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Dans les étendues arides du désert du Nevada brille un type inhabituel de centrale électrique qui exploite l’énergie non pas du soleil ou du vent, mais de la Terre elle-même.
Connu sous le nom de Projet Red, il pompe de l’eau à des milliers de pieds dans le sol, là où les roches sont suffisamment chaudes pour rôtir une dinde. 24 heures sur 24, l’usine aspire l’eau chauffée vers les générateurs d’électricité. Depuis novembre dernier, cette énergie terrestre sans carbone est acheminée vers un réseau local du Nevada.
L’énergie géothermique, bien qu’elle rayonne continuellement à partir du noyau extrêmement chaud de la Terre, est depuis longtemps une source d’électricité relativement spécialisée, largement limitée aux régions volcaniques comme l’Islande, où les sources chaudes jaillissent du sol. Mais les passionnés de géothermie ont rêvé de s’approvisionner en énergie terrestre dans des endroits dépourvus de conditions géologiques aussi spécifiques, comme le site Project Red au Nevada, développé par la startup énergétique Fervo Energy.
De tels systèmes géothermiques de nouvelle génération sont en préparation depuis des décennies, mais ils se sont révélés coûteux et technologiquement difficiles, et ont parfois même déclenché des tremblements de terre. Certains experts espèrent que de nouveaux efforts comme le Projet Red pourraient enfin marquer un tournant, en tirant parti des techniques perfectionnées dans l’extraction de pétrole et de gaz pour améliorer la fiabilité et la rentabilité.
Ces avancées ont suscité l’espoir qu’avec suffisamment de temps et d’argent, l’énergie géothermique – qui produit actuellement moins de 1 pour cent de l’électricité mondialeet 0,4 pour cent de l’électricité aux États-Unis– pourrait devenir une source d’énergie dominante. Certains avancent que la géothermie pourrait être un outil précieux pour abandonner le système énergétique des combustibles fossiles, car elle peut fournir une sauvegarde continue aux sources d’énergie intermittentes telles que solaire et vent. “C’est pour moi la source d’énergie la plus prometteuse depuis longtemps”, déclare un ingénieur en énergie. Roland Horne de l’Université de Stanford. “Mais maintenant que nous nous dirigeons vers un réseau sans carbone, la géothermie est très importante.”
Un début difficile
L’énergie géothermique fonctionne mieux avec deux choses : la chaleur et la roche suffisamment perméable pour transporter l’eau. Dans les endroits où la roche en fusion grésille près de la surface, l’eau s’infiltre à travers la roche volcanique poreuse, se réchauffe et bouillonne vers le haut sous forme d’eau chaude, de vapeur ou les deux.
Si l’eau ou la vapeur est suffisamment chaude – idéalement au moins autour de 300 degrés Fahrenheit – elle peut être extraite du sol et utilisée pour alimenter des générateurs d’électricité. Au Kenya, près de 50 pour cent de l’électricité produite provient de la géothermie. L’Islande tire 25 pour cent de son électricité de cette source, tandis que la Nouvelle-Zélande en obtient environ 18 pour cent et l’État de Californie, 6 pour cent.
Certaines ressources géothermiques naturelles sont encore inexploitées, comme dans l’ouest des États-Unis, selon un géologue Ann Robertson-Tait, président de GeothermEx, une division de conseil en énergie géothermique de la société de services pétroliers SLB. Mais dans l’ensemble, nous manquons de ressources géothermiques naturelles de haute qualité, ce qui pousse les experts à réfléchir à des moyens d’extraire l’énergie géothermique de zones où l’énergie est beaucoup plus difficile d’accès. « Il y a tellement de chaleur sur Terre », déclare Robertson-Tait. Mais, ajoute-t-elle, « une grande partie est enfermée dans une roche qui n’est pas perméable ».
Pour exploiter cette chaleur, il faut forer en profondeur et créer des fissures dans ces roches denses et non volcaniques pour permettre à l’eau de s’écouler à travers elles. Depuis 1970, les ingénieurs ont développé des « systèmes géothermiques améliorés » (EGS) c’est exactement ce que font les chercheurs en appliquant des méthodes similaires à la fracturation hydraulique – ou fracturation hydraulique – utilisée pour aspirer le pétrole et le gaz des roches profondes. L’eau est pompée à haute pression dans des puits, jusqu’à plusieurs kilomètres de profondeur, pour faire sauter les fissures dans les roches. La roche fissurée et l’eau créent un radiateur souterrain où l’eau se réchauffe avant de remonter à la surface par un deuxième puits. Des dizaines de ces installations EGS ont été construites aux États-Unis, en Europe, en Australie et au Japon – pour la plupart expérimentales et financées par le gouvernement – avec un succès mitigé.
Célèbre, une usine EGS en Corée du Sud a été brusquement fermé en 2017 après avoir probablement provoqué un séisme de magnitude 5,5; la fracturation hydraulique, quelle qu’elle soit, peut ajouter de la pression aux failles tectoniques à proximité. D’autres problèmes étaient d’ordre technologique : certaines usines ne créaient pas suffisamment de fractures pour un bon échange thermique, ou les fractures se propageaient dans la mauvaise direction et ne parvenaient pas à relier les deux puits.
Certains efforts ont cependant abouti à des centrales électriques viables, notamment plusieurs systèmes allemands et français construits entre 1987 et 2012 dans la vallée du Rhin. Là, les ingénieurs ont exploité les fractures existantes dans la roche.
Mais dans l’ensemble, il n’y a tout simplement pas eu suffisamment d’intérêt pour développer l’EGS en une technologie plus fiable et plus lucrative, déclare un géophysicien. Dimitra Teza de l’institut de recherche énergétique Fraunhofer IEG de Karlsruhe, en Allemagne, qui a contribué au développement de certains systèmes EGS de la vallée du Rhin. “Cela a été assez difficile pour l’industrie.”
