Géothermie et électricité en 2020

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Questions and Answers

Quel pays a la plus grande production d'électricité géothermique selon les données de 2015 à 2020?

Indonésie

Etats-Unis (correct)

Chine

Turquie

Quelle est la production mondiale totale de chaleur géothermique de la Chine?

18'366'000 MWh/an

4'799'899 MWh/an

123'192'222 MWh/an (correct)

9'332'778 MWh/an

Quel pays a une production d'électricité géothermique la plus faible parmi les suivants?

Suisse

Mexique

Japon (correct)

France

Depuis quelle année l'ONHYM a-t-il inscrit le projet de géothermie dans ses programmes de recherche?

2012 Signup and view all the answers

Quelles zones ont été ciblées pour le potentiel géothermique au Maroc?

Nord et Oriental Signup and view all the answers

Combien de points d'eau ont été inventoriés par l'ONHYM pour la géothermie?

1.500 Signup and view all the answers

Quelle est la production d'électricité géothermique de l'Indonésie?

15'315'000 MWh/an Signup and view all the answers

Quel pays européen a une production d'électricité géothermique significative parmi les suivants?

Italie Signup and view all the answers

Quel terme désigne l'utilisation de la chaleur naturelle de la Terre pour produire de l'électricité et des applications de chaleur directes ?

Géothermie Signup and view all the answers

Quels sont les principaux avantages de la géothermie selon la définition fournie ?

Écologique et socialement acceptable Signup and view all the answers

Quel type d'eau est associé à l'hydrothermalisme ?

Eaux souterraines chaudes et minéralisées Signup and view all the answers

Quel est un des impacts mondiaux qui influence l'intérêt pour la géothermie ?

Réchauffement climatique Signup and view all the answers

Quel processus est utilisé pour récupérer l'énergie de la géothermie ?

Captage de la chaleur terrestre Signup and view all the answers

Quelle est l'une des principales raisons d'exploiter les sources d'énergie géothermiques ?

Elles soutiennent les engagements écologiques Signup and view all the answers

Quels sont des exemples de structures géothermiques utilisées ?

Pompes à chaleur et capteurs enterrés Signup and view all the answers

Quel est l'un des défis associés à la dépendance énergétique selon le contexte général ?

Sécurité énergétique et risques géopolitiques Signup and view all the answers

Quel est le principe du « Géocooling » ?

Utilise un échange direct entre fluide géothermique et fluide de rafraîchissement Signup and view all the answers

Quelle est l'efficacité énergétique du mode « TFP » ?

Rendement de l'ordre de 800 à 1200 % Signup and view all the answers

Que représentent les coefficients SEER et SCOP ?

Les performances énergétiques des appareils en mode chauffage et refroidissement Signup and view all the answers

Quel type de capteur n'appartient pas à la géothermie de surface ?

Capteurs sur panneaux solaires Signup and view all the answers

Comment est évaluée l'économie d'un appareil utilisant la géothermie de surface ?

Par les coefficients SEER et SCOP Signup and view all the answers

Quel est un avantage clé du système de « Géocooling » ?

Il offre un rendement de 20 à 70 kWh de froid pour 1 kWh électrique utilisé Signup and view all the answers

Quel type de géostructure est utilisé pour la géothermie de surface ?

Fondations thermoactives Signup and view all the answers

Quel est l'avantage d'additionner les rendements SCOP et SEER ?

Évaluer l'efficacité énergétique globale d'un système Signup and view all the answers

Quel est le but principal du comité technique de la géothermie piloté par l'ONHYM ?

Élaborer une feuille de route pour le développement de la géothermie. Signup and view all the answers

Quel est un des objectifs du département de l'Énergie et des Mines concernant la géothermie ?

Développer l'exploration et la recherche géothermiques. Signup and view all the answers

Quelle technologie est utilisée par les centrales géothermiques à vapeur sèche ?

Elles fonctionnent selon le cycle de Rankine avec de la vapeur sèche. Signup and view all the answers

À quelle température la vapeur sèche dans une centrale géothermique à vapeur sèche peut-elle aller ?

De 180 à plus de 350 °C. Signup and view all the answers

Comment le fluide géothermal est-il utilisé dans les centrales géothermiques hydrothermales ?

Sous forme d'eau chaude pressurisée. Signup and view all the answers

Quel type de centrale utilise un fluide géothermal réchauffé en contact avec des roches chaudes ?

