conditionnent l’autorisation de forage. L’ensemble de nos opérations est conduit conformément au Guide de bonnes pratiques de la géothermie profonde publié par l’INERIS (Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques) et le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), ainsi qu’aux dispositions du Code minier.
Accélérer la transition énergétique par la fourniture de chaleur et la production française de lithium destinée à la mobilité électrique
Lithium de France œuvre depuis 2020 à la création d’une nouvelle filière couplant chaleur et lithium géothermal. La géologie unique du Fossé rhénan et de l’Alsace, qui contient en son sous-sol des eaux géothermales riches en lithium, offre l’opportunité unique de remplir un triple objectif qui s’inscrit dans la démarche de décarbonation et d’indépendance engagée à l’échelle nationale et européenne, tout en favorisant la transition énergétique à l’échelle locale :
Produire une chaleur renouvelable, continue, décarbonée et à coût stable pour une consommation locale, au bénéfice du territoire, grâce à la mise en place de réseaux de chaleur destinés aux collectivités, aux exploitations agricoles et aux industriels.
Renouer avec une souveraineté énergétique en matière d’approvisionnement en circuit court de lithium de qualité batterie, de l’extraction au raffinage.
Contribuer à la réindustrialisation de la France et à l’emploi local : soutenir et relocaliser les activités industrielles grâce à une énergie locale, compétitive et décarbonée, ainsi qu’à un lithium destiné aux gigafactories françaises.
FAQ
Crédits photo : Lithium de France, mairie de Durrenbach