Etude «L'énergie de l'intérieur de la Terre : la géothermie profonde comme ressource énergétique de l'avenir ?» 

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Introduction

Qu'est-ce que la géothermie profonde?
La géothermie est l'énergie thermique produite en grande quantité sous la surface de la Terre. La géothermie à faible profondeur est déjà bien établie dans des pays tels que les Etats-Unis, les Philippines ou l'Italie, à savoir l'exploitation, pour produire de la chaleur ou de l'électricité, de l'énergie thermique stockée dans les 400 m supérieurs de la croûte terrestre sous la forme d'eau bouillante ou de vapeur. La géothermie profonde (à une profondeur supérieure à 400 m) est prise de plus en plus en considération pour la Suisse comme source théoriquement sans limite d'énergie renouvelable à faibles émissions de CO2. Elle est exploitée sous deux formes : hydrothermale et pétrothermale. Les systèmes hydrothermaux utilisent de l'eau ou de la vapeur présente à grande profondeur, les systèmes pétrothermaux (appelés aussi « Enhanced Geothermal Systems », EGS) de l'eau qui a été préalablement injectée dans la roche, de l'extérieur, à haute pression, dans des fissures agrandies artificiellement. 

Chances et risques de la géothermie profonde  
La géothermie profonde se présente comme forme d’énergie renouvelable, propre et comportant peu de nuisances environnementales (pas d’impact sur la biodiversité, faible empreinte écologique). Elle peut fournir de la chaleur ou de l’électricité en permanence, indépendamment  de l’ensoleillement, des précipitations, du vent et de la météo, et est une ressource indigène qui garantit un haut niveau de sécurité d’approvisionnement. En outre, elle peut être utilisée aussi bien pour chauffer que pour refroidir.

Les systèmes pétrothermaux en sont toutefois encore à leurs balbutiements et posent quelques défis technologiques.  Les EGS peuvent notamment provoquer des microséismes, ce qui rend leur acceptation problématique. Ils présupposent aussi une harmonisation et clarification des conditions cadres juridiques à l’échelon fédéral, car il  n’existe pas de directives relatives à la propriété en matière de données géologiques, lesquelles sont de surcroît souvent  difficilement accessibles. En outre, une évaluation détaillée des ressources hydro- et pétrothermales profondes et de leurs  potentiels pour la production d’électricité et de chaleur fait défaut actuellement. Etant donné le bas niveau du savoir, les risques financiers sont considérables – jusqu’ici, la technologie EGS ne s’est pas développée sur le plan commercial. Il faudra aussi examiner encore les conséquences environnementales (avantages et inconvénients) de l’exploitation de la géothermie profonde.

Pourquoi une étude de TA-SWISS à ce sujet?
Actuellement, cette forme d’énergie est accueillie favorablement dans les milieux politiques, en dépit du manque d’expériences fiables sur les défis que posent les méthodes de prospection. Avant de construire des installations de géothermie profonde, de nombreuses questions doivent être tirées au clair (voir « objectifs de l’étude »). Quelques études existent déjà sur des points spécifiques, tels que la technologie ou l’acceptation, mais une analyse interdisciplinaire touchant tous les aspects fait défaut.

Objectifs de l’étude  

Les priorités de cette étude consistent à :

  • mettre en lumière les perspectives d’avenir (chances et risques) de la géothermie profonde 
  • évaluer les ressources géothermiques profondes et le potentiel de production d’électricité géothermique de la Suisse 
  • décrire l’état et les possibilités de développement des méthodes actuelles de prospection, ainsi que de la géothermie hydrothermale et pétrothermale 
  • évaluer les chances de trouver des ressources adéquates pour des projets géothermiques ainsi que les capacités de forage et la rentabilité d’installations géothermiques (en tenant compte de la stratégie énergétique de la Suisse) 
  • établir les conséquences environnementales (avantages et inconvénients) de l’exploitation de la géothermie profonde (p.ex. potentiel de réduction de CO2, déclenchement de tremblements de terre)
  • éclairer le cadre légal actuel en Suisse aux échelons fédéral, cantonal et communal ainsi qu’international, en tenant compte aussi de l’accessibilité des données géologiques  

analyser la perception de cette technologie et de ses dangers possibles (p.ex. séismes) dans le grand public.

