La géothermie est l’exploitation de la chaleur stockée dans le sous-sol. Plus spécifiquement, la géothermie est l’utilisation de l’énergie géothermique issue de l'énergie de la terre, ensuite convertie en chaleur. Ainsi, on extrait la chaleur contenue dans le sous-sol afin de l'utiliser pour les besoins du chauffage.

La découverte de l'énergie géothermique n'est pas récente. Elle est exploitée dans des réseaux de chauffage et d'eau chaude depuis des milliers d'années en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen. En France, la priorité a été donnée au nucléaire et la géothermie n’est à l’heure actuelle que peu exploitée. Cependant, celle-ci étant considérée comme rentable, un regain d’intérêt est à prévoir pour atteindre les objectifs fixé quant aux énergies renouvelables.

On sait aujourd’hui que la chaleur interne de la terre provient à 87% de la radioactivité naturelle des roches constituant le manteau et la croûte terrestre. Cette radioactivité naturelle se produit lors de la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium. L’énergie géothermique est ainsi une énergie à la fois propre et renouvelable. Elle est majoritairement utilisée comme moyen de chauffage mais en réalité, l’utilisation des ressources géothermiques se décompose en deux grands types : la production d’électricité et la production de chaleur.

La production d’électricité géothermique consiste en la conversion de la chaleur des nappes aquifères de haute température (150 à 350°C) à l’aide de turboalternateurs. Si la température de la nappe est comprise entre 100 et 150°C, il est également possible de produire de l’électricité, mais en utilisant un échangeur. Celui-ci transmet la chaleur de la nappe aquifère à un fluide calorifique qui a la propriété de se vaporiser à une température inférieure à celle de l’eau. Pour produire de la chaleur à partir de la géothermie, il existe deux façons différentes. La première consiste en l’utilisation de nappes d’eau chaude du sous-sol profond. La seconde utilise des sources géothermiques à basse température. La température est alors élevée à l’aide de pompes à chaleur géothermiques.

Ainsi, on distingue quatre types de géothermie : la géothermie "haute énergie" (plus de 150°C), la géothermie "moyenne énergie" (90 à 150°C), la géothermie "basse énergie" (30 à 90°C) et la géothermie "très basse énergie" (moins de 30°C). C’est leur température qui sert de critère pour définir l’utilisation des ressources géothermiques (électricité ou chaleur).

• La géothermie haute énergie

La géothermie haute énergie – ou géothermie profonde – est également appelée géothermie haute température ou haute enthalpie. Elle permet d’exploiter des fluides sous-terrestres atteignant des températures supérieures à 150°C, afin de produire de l’électricité. Les réservoirs exploités sont localisés entre 1 500 à 3 000 mètres de profondeur, généralement dans les zones de volcanisme ou de tectonique active.

La géothermie haute énergie est généralement employé pour produire de l’électricité. Par rapport à d’autres énergies renouvelables, comme l’éolien ou encore le solaire, la géothermie de profondeur a cet avantage de ne pas dépendre des conditions météorologique. Elle constitue donc une source d’énergie continue. Par ailleurs, les gisements géothermiques ont une durée de vie de plusieurs dizaines d'années, pouvant aller jusqu’à 50 ans.

• La géothermie moyenne énergie

La géothermie moyenne énergie est également connue sous le nom de géothermie « moyenne enthalpie » ou géothermie moyenne température. Elle explore des gisements d’eau chaude et de vapeur humide ayant une température comprise entre 90 et 150°C. Ceux-ci se situent dans des bassins allant de 2 000 à 4 000m de profondeur. On utilise la géothermie moyenne énergie pour produire de la chaleur, et éventuellement de l’électricité. Pour produire de l’électricité à partir de géothermie moyenne énergie, il est alors nécessaire d’utiliser un fluide caloporteur intermédiaire.

• La géothermie basse énergie

Appelée aussi basse température ou basse enthalpie, la géothermie basse énergie exploite des sous-sols le plus souvent situés entre 1 500 et 2 500 mètres de profondeur. La température y atteint entre 30°C et 90°C.

La géothermie basse énergie exploite des zones aquifères d’une température trop basse pour permettre la production d’électricité mais idéale pour produire de la chaleur. Elle est principalement utilisée pour le chauffage urbain, mais également le chauffage des serres et le séchage des produits agricoles, ainsi que dans certaines applications industrielles.

• La géothermie très basse énergie

La géothermie très basse énergie (ou très basse température) s’applique aux nappes d’une profondeur inférieure à 100 m et ayant un très faible niveau de température (moins de 30°C).

La chaleur extraite de la géothermie très basse énergie est utilisée généralement pour assurer le chauffage et la climatisation de locaux, au moyen d’une pompe à chaleur géothermique. On l’utilise également pour la climatisation passive, avec des systèmes comme celui du puits provençal (mode de préchauffage/climatisation utilisé dans l'habitat passif).

Les systèmes employant l’énergie géothermique très basse température permettent notamment de faire des économies d’énergies sur le chauffage et la production d’eau chaude. Ils nécessitent néanmoins l’apport d’une source d’énergie extérieure, le plus souvent l'électricité.