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La g?othermie fait un pas en avant gr?ce ? l’EGS


?Energy production and energy consumption cause more environmental damage than any other peacetime activity on earth. ? Christine Ervin, U.S DOE.

Probl?me des ?nergies fossiles :

Aujourd?hui, l?utilisation par l?humanit? de quantit?s consid?rables de combustibles fossiles est ? l?origine d?un d?s?quilibre important du cycle du carbone, ce qui provoque une augmentation de la concentration de gaz ? effet de serre dans l?atmosph?re terrestre et, par voie de cons?quence, entra?ne des changements climatiques. L?ONU rappelait en 2007 dans son rapport GEO-4 que la ? combustion des carburants fossiles dans les centrales ?lectriques et dans les v?hicules est la principale source d??missions de CO2, de SO2 et de NOx ?, pr?cisant que ? les liens entre l?exposition aux polluants atmosph?riques et les probl?mes sanitaires humains ne font aucun doute. Dans les premi?res ann?es de notre d?cennie, on estime que la pollution de l?air a ?t? ? l?origine de 70 000 morts pr?matur?es par an aux ?tats-Unis et de 5 900 au Canada. On sait qu?elle favorise l?asthme, dont l?augmentation du nombre de cas est importante, en particulier chez les enfants. Le mercure ?mis lors de la combustion du charbon dans les centrales ?lectriques entre dans la cha?ne alimentaire, affectant les peuples indig?nes du Nord plus que tout autre Nord Am?ricain (?). Ses effets sur la sant? peuvent ?tre tr?s graves ? (1).

La g?opolitique du p?trole d?crit l?impact des besoins en p?trole, mati?re premi?re devenue essentielle ? la vie ?conomique mondiale, sur le comportement des pays les plus puissants. Les gisements de p?trole ?tant limit?s et leur emplacement g?ographique ne co?ncidant g?n?ralement pas avec celui des pays consommateurs, l?exploitation des ressources p?trolif?res est source de tension. Les pays consommateurs, g?n?ralement de grandes puissances militaires, sont alors tent?s d?employer des moyens violents pour avoir acc?s ? ces ressources. Le p?trole, mati?re hautement strat?gique, est fr?quemment associ? aux affrontements internationaux depuis le d?but du XXe si?cle (2).

La combustion de combustibles fossiles g?n?re des acides sulfuriques, carboniques et nitriques, qui retombent sur Terre sous formes de pluies acides. Les combustibles fossiles contiennent aussi des mati?res radioactives, principalement de l?uranium et du thorium, qui sont lib?r?es dans l?atmosph?re. En 2000, environ 12 000 tonnes de thorium et 5 000 tonnes d?uranium ont ?t? rel?ch?s dans le monde entier due ? la combustion du charbon (3).

Les centrales ?lectriques g?othermiques :

L?usage de la g?othermie remonte aux grandes civilisations de l?antiquit? pour la construction de thermes. Mais son int?r?t sur ses autres capacit?s fut suscit? qu?au d?but du 20?me si?cle par le Prince italien Piero Ginori Conti, utilisant le flux g?othermique pour une g?n?ration ?lectrique. Bien que ces qualit?s furent connues et utilis?es ? basse ?chelle pendant plus de 80 ans, ce n?est que depuis trois d?cennies que la curiosit? se d?veloppe sur cette ressource (4). La derni?re technologie implant?e dans les centrales g?othermiques pour convertir l’?nergie thermique en ?nergie ?lectrique est le « binary cycle ». Le principe permet de transf?rer la chaleur des fluides provenant du r?servoir ? ceux se dirigeant vers l?installation ?lectrique sans qu?ils ne se m?langent (5). Cela a deux atouts : ne laisser ?chapper aucun gaz ? effet de serre pr?sent dans le r?servoir (6), et se servir de fluides ayant un point d’?bullition bas, permettant ainsi d’?largir la quantit? de sites exploitables (7). La centrale de Chena Hot Springs en est l?un des meilleurs exemples fonctionnant avec un gaz ?lev? ? seulement 57?C (8 ). De surplus, la production ?lectrique par g?othermie ne n?cessite pas un transport de la mati?re premi?re contrairement aux ?nergies fossiles ou au biocarburant (9). De nos jours le MIT recommande aux USA de participer activement aux projets de d?veloppement de l’?nergie g?othermique des pays ?trangers (10).

Un pas en avant gr?ce ? L’EGS :
L?Enhanced Geothermal System (EGS) est un proc?d? r?cemment mis au point pour am?liorer l’exploitation des ressources thermiques de la plan?te, Les premiers essais furent r?alis?s ? Fenton Hill dans les ann?es 70 (11). Contrairement ? la g?othermie classique, l’EGS ne n?cessite pas de r?servoir pr?alable, celui-ci est directement form? en cisaillant la roche par voie hydraulique ou chimique. Cette technique a donc le pr?cieux avantage de permettre une exploitation presque plan?taire de cette ?nergie si le site dispose d’un sous-sol avec une temp?rature suffisamment ?lev?e et aux fracturations naturelles propice pour le d?veloppement d’une telle centrale (12). Le MIT ?value les ressources thermiques aux USA ? plus de 13 000 zettajoules(* ) avec une proportion raisonnable extractible exc?dant les 200 zettajoules : soit l??quivalent de 2 000 fois la consommation annuel d??nergie primaire des am?ricains en 2005. Gr?ce aux am?liorations technologiques, la quantit? exploitable pourrait ?tre multipli?e par 10 (13). Ces experts pensent qu’il serait envisageable sur le long terme d’utiliser le CO2 comme fluide caloporteur, afin d?accroitre les performances du r?servoir gr?ce ? ses vertus en conditions supercritique, permettant de m?me une s?questration de grands volumes de ce gaz ? effet de serre (14). Le MIT estime qu’en utilisant cette technique, un r?servoir g?othermique pourrait ?tre consid?r? comme ressource enti?rement renouvelable si moins de 10% par an de son ?nergie ?valu? en est extraite (15).

(* ) ZettaJoules : mille milliards de milliards de joules.
(1) impactes sanitaires
(2) g?opolitique du p?trole
(3) effets environnementaux
(4) histoire de la g?othermie : page 3, paragraphe : ??Present use and potential of geothermal??
(5) Technique binary cycle
(6) technique sans gaz ? effet de serre : page 7 : ??If the plant uses a
closed-loop binary cycle???

(7) ??Geothermal brochure ? updated in April 2010? p3 : ??In a binary cycle plant of Organic Rankine Cycle (ORC)
type the geothermal fluid (water, steam or both)??

(8 ) ??the system could provide sufficient hot fluids (~57 ?C) to run a 400-kWe binary power plant??
(9) p40 : ??Unlike fossil and biomass fuels, geothermal energy is not processed and transported over great distances??
(10) Recommandation du MIT : page 21, paragrahe 5-
(11) p 18, paragraphe 4 : ??EGS technology has advanced since its infancy in the 1970s at Fenton Hill??
(12) page 115 : ??The most important conclusion???
(13) p 18, paragraphe 2 : ??we have estimated the total EGS
resource base to be more than 13 million exajoules???

(14) p19 : ??For the longer term, using CO2???
(15) page 97 : ? However, as long as the fraction of stored heat that is being mined in any year is a small fraction (<10%)? ?

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