Le besoin combiné de chaleur pour les bâtiments et l’industrie sera d’environ 70 TWh/an en 2050. La géothermie pourra contribuer à une part importante de ce besoin.

Production de chaleur géothermique: un potentiel immense et invisible. (Source: Chris Züger / Unsplash)

Tableau cible 2050
À l’avenir, la géothermie fournira au moins 17 TWh/an de chaleur pour le parc immobilier suisse et pour les processus industriels. Elle couvrira ainsi au moins un quart du besoin de chaleur suisse. Actuellement, nous produisons déjà 4 TWh/an de chaleur géothermique, provenant principalement de faible profondeur. Cette production à faible profondeur peut être plus que doublée. Le potentiel provenant de la géothermie profonde n’est pas encore exploité. Actuellement, seulement 0,2 TWh/an sont utilisés. Le potentiel économiquement exploitable de la géothermie à moyenne et grande profondeur est d’au moins 8 TWh/an et peut être exploité par étapes d’ici 2050 – à des prix compétitifs pour exploitants et clients finaux.

Potentiel de la géothermie profonde
Le potentiel géologique de fourniture de chaleur pour la géothermie à moyenne et grande profondeur en Suisse est d’environ 100 TWh/an. En théorie, cela permettrait de couvrir l’ensemble des besoins en chaleur de la Suisse. Toutefois, le potentiel d’exploitation mobilisable est plus faible. En effet, cette source de chaleur est une ressource locale et ne peut être transportée sur de grandes distances. Outre le potentiel géologique, il existe donc aussi des aspects géographiques et économiques à prendre en compte. Cette analyse globale a pour résultat un potentiel exploitable et économiquement compétitif d’environ 8 TWh/an. Les consommateurs d’énergie géothermique profonde sont les quartiers, les zones urbaines, l’artisanat, l’industrie et l’agriculture. Exception faite des grands consommateurs individuels, ce type de géothermie dépendra toujours des réseaux thermiques comme moyen de transport. D’ici 2050, les réseaux thermiques devraient distribuer environ 23 TWh/an de chaleur. La géothermie est la principale source de chaleur renouvelable et y contribuera pour plus d’un tiers à l’avenir.

L‘énergie géothermique là où elle est nécessaire: la demande de chaleur pour le logement, le commerce et l’industrie par exemple au pied sud du Jura. Plus le point est foncé, plus la demande est élevée. (Source: swisstopo)

Que faut-il pour exploiter le potentiel de la géothermie profonde?

• Explorer le sous-sol: celui-ci doit être mieux connu, et ce, sur l’ensemble du territoire au niveau national. Une meilleure connaissance du sous-sol permettra aux décideurs de prendre en main plus facilement des projets, de déterminer les emplacements idéaux pour des sites de forage et, de manière générale, de minimiser les risques.
• Développer les réseaux thermiques: ceux-ci sont essentiels au développement de la géothermie profonde. L’extension de ces réseaux est économiquement judicieuse dans les zones à forte densité de population.
• Construire des installations de géothermie de moyenne et grande profondeur: partant d’un potentiel utilisable et économiquement compétitif de 8 TWh/an, env. 250 installations seront nécessaires. Concrètement, de 2025 à 2050, il faudra mettre en service en moyenne dix installations par an pour atteindre cet objectif. Les coûts globaux d’investissement de ces 250 installations s’élèvent à quelque six milliards de fr., soit 240 millions de fr. par an, hors subventions.

Autres utilisations de la géothermie
Le potentiel principal de la géothermie réside dans la mise à disposition de la chaleur. Selon l’emplacement, la profondeur et la saison, les installations peuvent être envisagées pour des utilisations supplémentaires, ce qui les rend économiquement encore plus attrayantes:

• Production de froid: utilisation directe jusqu’à 200 mètres de profondeur et dès env. 2000 mètres et au moins 80°C (installations de réfrigération par absorption).
• Stockage saisonnier: dans des champs de sondes géothermiques ou des aquifères. Ces derniers peuvent stocker la chaleur excédentaire, comme par exemple celle des usines d’incinération des ordures ménagères pendant les mois d’été.
• Production d’électricité: en général dès environ 3000 mètres de profondeur et une température de quelque 110°C, des installations peuvent être mises en service pour l’utilisation de l’électricité et de la chaleur.
• Extraction d‘éléments: des éléments tels le lithium dissous dans l’eau profonde de la géothermie peuvent être extraits de manière écologique grâce à de nouveaux procédés lors de l’exploitation géothermique. Le potentiel en Suisse a encore été peu étudié.

Résumé

Documents et liens

• La prise de position de Géothermie-Suisse
• Perspectives énergétiques 2050+
• Etude WIS (en allemand)
• Etude Hydro-Geo

Les installations de stockage géothermique permettent de stocker entre 4 et 6 térawattheures (TWh) d’énergie thermique par an, ce qui réduit d‘autant la demande d‘énergie fossile en hiver.

Un stockage est possible dans des champs de sondes. Ici, les conduites de toutes les sondes géothermiques de l’ETH de Zurich au Hönggerberg (Source: Amstein+Walthert AG).

C’est le potentiel réaliste utilisable. Un développement de ces systèmes soutient la transition énergétique. Le stockage dans le sous-sol a l’avantage de permettre la mobilisation de grands volumes avec une faible emprise au sol. Le stockage et la vente de chaud et de froid permet d’améliorer le business plan des installations et d’assurer une meilleure durabilité de l’exploitation du sous-sol.

Documents et liens

• Prise de position «Potentiel stockage géothermique»
• Rapport stockage géothermie
• Projet européen «Heatstore»

Deux solutions de stockage géothermique différentes

Deux types de stockage géothermique ont été étudiés en termes de potentiel: le stockage d’énergie thermique par sondes géothermiques (BTES) et le stockage d’énergie thermique par aquifère (ATES).

Champs de sondes (BTES): Le stockage géothermique grâce aux champs de sonde sont déjà largement utilisés en Suissee avec de nombreux exemples. Géothermie-Suisse estime le potentiel de stockage par champs de sondes à 2-3 TWh/an. Cela correspond à plusieurs milliers de champs de sondes géothermiques de 20 x 250 m.

Aquifères (ATES): Les aquifères (réservoirs d‘eau souterrains) sont situés dans différentes couches géologique et séparées entre basse température et haute température. La limite est fixée à 25° Celsius. Des systèmes à basse température existent déjà aujourd‘hui et sont économiquement rentables. Les systèmes à haute température reste pour le moment des projets pilotes, comme par exemple le stockage géothermique Forsthaus à Berne. Géothermie-Suisse estime le potentiel de stockage par aquifères à basse température à 2-3 TWh/an. Cela correspond à plusieurs centaines de doublets géothermiques à construire.

Géothermie-Suisse n’a pas encore effectué ses propres calculs concernant le potentiel de l’électricité géothermique en Suisse. L’Office fédéral de l’énergie (OFEN) estime le potentiel à environ 2 térawattheures (TWh) par an.

Concernant le potentiel de la géothermie, l’OFEN écrit dans ses perspectives énergétiques 2050+: «La Suisse renferme un potentiel important pour des projets de géothermie profonde. La prospection de sites appropriés nécessitant beaucoup de temps et n’aboutissant pas toujours à un résultat concluant, l’hypothèse retenue admet que seuls les projets actuellement prévus seront réalisés d’ici à 2035. C’est seulement après cette date que d’autres installations suivront, de manière à augmenter la production d’électricité géothermique à 2 TWh en 2050.»

Perspectives énergétiques 2050+. Résumé des principaux résultats