Qu’est-ce que la géothermie : la chaleur du sous-sol, de la maison à la centrale

La géothermie utilise la chaleur du sous-sol. Selon la température de la ressource, elle sert à chauffer une maison, un quartier, une serre ou, plus rarement, à produire de l’électricité. Le ministère de la Transition écologique distingue quatre niveaux, de moins de 30 °C à plus de 150 °C.

La ressource est disponible 24 heures sur 24 sur plus de 85 % du territoire national, selon le BRGM cité par l’ADEME. Le sous-sol n’en livre pas la même quantité partout : tout dépend de la profondeur et de la température.

Les quatre niveaux de température

Ces repères viennent de la page du ministère sur la géothermie. Les limites varient légèrement selon les sources. Plus la ressource est profonde et chaude, plus l’usage se tourne vers les réseaux collectifs et l’électricité.

Géothermie de surface : le sol comme source stable

La géothermie de surface, aussi appelée très basse énergie, valorise le sous-sol jusqu’à 200 m grâce à une pompe à chaleur. Elle puise dans un champ de sondes, une nappe d’eau souterraine, des eaux usées, de l’eau de mer ou des eaux de surface, selon l’ADEME.

Au-delà d’environ 10 m de profondeur, le sol reste entre 10 et 16 °C toute l’année, indique Connaissance des énergies. Cette stabilité explique que ces pompes à chaleur n’aient pas besoin d’appoint, d’après l’ADEME. Elles peuvent aussi rafraîchir en été. Le principe de la machine est expliqué dans l’article sur le fonctionnement d’une pompe à chaleur, et le comparatif avec l’air extérieur est dans l’article géothermie ou pompe à chaleur.

Réseaux de chaleur et usages directs

La basse et la moyenne énergie exploitent des gisements d’eau chaude. Le ministère cite le chauffage urbain par réseaux de chaleur, mais aussi des usages directs : serres, piscines, établissements thermaux, aquaculture et séchage. Ces projets se montent à l’échelle d’une collectivité ou d’un site, jamais d’une maison seule.

Pour savoir si votre quartier est desservi par un réseau de chaleur, renseignez-vous auprès de la mairie.

L’électricité géothermique : deux sites en France

La production d’électricité exige des températures élevées. Le ministère cite deux exemples :

• Bouillante, en Guadeloupe : une centrale de 16 MW, exploitée depuis plus de vingt ans.
• Soultz-sous-Forêts, en Alsace : la première exploitation géothermique électrique de la métropole, avec 12 000 MWh par an, soit la consommation d’environ 2 400 logements. Elle chauffe de l’eau à près de 200 °C au contact de roches chaudes (technologie EGS).

La production électrique reste marginale en métropole, mais elle est continue, sans intermittence, souligne le ministère. Le soutien public s’est recentré sur la chaleur. Pour situer cette part dans le mix, voyez l’article sur le mix énergétique français.

Climat, durée de vie et coût

L’ADEME chiffre à 15 g de CO₂ par kWh thermique les émissions d’une installation de géothermie de surface en exploitation. Ce niveau reste faible, la pompe à chaleur consommant de l’électricité. L’emprise au sol est de 0,01 à 0,02 hectare par MWth.

Une pompe à chaleur géothermique dure plus de 20 ans, et un forage environ 50 ans. L’ADEME donne un retour sur investissement de 4 à 13 ans. L’investissement initial dépasse celui du gaz, du fioul ou de l’aérothermie, à cause du forage, mais l’exploitation coûte peu et reste stable.

Passer de la théorie à votre terrain

Pour une maison, la première étape est un bilan thermique, puis le choix entre capteurs horizontaux, sondes verticales ou nappe. Le fonctionnement au quotidien est détaillé dans l’article sur l’utilisation d’une pompe à chaleur géothermique, et les aides dans l’article aide pour une pompe à chaleur. Le chantier se confie à un professionnel RGE : l’annuaire des chauffagistes permet d’en comparer plusieurs.

Les définitions officielles et les aides aux projets collectifs sont sur la page de l’ADEME consacrée à la géothermie de surface, et les types de géothermie sur celle du ministère de la Transition écologique.