Objectifs de l’étude  
Les priorités de cette étude consistent à :

  • mettre en lumière les perspectives d’avenir (chances et risques) de la géothermie profonde 
  • évaluer les ressources géothermiques profondes et le potentiel de production d’électricité géothermique de la Suisse
  • décrire l’état et les possibilités de développement des méthodes actuelles de prospection, ainsi que de la géothermie hydrothermale et pétrothermale 
  • évaluer les chances de trouver des ressources adéquates pour des projets géothermiques ainsi que les capacités de forage et la rentabilité d’installations géothermiques (en tenant compte de la stratégie énergétique de la Suisse) 
  • établir les conséquences environnementales (avantages et inconvénients) de l’exploitation de la géothermie profonde (p.ex. potentiel de réduction de CO2, déclenchement de tremblements de terre) 
  • éclairer le cadre légal actuel en Suisse aux échelons fédéral, cantonal et communal ainsi qu’international, en tenant compte aussi de l’accessibilité des données géologiques   
  • analyser la perception de cette technologie et de ses dangers possibles (p.ex. séismes) dans le grand public. 

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Déroulement

Méthode 
L’étude est effectuée en huit étapes :

  • Ressources: bibliographie relative à l’évaluation du potentiel des ressources géothermiques en Suisse et réévaluation de ce potentiel
  • Technologie: bibliographie et consultation d’expertes et d’experts sur l’état des technologies géothermiques actuelles et prévues
  • Economie : modèle permettant d’établir la courbe coût/production pour la Suisse
  • Environnement : méthodes pour étudier l’impact du cycle de vie et quantifier les effets sur la santé humaine ainsi que sur les écosystèmes et la qualité des ressources
  • Risques : bibliographie relative aux risques géothermiques involontaires, quantification d’indicateurs des risques et évaluation comparative des risques au moyen de la base de données ENSAD du PSI ; bibliographie au sujet des risques sismiques et évaluation de leurs effets sur le potentiel géothermique de la Suisse ; bibliographie sur la perception des risques de la géothermie profonde, analyse du contenu de journaux et de documents publics.
  • Réglementation : bibliographie au sujet de la situation juridique actuelle en rapport avec la géothermie et consultation d’expertes et d’experts ainsi que des autorités compétentes en la matière
  • Opinion publique : groupe de  réflexion centré sur l’analyse de la perception de la géothermie dans le public et du débat que cette dernière suscite dans le web social
  • Intégration : incorporation des résultats, bilan global s’appuyant sur l’appréciation des expertes et experts et sur l’analyse multicritère de décision (AMCD) ; formulation de recommandations pour différents groupes cibles.

Calendrier
Début du projet : mars 2013 | Conclusion : été 2014  

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Résultats et downloads

Energy from the Earth. Deep Geothermal as a Resource for the Future? TA-SWISS Study TA/CD 62/2015, Stefan Hirschberg, Stefan Wiemer, Peter Burgherr (eds.), vdf Hochschulverlag AG, 524 Seiten, CHF 57.00 / EUR 49.80 (D)
ISBN 978-3-7281-3654-1 (Buch) / Download open access (TA 62/2015 e)

«Tiefengeothermie – Rechtslage und Empfehlungen», deutsche Übersetzung des Kapitels 7 «Legal Opinion» der Studie.

Le courant électrique venu du sous-sol. Résumé de l’étude de TA-SWISS. Centre d'évaluation des choix technologies (éd.), TA-61A/2014, 
Berne, 2014 (
TA 62A/2014 f)

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Manifestations

Disponibles en fin de projet

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Contacts

Comité de patronage

  • Centre d'évaluation des choix technologiques TA-SWISS
  • Office fédéral de l'énergie OFEN
  • Commission pour la technologie et l'innovation CTI
  • Académie suisse des sciences techniques SATW)

Personnes impliquées dans le projet

Responsable du projet à TA-SWISS

  • Dr. Christina Tobler, TA-SWISS. E-Mail

Mandataires

  • Dr. Stefan Hirschberg, directeur du Laboratoire d'analyse des systèmes énergétiques, Domaine de recherche Energie non nucléaire, Institut Paul Scherrer PSI, Villigen
  • Prof. Dr. Stefan Wiemer, Service sismologique suisse SED, ETH-Hönggerberg, Zurich
  • Prof. Dr. Dr. h.c Ortwin Renn, directeur de Dialogik, Stuttgart, Allemagne 

