Qu’est-ce que l’énergie géothermique et comment fonctionne l’énergie géothermique ?

De nos jours, la plupart des gens accordent la priorité au confort et à l’efficacité de leur maison. La façon dont les gens chauffent et refroidissent leurs maisons détermine la réalisation efficace de ces priorités. Une maison de 5600 pieds carrés, par exemple, peut exploser vos factures d’énergie si les systèmes de refroidissement et de chauffage ne sont pas efficaces. L’utilisation de l’électricité conventionnelle pour le chauffage et le refroidissement contribue grandement à l’augmentation des factures d’énergie. L’électricité conventionnelle est produite à partir de combustibles fossiles tels que le charbon et le pétrole. Avec ces sources de combustibles fossiles qui s’épuisent dangereusement, une source que les humains ont à peine exploitée, appelée énergie géothermique, pourrait offrir des possibilités intéressantes pour combler cet écart et vous faire économiser des coûts énergétiques massifs. Les systèmes géothermiques profitent de la chaleur naturelle de la terre pour chauffer et climatiser votre maison.

L’énergie géothermique est l’énergie récoltée à partir de la chaleur trouvée profondément sous la surface de la terre. La chaleur interne de la terre se forme à la suite de la désintégration radioactive des minéraux et de la perte de chaleur constante de la formation terrestre d’origine. C’est une forme d’énergie propre et renouvelable car elle est infinie et ne contribue à aucune émission de gaz à effet de serre.

L’énergie à l’intérieur de la terre ne s’épuisera jamais et restera une source de chaleur pendant des millions et des millions d’années et nous pouvons exploiter cette énergie qui sera moins chère et peut nous aider à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles et au réchauffement climatique. et les problèmes de santé publique qui résultent de leur utilisation.

Comment fonctionne la géothermie ?

Le noyau situé sous la croûte terrestre abrite beaucoup de chaleur. Plus vous descendez sous la surface de la terre, plus elle devient chaude. Le noyau, qui se trouve à environ 6 437 kilomètres ou 4 000 milles sous la surface de la terre, peut atteindre des températures d’environ 4 200 degrés Celsius ou 7 600 degrés Fahrenheit. Une partie de cette chaleur émanait du processus de formation de la terre il y a environ 4 milliards d’années.

La chaleur restante provient de la décomposition continue des matières radioactives sous la terre. La chaleur trouvée à l’intérieur du noyau de la terre est si extrême qu’elle fait fondre les roches trouvées à proximité. La roche fondue est appelée magma. Étant donné que le magma est moins dense que les roches qui l’entourent, il est forcé de remonter à la surface de la terre. Dans certains cas, la pression à l’intérieur du noyau force le magma à sortir par les évents, faisant éruption à la surface, un phénomène connu sous le nom d’éruption volcanique. Cependant, dans la plupart des cas, le magma ne sort pas de la croûte terrestre. Au lieu de cela, il chauffe les roches à proximité, ainsi que l’eau emprisonnée dans ces roches.

Dans certains cas, le chauffage de l’eau provoque une accumulation de pression à l’intérieur et force l’eau à s’échapper par des évents dans la terre aboutissant à des bassins d’eau chaude communément appelés sources chaudes ou ruptures de vapeur et d’eau chaude, communément appelées geysers. L’eau chauffée qui reste sous la surface de la terre forme des bassins appelés réservoirs géothermiques.

Pour obtenir cette chaleur, l’eau est pompée dans un « puits d’injection ». Ensuite, il filtre à travers les fissures des roches où elles sont à haute température. L’eau revient ensuite par le « puits de récupération » sous pression sous forme de vapeur. Cette vapeur est captée et utilisée pour alimenter des générateurs électriques.

Pour produire de l’énergie géothermique, l’eau chaude du réservoir géothermique doit être captée. Il existe trois techniques pour capter cette eau chaude :

• Géothermie directe

Cette technique est utilisée dans les endroits où les réservoirs géothermiques et les sources chaudes sont à proximité de la surface de la terre. Des évents sont forés à partir du sol jusqu’au réservoir géothermique et l’eau chaude est pompée directement dans les maisons et les bâtiments à des fins de chauffage. L’eau chaude est pompée via un échangeur de chaleur qui transmet la chaleur de l’eau chaude dans le système de chauffage de la maison. L’eau usée est ensuite autorisée à retourner dans le réservoir géothermique pour être réchauffée, et le cycle se poursuit.

• Pompe à chaleur géothermique

Une pompe à chaleur géothermique est parfois appelée pompe à chaleur géothermique. Il s’agit d’un système central de refroidissement et de chauffage, qui transporte la chaleur vers et depuis le sol. Il exploite la terre comme source de chaleur pendant les mois d’hiver et comme puits de chaleur pendant les mois d’été.