Centrale hydrothermale. Signup and view all the answers

Quelle est la température minimale pour le fluide géothermal utilisé dans une centrale de géothermie profonde stimulée ?

Supérieure à 150 °C. Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des grands aquifères dans les parcours terrestres du cycle de l'eau?

Ils régulent les écoulements naturels. Signup and view all the answers

Quel type de centrale géothermique utilise la vapeur saturée pour faire fonctionner sa turbine ?

Centrale géothermique à vapeur humide. Signup and view all the answers

Quelle caractéristique définit les nappes libres?

Leur niveau piézométrique peut varier. Signup and view all the answers

Quel est un avantage du stockage souterrain par rapport aux autres types de stockage?

Il permet de stocker de grands volumes. Signup and view all the answers

À quoi sert principalement une Station de Transfert d’Energie par Pompage (STEP)?

À transférer l'eau d'un réservoir à un autre pour générer de l'énergie. Signup and view all the answers

Quels types de réservoirs sont utilisés dans une STEP conventionnelle?

Deux réservoirs d'eau situés à des altitudes différentes. Signup and view all the answers

Pourquoi est-il intéressant d'utiliser des cavités souterraines existantes pour le stockage d'énergie?

Cela réduit le coût de construction de nouveaux réservoirs. Signup and view all the answers

Comment un aquifère est-il considéré selon son approvisionnement actuel et son taux de renouvellement?

Il peut être ainsi considéré comme renouvelable ou non renouvelable. Signup and view all the answers

Quelle est l'une des caractéristiques des fluides non miscibles dans un aquifère poreux homogène?

Ils se déplacent indépendamment de l'eau. Signup and view all the answers

Quel est le principe de base du stockage d'énergie thermique souterrain ?

Stocker temporairement de la chaleur ou du froid produits par l'homme. Signup and view all the answers

Quelle condition est nécessaire pour que le stockage d'énergie thermique soit rentable ?

Disposer d'une source d'énergie thermique gratuite, dite « fatale ». Signup and view all the answers

Quel est l'objectif principal du ‘géocooling’ ?

Produire de l'eau à température adéquate pour refroidir un bâtiment. Signup and view all the answers

Qu'est-ce que le Stockage d'Énergie Thermique en Aquifère (SETA) permet de faire?

Utiliser l'eau souterraine pour le stockage d'énergie thermique. Signup and view all the answers

Pourquoi est-il important de régénérer le sol chaque hiver ?

Pour éviter que la température du sol n'augmente à un niveau non exploitable. Signup and view all the answers

Quel est l'effet d'extraire du ‘froid’ du sol en été ?

Le sol se réchauffe progressivement. Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal d'une pompe à chaleur dans le stockage d'énergie thermique ?

Extraire la chaleur accumulée en été pour le chauffage en hiver. Signup and view all the answers

Quelle température est considérée comme intéressante pour servir de source froide à une pompe à chaleur sol/eau ?

10.. 12 °C Signup and view all the answers

Study Notes

Cours d'Energie Géothermique (GEE3)

Le cours porte sur l'énergie géothermique.
Il couvre différents aspects de la géothermie, tels que la géothermie de surface avec les pompes à chaleur, les capteurs enterrés et la géothermie de surface avec les aquifères superficiels et le stockage thermique souterrain.
La production d'électricité et de chaleur est aussi abordée.
Le contexte général du module est lié aux énergies renouvelables et aux énergies fossiles.
Le contexte global concerne les effets climatiques, l'approvisionnement énergétique, les difficultés socio-politiques de la dépendance énergétique et les stratégies de soutien des sources d'énergie autochtones et renouvelables.

Présentation de la Géothermie

La géothermie est l'utilisation de la chaleur interne de la Terre.
Elle englobe à la fois la chaleur terrestre et son exploitation par l'homme.
La géothermie est une source d'énergie locale, concurrentielle, durable et acceptable d'un point de vue écologique et social.
Elle permet de produire de l'électricité et des applications directes de chaleur.

Hydrothermalisme

L'hydrothermalisme est lié aux circulations d'eau souterraines chaudes et minéralisées avec leurs utilisations.

Manifestations de la géothermie

Les manifestations les plus visibles de la géothermie sont connues (volcans, geysers, sources chaudes, mines...).
Des exemples de manifestations sont le lac de Veiðivotn (Islande), le Champagne Pool (Nouvelle-Zélande) et la formation de soufre au volcan Dallol (Éthiopie).

