Exploiter la puissance d’un pour cent seulement des roches superchaudes pourrait fournir plus de huit fois la production mondiale actuelle d’électricité.
Au plus profond de la surface de la Terre se trouve une immense source d’énergie qui, selon les scientifiques, pourrait contribuer à un avenir à faibles émissions de carbone.
Un nombre croissant de chercheurs et d’entreprises énergétiques se battent désormais pour exploiter l’énergie géothermique « ultra-chaude », une forme d’énergie très ancienne – mais aussi nouvelle – qui pourrait fournir une électricité constante et sans carbone presque partout sur Terre.
Plus tôt cette année, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) a mis en avant la géothermie très chaude dans son rapport sur l’état de l’innovation énergétique, la décrivant comme une source prometteuse d’« énergie propre et ferme » capable de soutenir la transition vers l’abandon des combustibles fossiles.
Aujourd’hui, l’un des projets les plus surveillés du secteur est en train de démarrer dans l’État américain de l’Oregon, où la start-up Quaise Energy a annoncé son intention de construire ce qu’elle appelle la première centrale géothermique à très haute température au monde d’ici 2030.
Qu’est-ce que l’énergie géothermique surchauffée ?
L’énergie géothermique utilise la chaleur du sous-sol pour produire de l’électricité ou fournir du chauffage.
Son rôle en tant que source d’énergie ou de chauffage n’est pas nécessairement nouveau.
En Islande, l’eau géothermique est utilisée pour chauffer les habitations depuis près d’un siècle. Aujourd’hui, environ 30 pour cent de l’électricité du pays provient de sources géothermiques.
Selon l’AIE, les centrales géothermiques traditionnelles reposent sur des réservoirs souterrains naturels d’eau chaude ou de vapeur, qui sont généralement concentrés dans les régions volcaniques actives ou le long des limites de la plaque tectonique terrestre.
La géothermie Superhot vise à aller plus loin.
La technologie cible les roches dont la température est supérieure à 300°C, où l’eau atteint un état supercritique et peut transporter beaucoup plus d’énergie que les systèmes géothermiques conventionnels.
Selon la Clean Air Task Force, une organisation à but non lucratif basée aux États-Unis, l’exploitation d’un seul pour cent de ces ressources pourrait fournir plus de huit fois la production d’électricité actuelle à l’échelle mondiale.
Pourquoi est-ce difficile ?
Le principal défi, jusqu’à présent, a été de forer suffisamment profondément pour atteindre ces températures extrêmes.
Selon diverses agences de l’énergie, les systèmes de forage conventionnels – dont beaucoup sont adaptés de l’industrie pétrolière et gazière – sont confrontés à des défis majeurs sous la chaleur et la pression extrêmes qui règnent à plusieurs kilomètres sous terre. Les coûts augmentent également à mesure que les puits s’approfondissent.
Cela a conduit les chercheurs à explorer des technologies de forage alternatives.
Quaise Energy prévoit d’utiliser le forage conventionnel pour les sections supérieures de ses puits de l’Oregon avant de passer à la technologie à ondes millimétriques développée au Massachusetts Institute of Technology, où la startup est issue de projets de recherche.
Le système utilise des ondes électromagnétiques à haute fréquence, similaires aux micro-ondes, pour faire fondre et vaporiser la roche plutôt que de la traverser mécaniquement.
En cas de succès, le processus pourrait permettre aux puits d’atteindre des ressources géothermiques beaucoup plus profondes que ne le permet la technologie existante.
L’eau serait ensuite pompée sous terre, chauffée par la roche environnante et renvoyée à la surface sous forme de vapeur pour produire de l’électricité avant d’être recyclée dans le système.
Quaise affirme que ce système offrirait 50 mégawatts d’énergie renouvelable permanente, soit suffisamment pour alimenter des dizaines de milliers de foyers. La société espère étendre le projet à 200 mégawatts peu après sa mise en service, ce qui pourrait changer la donne dans un monde qui lutte pour réduire ses émissions tout en répondant à la demande croissante d’énergie.
Pourquoi est-ce important ?
Contrairement à l’énergie solaire et éolienne, l’énergie géothermique peut fonctionner en continu quelles que soient les conditions météorologiques. Cependant, la chute vertigineuse du coût du stockage par batterie aide les énergies renouvelables à fournir de l’électricité 24 heures sur 24 à des prix qui rivalisent avec les combustibles fossiles, selon un nouveau rapport de l’Agence internationale des énergies renouvelables (IRENA).
Les partisans soulignent également l’empreinte terrestre relativement faible de la géothermie par rapport aux grands parcs solaires ou éoliens.
Il n’est pas surprenant que l’intérêt pour la géothermie à très haute température augmente à l’échelle mondiale.
En Islande, des chercheurs ont récemment obtenu un financement de l’UE de 10 millions d’euros pour développer des projets similaires. L’année dernière, la Nouvelle-Zélande a également conclu un accord de coopération avec l’Islande pour développer la technologie géothermique dans le cadre de ses plans de sécurité énergétique à long terme.
Les experts estiment que ce type de puissance pourrait éventuellement s’étendre au-delà des régions volcaniquement actives. Selon l’AIE, les progrès du forage profond pourraient le rendre viable dans de plus grandes régions d’Europe, d’Asie et d’Amérique du Nord.
Aussi prometteuse qu’elle puisse être, cette technologie a encore un long chemin à parcourir avant de transformer les réseaux électriques à l’échelle mondiale.
Aucune centrale géothermique commerciale à très haute température n’est encore en activité, et les chercheurs doivent encore prouver que les systèmes de forage, les formations rocheuses souterraines et les infrastructures électriques peuvent résister aux conditions extrêmes sur de longues périodes.
Il peut également y avoir des préoccupations environnementales.
Les chercheurs affirment que le forage géothermique peut déclencher de petits tremblements de terre – un phénomène appelé sismicité induite. Même si la plupart sont trop petites pour être ressenties, certaines peuvent être graves.
En 2017, un tremblement de terre d’une magnitude de 5,4 sur l’échelle de Richter a frappé près d’un site géothermique à Pohang, en Corée du Sud, causant d’importants dégâts. On pensait que cela était dû à une sismicité induite, après que du fluide à haute pression ait été injecté dans le sol du site.
Pourtant, affirment ses partisans, les rendements potentiels sont difficiles à ignorer.
Selon le Clean Air Task Force, environ 2 % de l’énergie géothermique située entre trois et dix kilomètres sous la surface de la Terre pourrait fournir l’équivalent de 2 000 fois la demande énergétique actuelle des seuls États-Unis.