Idéalement, la pompe à chaleur géothermique fonctionne un peu comme la pompe à chaleur traditionnelle. Il utilise un réfrigérant à haute pression pour capter et transférer la chaleur à l’intérieur et à l’extérieur de la maison. La seule différence est qu’une pompe à chaleur traditionnelle capte la chaleur et la libère dans l’atmosphère. Une pompe à chaleur géothermique transporte la chaleur dans et hors du bâtiment via de longues boucles de tuyaux remplis de liquide enfouis sous le sol. Un compresseur électrique et un échangeur de chaleur installés dans le bâtiment aspirent la chaleur des tuyaux et la redistribuent dans tout le bâtiment via un système de conduits. La pompe à chaleur géothermique fonctionne exactement à l’opposé en été. Les tuyaux aspirent la chaleur du bâtiment et la transfèrent au sol pour l’absorber.

• Centrale géothermique

Les centrales géothermiques exploitent généralement la chaleur sous la croûte terrestre et l’utilisent pour produire de l’électricité. Il existe trois types de centrales géothermiques :

Ici, la vapeur chaude est extraite directement des réservoirs géothermiques et transmise à la centrale géothermique où elle fait tourner une turbine. La turbine déclenche alors un générateur pour produire de l’électricité.

Ici, l’eau à une température de 148 à 371 degrés Celsius est aspirée du réservoir géothermique par des tuyaux forés. Une partie de l’eau est convertie en vapeur et dirigée vers des turbines qui déclenchent un générateur pour produire de l’électricité. La vapeur est ensuite refroidie et se transforme finalement en eau. L’eau est redirigée vers le réservoir géothermique pour se réchauffer et poursuivre le cycle.

Les usines à cycle binaire utilisent de l’eau modérément chaude. L’eau est transférée via un échangeur de chaleur. Dans l’échangeur, la chaleur de l’eau est transmise à un liquide, comme l’isobutène, qui bout à une température relativement plus basse que l’eau. Lorsque le liquide est soumis à la chaleur, il se transforme en vapeur. La vapeur est dirigée pour faire tourner une turbine, qui effraie un générateur pour produire de l’électricité.

La quantité d’énergie géothermique qui peut être utile dépend de plusieurs facteurs, par exemple : l’emplacement, la température de l’eau, les roches à l’intérieur de la terre et la quantité d’eau pompée dans la région. Si les roches ne sont pas assez chaudes ou se refroidissent naturellement, cela pose un problème pour les centrales géothermiques.

Exemples d’énergie géothermique

Geysers

Un geyser est une source chaude où l’eau bout sporadiquement, envoyant une longue colonne de vapeur et d’eau dans l’atmosphère. C’est un spectacle assez étonnant. Néanmoins, certains geysers entraînent des éruptions qui font éclater des milliers, voire des centaines de litres d’eau chaude à des centaines de mètres dans l’atmosphère. Le célèbre geyser du monde est le Old Faithful situé dans le parc national de Yellowstone aux États-Unis. Il est connu pour éclater toutes les 60 à 90 minutes. Pour qu’un Geyser se produise, les conditions suivantes doivent être réunies :

• Roches brûlantes sous la surface de la terre
• Source d’eau souterraine
• Un réservoir d’eau souterrain
• Évents permettant à l’eau d’être acheminée vers la surface

Les geysers sont un phénomène extrêmement rare. Les États-Unis, la Russie, le Chili, la Nouvelle-Zélande et l’Islande sont des pays qui abritent des geysers actifs.

Sources chaudes

Les sources chaudes sont des sources qui se produisent en raison de l’apparition d’eaux souterraines chauffées par géothermie qui sortent de la croûte terrestre. Les sources chaudes géothermiques se produisent à différents endroits de la croûte terrestre. Certaines sources chaudes contiennent de l’eau à une température parfaite pour se baigner. D’autres sont si chauds que quiconque essaie de s’y baigner peut subir de graves brûlures ou mourir.

Fumerolles

Une fumerolle est un évent à partir duquel de la vapeur et des gaz s’échappent dans l’atmosphère. L’évent peut être utilisé pour exploiter l’énergie géothermique. Les fumeroles peuvent se former le long de petites fissures ou de longues fissures, dans des champs ou des grappes chaotiques. Ils peuvent également se former sur les surfaces de coulées de lave et d’énormes dépôts de coulées pyroclastiques. Ils peuvent se produire pendant des décennies voire des siècles s’ils se forment au-dessus d’une source de chaleur constante comme le magma actif. Ils pourraient bien disparaître en quelques semaines ou mois s’ils se forment au-dessus d’un dépôt volcanique frais qui se refroidit rapidement. Leur température varie de 70 à 100 degrés Celsius.

La seule préoccupation concernant l’énergie géothermique est qu’elle libère du sulfure d’hydrogène. Le sulfure d’hydrogène est une sorte de gaz qui sent beaucoup l’œuf pourri. Sinon, les avantages de l’énergie géothermique sont tout simplement écrasants. C’est propre, vert, renouvelable, relativement peu coûteux et réduit l’utilisation de combustibles fossiles, qui contribuent à une pollution massive et au réchauffement climatique.