Structure du globe

La structure du globe est analysée en fonction des vitesses des ondes sismiques (ondes P et ondes S).
Les couches incluent la croûte, le manteau, et le noyau.
Les discontinuités majeures caractérisent chaque couche.
Le comportement des couches est rigide ou mou selon la lithosphère, l'asthénosphère, la mésosphère, le noyau interne et le noyau externe.

Transferts de chaleur dans le globe

La conduction et la convection sont les principaux mécanismes de transfert de chaleur dans le globe.
La conduction est le transfert de chaleur à travers les matériaux sans mouvement de la matière.
La convection est le transfert de chaleur associé au mouvement de la matière.

Évacuation de la chaleur interne du globe

La chaleur géothermique provient de la désintégration des substances radioactives (uranium, potassium, thorium...) contenues dans les roches de la croûte terrestre.
Le manteau est la partie qui libère le plus d'énergie.
L'énergie totale produite par désintégration des éléments radioactifs est de 22,6. 10^12 W.
Le flux thermique moyen de la planète est de 3.10^13 W pour une superficie de la Terre de 510.10^6 km^2.

Gradient géothermique et flux de chaleur terrestre

Le gradient géothermique est l'augmentation de la température en fonction de la profondeur dans la Terre.
La température moyenne en surface est de 15°C.
Les valeurs maximales de gradient géothermique sont observées dans les zones volcaniques (50 K/100m) et la densité du flux de chaleur terrestre peut atteindre des valeurs de 0,5 à 1 Wm-2.
Le gradient géothermique n'est pas uniforme.

Gisement Géothermal

Un gisement géothermal est une concentration d'une ressource géothermique, utilisable (eau chaude, vapeur, etc.)
Trois éléments principaux d'un gisement géothermal : la source de chaleur, le réservoir et le fluide.
Différents types de gisement géothermal sont détaillés (très haut, moyen, bas, très bas).
L'exploitation de 1Km3 de roche refroidit de 20°C libère autant d'énergie que la combustion de 1275000 tonnes de pétrole (environ 15000 GWh).

Géothermie de surface : Présentation et géostructures

Il existe trois systèmes principaux : Captage, Production, Régulation.
La géothermie de surface est une solution énergétique, qui répond aux besoins de chauffage, ECS, climatisation, et améliore les processus de déshumidification.
La géothermie de surface est disponible les 24h/24h.
Types de géothermie de surface : Haute, moyenne, basse et très basse.

Géothermie de surface : Capteurs enterrés et PAC

Les systèmes géothermiques comportent 3 dispositifs principaux : captage, production (pompe à chaleur ou PAC) et régulation.
Des systèmes fermés et des systèmes ouverts sont possibles.
Types de PAC géothermiques : sol-eau horizontal, sol-eau vertical et eau-eau
Le sol utilisé comme source froide en hiver et comme source chaude en été.
Les facteurs influençant le coût de la PAC : profondeur des forages, type de circuit de captage et type d'émetteurs.

Géothermie de surface : Les systèmes aquifères

Les aquifères sont des formations géologiques qui contiennent de l'eau souterraine.
Ils peuvent être homogènes dans leur perméabilité ou hétérogènes.
La vitesse de percolation de l'eau dans les aquifères est un facteur important.
Les piézomètres automatiques permettent de connaitre le niveau de l'eau.

Géothermie de surface : Stockage thermique souterrain

La STEP (Station de Transfert d'Energie par Pompage) est un stockage d'énergie à durée de stockage journalier ou inter-saisonnier.
Les cavités souterraines et les aquifères permettent un stockage d'importants volumes d'énergie.
L'utilisation de ces technologies est liée à l'évolution du mix énergétique et aux besoins du pilotage de la production irrégulière.

Géothermie de surface : Production d'électricité

Deux méthodes sont utilisées pour produire de l'électricité (flash et ORC).
La centrale flash utilise la vapeur sèche pressurisée du sol.
La centrale ORC utilise un fluide organique qui évolue dans un circuit fermé.
Les centrales géothermiques varient en termes de puissance.
Les statistiques mondiales montrent une croissance importante de la production d'électricité géothermique.

Avenir de la géothermie au Maroc

L'ONHYM a intégré la géothermie dans ses programmes de recherche depuis 2012.
Les travaux d'inventaire ont permis d'identifier des zones potentielles au Maroc.
Le développement du secteur est prévu dans différents domaines (agriculture, tourisme, etc.).
L'élaboration d'un texte réglementaire relatif à la géothermie est en cours pour accélérer son application dans le pays.

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Description

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