Fatima Bahria MEZIOUD Pr .C.E.CHITOUR
École Nationale Polytechnique
Laboratoire de Valorisation des Energies Fossiles 20
èmeJournée de l’énergie : Youm el ‘Ilm
Auditorium O. Khouani Sonatrach 16 Avril 2016
Pour une Algérie du Développement Humain Durable
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2 3
4 5
Introduction
Histoire de la géothermie
Présentation de la géothermie et de ses applications L’Algérie et la géothermie
Conclusion
Sommaire
Introduction
La crise énergétique et climatique a mis en évidence la nécessité de diversifier l’approvisionnement énergétique en s'orientant vers des énergies respectueuses de l'homme et de l'environnement.
La géothermie au même titre que les énergies solaires, éoliennes et
hydroélectrique est une énergie renouvelable prometteuse susceptible de
contribuer à la réorientation énergétique en Algérie et dans un grand nombre
de pays, de manière plus ou moins significative selon les ressources et la
demande.
L'utilisation de la géothermie s'est manifesté plusieurs fois dans l'histoire, la plus lointaine remonte à 3000 avt J.C. au paléolithique ,en Chine sous forme de piscine d'eau chaude.
Les Romains avaient également construit un système de chauffage par le sol en utilisant l'eau chaude des sources
Au XIVème siècle en France ,le premier vrai chauffage de ville par géothermie a été mis en place
La géothermie sera utilisée pour la première fois pour la production d’électricité en 1904, dans la ville de Larderello, en Italie.
Histoire de la
géothermie
4Qu’est ce que la géothermie?
La géothermie est définie comme étant la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à l'exploiter. Par extension, la géothermie désigne aussi l'énergie issue du centre de la Terre.
C'est une énergie quasi-inépuisable qui ne dépend pas des conditions atmosphériques (pluie, vent, soleil).
Pour capter l'énergie géothermique, on fait circuler un fluide dans les profondeurs de la Terre. Ce fluide peut être celui d'une nappe d'eau chaude captive naturelle, ou de l'eau injectée sous pression pour fracturer une roche chaude et imperméable.
Dans les deux cas, le fluide se réchauffe et remonte chargé de calories(énergie
Origine de la chaleur
INFORGRAPHIC MODELS
La chaleur de la Terre provient à (90%) de la désintégration d’éléments radioactifs (uranium, thorium, potassium) présents dans les roches et noyau terrestre génère
un flux de chaleur vers la surface
La chaleur produite par les réactions
nucléaires varie avec la composition chimique des roches mais aussi selon l'âge des roches
.Plus la profondeur est grande et plus la chaleur est élevée, elle augmente en moyenne
de 3,3°C tous les 100 mètres (c’est ce que
l’on appelle le gradient géothermal).
Des Geysers Des fumerolles Des sources
thermales
Différents types de géothermie
La géothermie très basse énergie
La géothermie basse énergie
La géothermie moyenne et haute énergie
Exploite les réservoirs situés à moins de 100m et dont les eaux ont une température inférieure à 30°C
.
On l’utilise pour le chauffage et la climatisation grâce à une pompe à chaleur
Utilise des aquifères à des températures comprises entre 30°C et 100°C.
On l’exploite dans des réseaux de chaleur pour le chauffage urbain ou dans le cadre de procédés industriels
La température jusqu’à 250°C.
Elle est utilisée pour produire de l’électricité via des turbines.
Les usages finaux de la géothermie
Mais en terme d'usage final de la géothermie, la segmentation par grande filière est la suivante :
Filière électricité
Centrales géothermiques de production par
conversion thermoélectrique
Filière chaleur par exploitation directe
Exploitation d'aquifère pour utilisation directe de la chaleur par l'industrie et pour
le chauffage de l'habitat collectif.
Filière pompe à chaleur (PAC)
Pour la fourniture de chaleur et
de froid pour assurer les besoins
de chauffage ou de climatisation
les Philippines 1870 MW
l'Indonésie 1340MW
.