Groupe d’accompagnement

  • Dr Gunter Siddiqi, Office fédéral de l'énergie OFEN, Berne, président du groupe d'accompagnement
  • Jürg Balmer, Office fédéral de la protection de la population OFPP, Berne
  • Willy R. Gehrer, Siemens Schweiz AG, Electrosuisse, Zurich, délégué de la SATW
  • Dr. Monika Gisler, Unternehmen Geschichte & Entrepreneurial Risks, ETH, Zurich
  • Elmar Grosse Ruse, WWF Suisse, Zurich
  • Dr. Rolf Hügli, Académie suisse des sciences techniques SATW, Zurich
  • Dr. Peter Meier, Geo-Energie Suisse AG, Zurich
  • Thomas Müller, Schweizer Radio DRS, Bâle
  • Dr. Kurt Nyffenegger, Section Grundwasser & Wasserversorgung, AWEL, Zurich
  • Prof. Dr. Etienne Poltier, Faculté de droit de Lausanne, Université de Lausanne
  • Prof. Katharina Prelicz-Huber, Vpod, Zurich
  • Dr. Berthold Schmidt, délégué de la CTI, Berne
  • Jörg Uhde, Axpo Power AG | Neue Energien, Glattbrugg
  • Dr. Pascal Vinard, BKW Energie AG
  • Dr. Felix Würsten, journaliste scientifique, Zurich  
  • Dr. Roland Wyss, GEOTHERMIE.CH, Société Suisse pour la Géothermie SSG - SVG, Frauenfeld
  • Olivier Zingg, Geo-Energie Suisse AG, Zurich

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Liens

Liens sur ce sujet  
Site web de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) «Géothermie»:www.bfe.admin.ch/php/modules/publikationen/stream.php?extlang=fr&name=fr_95860397.pdf&endung=energeia%20n%B0%203%20/%202012

Rapport du Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) (Bureau d’évaluation des choix technologiques auprès du Bundestag allemand) TAB (2003):«Möglichkeiten geothermischer Stromerzeugung in Deutschland» («Possibilités de production d’électricité géothermique en Allemagne»:www.tab-beim-bundestag.de/de/publikationen/berichte/ab084.html

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Project
Short Title: Deep geothermal energy
Long Title: Energy from the earth's interior: Deep geothermal energy as the energy source of the future?
Short Description: The study will investigate the reporting of Synthetic Biology in selected print media from the German- and French-speaking parts of Switzerland. Discussions with experts should then enable any misunderstandings in conveying this newly evolving scientific discipline to be clarified.
Start: 2012
End: 2014
Partner Institutes:
Scope Countries:
Contact Person: Bellucci, Sergio
Home Page URL: http://www.ta-swiss.ch/en/projects/mobility-energy-climate/deep-geothermal-energy/
Focus: Mobility, Energy, Climate
Project Leader:
Other Members:

Le projet en bref

La géothermie profonde est devenue porteuse d'espoir parmi les sources d'énergie renouvelable devant permettre à la Suisse de réaliser son tournant énergétique. Elle se présente comme forme d'énergie renouvelable, propre et comportant peu de nuisances environnementales. Elle est actuellement accueillie favorablement dans les milieux politiques. Cependant, des connaissances fiables sur les défis que posent les méthodes de prospection font défaut : par exemple les défis technologiques, l'évaluation des ressources, les chances de trouver des ressources appropriées, les éventuelles nuisances environnementales et la sismicité, la perception de cette technologie dans le public et l'adéquation du cadre légal. D'autre part, l'ampleur du potentiel de la production d'électricité géothermique est mal connue.

Cette étude interdisciplinaire doit mettre en évidence les perspectives d'avenir (chances et risques) de la géothermie profonde en tant que source d'énergie et fournir des recommandations qui soient adaptées à la Suisse et s'adressent aux décisionnaires du monde politique, de l'économie et de l'Administration. 

Projet: mars 2012 – été 2014

Produits: Rapport final et résumé

Direction du projet: Dr Stefan Hirschberg, Institut Paul Scherrer (PSI), Villigen

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