La géothermie en France, une énergie bas carbone inépuisable, mais au coût d'investissement élevé

La géothermie consiste à valoriser la chaleur naturelle du sous-sol sous forme d'électricité ou de chaleur. Elle émet peu ou pas de gaz à effet de serre et permet aussi de produire du froid lorsqu'elle est en surface.

Energie locale et inépuisable, disponible sans intermittence presque partout en France sur une emprise foncière en surface réduite, son coût d'investissement reste néanmoins élevé.

Comment fonctionne la géothermie ?

Il existe trois techniques: celle dite "de surface" permet de faire du chaud et du froid en utilisant la température du sous-sol à moins de 200 mètres de profondeur. Au-delà des cinq premiers mètres, elle est de l'ordre d'une dizaine de degrés et stable en toute saison. Suffisamment frais pour l'été, en hiver une pompe à chaleur permet de valoriser les calories du sous-sol.

La géothermie dite "profonde" consiste à aller chercher de l'eau chaude à 1.000 ou 2.000 mètres de profondeur, où la température de l'eau varie de 80 à 150 degrés. Elle est pompée dans la nappe puis réinjectée dans le sous-sol.

Enfin, la géothermie de haute énergie consiste à aller chercher de la vapeur à des températures supérieures à 150°C dans les zones à volcanisme actif. Elle permet de produire de l'électricité mais n'est pas présente en France métropolitaine. En Guadeloupe, la centrale géothermique de Bouillante dispose d'une capacité de 15,5 mégawatt (MW). On en trouve en Islande, au Kenya ou au Japon.

Quelle est la part de la géothermie en France ?

La géothermie ne représente que 1% de la consommation de chaleur. 

Or la chaleur représente 43% de la consommation d'énergie finale, dont seulement un quart est d'origine renouvelable, selon le ministère de la Transition énergétique.

Le gouvernement a lancé en février 2023 un "plan d'action" visant à quadrupler le rythme de déploiement des projets en géothermie profonde d'ici 2035, avec une production de 8 à 10 térawattheures (TWh) en 2035 contre 2,3 en 2021.

Il a porté le fonds chaleur de l'Agence de la Transition écologique (Ademe), destiné à soutenir la production de chaleur renouvelable en France, à 820 millions d'euros en 2024.

La géothermie profonde est particulièrement présente en Ile-de-France, où l'aquifère du Dogger est l'un des plus exploités au monde avec 58 centrales. On la trouve aussi en Alsace et près de Bordeaux.

Quelle est la performance énergétique de la géothermie ?

Elle est élevée. Le coefficient de performance (COP), rapport entre l'énergie produite et celle consommée pour faire fonctionner les pompes à chaleur géothermiques, est au minimum de trois: elles produisent trois fois plus d'énergie qu’elles n'en consomment.

Ainsi, pour un kilowatt-heure (kWh) d'électricité, on a trois kWh de chaleur, contre un pour un avec un radiateur électrique classique, explique David Coutelle, du bureau d'études en environnement Ginger Burgeap, également président de la commission géothermies du Syndicat des énergies renouvelables (SER).

Quels sont les freins au développement de la géothermie ?

"Le frein principal, c'est son coût à l'investissement", indique David Coutelle. "En revanche, c'est une solution économiquement maîtrisée en exploitation."

Selon lui, le coût d'un forage de géothermie profonde se compte "en dizaines de millions d'euros"  et celui des campagnes de prospections en "centaines de milliers d'euros, voire en millions d'euros".

Pour la prospection, un fonds de garantie a été créé en 1982 mais il concerne essentiellement l'Ile-de-France.

Enfin, la disponibilité des foreurs est "un vrai sujet mais pas le point de blocage majeur", selon David Coutelle. 

Qui recourt à la géothermie ?

Au total, un million de Français sont chauffés ou rafraîchis grâce à la géothermie de surface. 

Outre les collectivités ou les entreprises, la géothermie intéresse aussi les bailleurs sociaux car elle permet de lutter contre la précarité énergétique. 

"L'effet du changement climatique fait qu'on aura besoin de rafraîchir des logements, des écoles, des Ehpad si on veut que les gens continuent d'y vivre", ajoute David Coutelle. "La géothermie permet de le faire de manière naturelle." Action Logement, le principal bailleur de France, a lancé une opération pour déployer la géothermie dans son parc de logements.

La Samaritaine, la fondation Louis Vuitton à Paris, Nanterre Coeur Université, Issy-Cœur de ville, le quartier de la Confluence à Lyon ou encore le siège d'Airbus à Toulouse ont recours à la géothermie.