Projet de fin d'étude, Géothermie exploration et potentiel d'exploitation Par: PhD Student, N. Mejjad 2011

1. UNIVERSITÉ HASSAN II
MOHAMMEDIA- CASABLANCA
FACULTÉ DE SCIENCE BEN M’SIK
Préparé par : Mejjad Nezha
Encadré par : Mr. Marrakchi Chakib
Mr. Fekri Ahmed
2010/2011
LA GÉOTHERMIE
EXPLORATION, POTENTIEL
D’EXPLOITATION

2. Sommaire
 LA GÉOTHERMIE QU’EST CE QUE C’EST ?
LA TERRE, SOURCE DE CHALEUR
 GISEMENTS ET RESSOURCES GÉOTHERMALE
 L’EXPLORATION GÉOTHERMIQUE
L’EXPLOITATION DE L’ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE
 UTILISATION DE LA GÉOTHERMIE
 GÉOTHERMIE, ÉNERGIE D’AVENIR
 CONCLUSION

3. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
La géothermie qu’est ce que c’est ?
La géothermie est la science qui étudie
les phénomènes thermiques internes du globe
terrestre. C'est aussi l'ensemble des applications
techniques qui permettent d'exploiter les source
d'énergie géothermique.

4. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
La terre, source de chaleur
Structure du globe
Figure 1: Schéma de la structure du globe
(Source : futura-sciences.com, 2006)

5. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Origine de la chaleur
La désintégration des
éléments radioactifs
Dissipation de l’énergie
primitive

6. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Gradient géothermique et flux de chaleur
géothermique
Figure 2: Le profil de température en fonction de la profondeur .
(Source: geothermie.tpe.free.fr, 2004)

7. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Gisements et ressources géothermale
Gisement géothermal
Un gisement géothermal est constitué de
trois éléments principaux :
Une source de
chaleur Un réservoir Un fluide
- Vapeur
- Liquide
- Formation
rocheuse
perméable
-Un flux
géothermique
- Une intrusion
magmatique à
haute
température

8. Types de la géothermie
Géothermie
haute énergie
Géothermie
moyenne
énergie
Géothermie
basse énergie
Géothermie
très basse
énergie
La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion

9. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Type de géothermie Caractéristiques de
réservoirs
Température Utilisations Exemples des pays
Géothermie haute
énergie
Eau et vapeur
Roches chaudes sèches
(à plus de 3000m de
profondeur)
Socle granitique
T> 150°C
Production d’électricité
ou chauffage
Islande
Nouvelle-Zélande
États-Unis
Kenya
Géothermie
moyenne énergie
Eau et /vapeur
Zone géographique à
fort gradient
géothermique
90°C<T<180°C Production d’électricité
Mexique Nicaragua
Costa Rica
la Russie
Géothermie basse
énergie
Nappe aquifère
Bassin sédimentaire
30°C<T<90°C
Chauffage urbain de
serres
Utilisation de chaleur
dans les procédés
industriels,
thermalisme.
Hongrie
France
Australie
Tunisie
Géothermie très
basse énergie
Nappe phréatique,
aquifère peu profonds,
profondeur >100m
T<30°C
Chauffage ou
climatisation de locaux
après élévation de
température avec une
pompe à chaleur(PAC)
Canada
Suède
Norvège
Tableau 1: Caractéristiques de différents types de
géothermie (source : ARPE, 1998)

10. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
L’exploration géothermique
Manifestation de l’énergie
géothermique
Les geysers
Les volcans
Les sources
thermales

11. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Photo 1: Le Geyser Strafford en Islande

12. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Photo 2: Eruption volcanique 2010 du volcan Islandais
EYJAFJÖLL sous une aurore boréale. (Albert Jakobsson, 2010)

13. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Photo 3: Source chaude de Peitou (Taïwan)
(Source : Transviet travel, 2009)

14. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Techniques d’explorations
Méthodes
géologiques
Méthodes
hydrogéologiques
Le forage
d’exploration

15. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
L’exploitation de l’énergie géothermique
Extraction
- Puits provençal ou canadien
Figure 3: Principe de fonctionnement d’un puits provençal
ou canadien en hiver . Source:aeu.fr, -2006)

16. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Figure 4: Principe de fonctionnement d’un puits provençal
ou canadien en été . Source:aeu.fr, -2006)

17. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
- Les sondes géothermiques ou capteurs géothermiques
verticaux
Figure 5: Chauffage d'une maison familiale avec une sonde
géothermique couplée à une pompe à chaleur (Source : Infos-
Géothermie)

18. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
La production
- La production de chaleur
Figure 6: Les différentes pompes (source : BRGM, 2004)

19. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
- La production d’énergie électrique
Avec réservoirs de vapeur
Figure 7: Production d’électricité avec réservoir de
vapeur. (Source: ministère de l'Énergie)

20. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Avec les gisements de roches chaudes sèches
Figure 8:Production d'électricité avec les gisements de
roches chaudes sèches (Source: ministère de l'Énergie)

21. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Utilisation de la géothermie
- Les utilisations possibles de la géothermie
Tableau 3:Ce tableau illustre bien les maintes utilisations
possibles de l’énergie géothermique. (Source : géothermie-soultz,
2008)

22. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Pays dirigeants
Puissance
installée
(MWth)
Production de
chaleur
(GWh/a)
Etats-Unis 7817 8678
Suède 3840 10001
Chine 3687 12605
Islande 1791 6615
Turquie 1177 5451
Danemark 821 1211
Hongrie 694 2206
Italie 607 2099
Suisse 582 1175
Allemagne 505 808
Canada 461 707
Norvège 450 643
Autres pays 5393 20423
Total 27825 72622
Tableau 4 :L’utilisation de la géothermie dans le Monde pour
la production de chaleur en 2005 (Source: Lund et al. 2005)

23. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Tableau 5: L’utilisation de la géothermie dans le Monde pour la
production d’électricité (Source: Bertani 2006)
Pays dirigeants
Puissance
installée
(MWe)
Production
électrique
(GWh/a)
Etats-Unis 2564 17917
Philippines 1930 9253
Mexique 953 6282
Indonésie 797 6085
Italie 791 5340
Japon 535 3467
Nouvelle-Zélande 435 2774
Islande 202 1406
Costa Rica 163 1145
El Salvador 151 967
Kenya 129 1088
Autres pays 283 1062
Total 8933 56786

24. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
La géothermie au Maroc

25. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
- Le thermalisme au Maroc
La source thermale Moulay Yacoub
La source thermale Ain Allah
Les eaux thermales de sidi harazem
La source minéral de ‘’ Salama ’’dite Ain Jerry
La source thermale Moulay Ali Cherif
La source thermale Moulay Hachem

26. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Géothermie, énergie d’avenir
Comparaison avec d’autres énergies
Pétrole Gaz Energie solaire Energie éolien
Energie
géothermique
Localisation
Proche orient
principalement
Gisement le plus
souvent en
Algérie, en
Russie et en
pleine mer
La où il y a un
rayonnement
solaire constant.
La où il y a du
vent qui souffle a
plus de 10 km/h
Partout pour la
basse énergie, des
sites plus
spécialisés pour
d’autres formes
d’énergies
Coût (coût
d’installation
ou coût de
consommation)
Coût du baril(Mai
2011 81 euro)
Coût annuel de
consommation :
1291,8 euro
Selon la ville,
pour une
utilisation
individuelle.
Coût
d’installation : De
500 à 1000euro
par panneaux.
Pas de coût de
consommation
Coût
d’installation :
15000 euro (pour
un champ
éolienne)
1 ,5 à 2 % de
l’investissement
initial
Coût
d’installation au
minimum 1000
euro
Pas de coût de
consommation
Emission de
CO2(en
gramme de
CO2/KWh)
900 à 1150 400 à 420
Pas de rejet sauf
lords de la
création de
centrale solaire.
Très peu de rejets
(quelques cas
particuliers)
Rejet indirect
(carburant par la
pompe)
Tableau 6: Une comparaison entre la géothermie et les autres
énergies (tpegeothermie11.e-monsite.com, 2011)

27. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Avantages / Inconvénients
Les avantages
Energie
inépuisable
et
renouvelable
Fonctionnement
double : en
Hiver, avec le
chauffage et
en été, avec le
refroidissement
Pas
d’émission
de CO2
Energie
propre :
aucune
pollution
n’est
dégagée.

28. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Les inconvénients
- Prix
d’installation
relativement
élevé
- Géothermie verticale
: il faut se situer sur
une zone propice à
l’installation de
tuyaux pouvant
descendre loin en
profondeur
-N’est utilisable en
domestique que
pour le chauffage,
l’électricité pouvant
être développée en
centrale
géothermique.

29. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
Conclusion
Par son potentiel très riche, et non localisé, la géothermie reste
un bon créneau et alternative qui pourrait éventuellement
répondre au défaut des énergies actuellement répandues
(Pétrole, nucléaire, gaz ...) qui sont pour la plupart des
énergies non renouvelables et trop limités.
Cependant le manque d’information, de moyens et
surtout de volonté chez les autorités limitent la progression de
l’extension de ce système à travers le monde entier.

30. La géothermie
qu’est ce que
c’est ?
La terre, source
de chaleur
Gisements et
ressources
géothermale
L’exploration
géothermique
L’exploitation
de l’énergie
géothermique
Utilisation de
la géothermie
Géothermie,
énergie
d’avenir
Conclusion
La Géothermie est actuellement une ressource très
exploitée par les pays développés, quoique qu’elle n’arrive
pas encore à remplacer les énergies communément
exploitées mais son rendement reste très satisfaisant surtout
en matière de son rapport avec l’environnement
Conclusion