Construite en 1977, la centrale islandaise de Krafla exploite la géothermie à grande échelle, alimentant environ 20 % de la population de l’île en électricité. Les régions volcaniques ne sont pas les seules à se prêter à la géothermie. © Ásgeir Eggertsson, CC by-nc-sa 3.0

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Géothermie profonde : une centrale unique au monde a ouvert en Alsace

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À Rittershoffen, au nord de l'Alsace, une centrale de géothermie profonde a commencé à fonctionner, après plusieurs années d'études. Elle produira 24 MW thermiques, sous forme de chaleur donc, directement utilisée par une bioraffinerie voisine. Une première mondiale.

Au nord de l'Alsace, l'idée, depuis une vingtaine d'années, est de profiter du sous-sol particulier de cette région. Au sein de roches cristallines du Paléozoïque, sous une couche datant du Trias formée de grès, s'enfonçant par endroits jusqu'à 5 km sous la surface, des fractures naturelles laissent circuler les eaux d'infiltration qui viennent s'y réchauffer jusqu'à près de 200 °C.

Dans le bassin parisien (dont les roches sont sédimentaires), le gradient de température, de 33 °C par kilomètre de profondeur, est très constant. En revanche, celui-ci est très variable en Alsace, atteignant parfois 100 °C par kilomètre. On est ici dans le domaine de la géothermie profonde, encore peu exploré.

Une centrale géothermique puise à grande profondeur de l’eau d’infiltration chauffée par les roches. La chute de pression engendrée par sa remontée en surface la vaporise partiellement, ce qui permet de faire tourner une turbine. L’alternateur dont elle est solidaire produit du courant électrique. Ce n'est pas le principe de la centrale de Rittershoffen, qui exploite directement la chaleur de l'eau géothermale. © EDF, YouTube

La chaleur de l'eau profonde est utilisée directement

L'installation expérimentale de Soultz-sous-Forêts avait permis d'étudier les possibilités d'exploiter cette source d'énergie fournie par la Terre. C'est aujourd'hui la phase concrète qui démarre avec l'inauguration, le 7 juin 2016, de la centrale de Rittershoffen, à quelques kilomètres de Soultz, mise en place par Électricité de Strasbourg (ES). L'installation puise de l'eau (très salée) à 2.600 mètres de profondeur, et la recueille entre 150 à 170 °C, avec une capacité de 24 MW thermiques (c'est-à-dire sous forme de chaleur). Mais à partir de là, la centrale est doublement originale.

La première caractéristique inhabituelle de Rittershoffen est le fait que la chaleur de l’eau n'est pas utilisée pour fabriquer de l'électricité, à l'aide d'une turbine et d'un alternateur, comme dans la vidéo ci-dessus. C'est la chaleur elle-même qui est recueillie et exploitée directement.

Le principe du fonctionnement du projet Ecogi (Exploitation de la chaleur d'origine géothermale pour l'industrie) est le suivant : l'eau prélevée à 2.600 m traverse un échangeur de chaleur avant de retourner en profondeur. Le circuit secondaire apporte de l’eau chaude à 160 °C à l’usine Roquette Frères (à droite dans la vidéo), où elle sert à produire de la vapeur, directement utilisée pour la transformation des matières premières végétales. Un apport d’eau supplémentaire, à 70 °C, venu de la géothermie à basse profondeur, complète l’alimentation. © ÉS, YouTube

L'exploitation de l'eau profonde par le principe SGS

La seconde originalité est le fait que cette chaleur ne sert pas à chauffer des logements mais à une installation industrielle, en l'occurrence une usine de transformation de matières premières végétales, la société Roquette Frères (cinquième producteur mondial d'amidon), située à Beinheim, à quinze kilomètres de là. Avec l'eau chaude reçue, un générateur de vapeur couvrira un quart de ses besoins en chaleur, évitant l'émission de 39.000 tonnes de CO2 par an.

Par ailleurs, la centrale de Rittershoffen se distingue aussi par la technique pour assurer une bonne connexion entre le forage, à partir de 2 km de profondeur, et les fractures du granite dans lesquelles circule l'eau géothermale. Ces canalisations naturelles peuvent être insuffisantes ou s'obstruer à cause de la charge minérale. Pour améliorer la circulation, il existe des techniques chimiques (injection d'acides), thermiques ou mécaniques. Testée à Soultz-sous-Forêts, la fracturation hydraulique, utilisée pour créer une sorte d'échangeur souterrain, avait causé en 2003 un petit séisme profond qui a fait reculer les responsables du projet. Ici, le principe est celui du SGS, Système géothermique stimulé, ou encore EGS (pour Enhanced Geothermal System). L'eau, une fois refroidie, est réinjectée vers les profondeurs d'où elle est venue, avec des traitements légers pour « stimuler » les fractures existantes.

Cette longue expérimentation, de Soultz-sous-Forêts à Rittershoffen, donne aujourd'hui une bonne vision sur les possibilités de la géothermie profonde, en particulier en Alsace, où EDF a d'autres projets. Le jour de l'inauguration, son PDG, Jean-Bernard Lévy, a évoqué ceux de Wissembourg, plus au nord, près de la frontière allemande, et d'Illkirch, à côté de Strasbourg.