Il y’a plus de 350 installations géothermiques de production d’électricité dans le monde, La puissance de ces centrales totalise 12,8 GW en 2015.
Le groupe de centrales géothermiques le plus impor- tant du monde est situé à
The Geysers, un champ géothermique en Californie.
les Etats-Unis 3187MW
La filière électricité
dans le monde
Philippines USA
Indonésie
Mexique Nouvelle
Zélande
La production d’électricité dans le monde
12
.
L'utilisation de la géothermie pour le chauffage a augmenté
de 44% dans la
consommation annuelle d'énergie depuis 2010.
La puissance installée vaut aujourd'hui 7 556 MW et la consommation annuelle d'énergie 88 222 TJ / an dont 89% qui est destinée au
La filière chaleur par exploitation directe
dans le monde
La filière pompe à chaleur dans le
monde
L'utilisation de la pompe à
.chaleur est de loin
l'application la plus répandue
en terme d'utilisation
d'énergie géothermique dans
le monde, elle constitue une
consommation de 55.30 %
de la consommation annuelle
d'énergie géothermique soit
325.028 TJ/ an.
Production d’électricité
Les centrales géothermiques sont semblables aux autres turbines à vapeur centrales thermiques : la chaleur fournie par une source chaude est utilisée pour chauffer de l'eau ou un autre fluide.
Ce fluide est ensuite utilisé pour
actionner une turbine d'un
générateur, afin de produire
l'électricité. Le fluide est ensuite
refroidi et renvoyé à la source
Réseau de chaleur
Utilisation de la pompe à chaleur
La pompe à chaleur est
constituée d'un circuit
fermé dans lequel circule
un fluide frigorigène qui
change d'état selon les
organes traversés.
Mais où en sommes nous en aujourd’hui, dans l’exploitation de
la géothermie ?
En Algérie, les eaux thermales ont toujours été utilisées pour leurs bienfaits thérapeutiques.
Certains vestiges indiquent que des établissements balnéaires existaient bien avant l'époque romaine ,mais ceux sont surtout les romains qui ont le mieux développé les techniques de captation et de canalisation des eaux thermales ,ils construisirent nombre de leur villes à proximité de ces sources.
18
L’Algérie et la
géothermie
Méso thermales (35°C <T< 50°C)
Hypo thermales (20 ° C<T<35 ° C) Eaux froides (T < 20°C)
80
81
102 19
L’Algérie est l'un des pays les plus riches d'Afrique en terme de sources
géothermiques, en effet , Le pays dispose d’un potentiel thermal constitué de 282 sources réparties sur l’ensemble du pays.
Hyperthermales (T > 50 ° C)
100
sources
182
sources
Au sud du pays, se trouve un vaste réservoir géothermique dont la température moyenne est de 57 °C il est appelé
communément Nappe
Albienne, c’est la plus
grande réserve d'eau douce
au monde. Elle contient plus
de 50 000 milliards de mètres
cubes d'eau douce.
Utilisation de la géothermie en Algérie
Balnéothérapie
Pompes à chaleur Chauffage de l'espace individuel
44.37 MW 279,1 TJ / an
9.02 MW 279,1 TJ / an
0.17 MW 5 TJ / an
54,64 MW 1699,65 TJ /an
Pisciculture
1,0 MW 13,05 TJ / an
0,08 MW 2,50 TJ / an
Climatisation
Agroalimentaire
Les applications possibles de la géothermie en Algérie sont multiples et peuvent contribuer de façon significative à l’économie du pays .
Potentiel d’application de la géothermie
Le chauffage des maisons
Qui s’effectue grâce au passage d'eau géothermique à travers un réseau de tuyaux de polypropyl- ène ondulé.
Pisciculture
le chauffage de l’eau grâce à un échangeur de chaleur dans lequel
circule l’eau géothermale rend l’élevage de poisson possible toute
l’année ,pas cher et rentable .
Chauffage et préchauffage des aliments
L'énergie géothermique peut être utilisée efficacement pour le préchauffage et le chauffage des procédés dans l'industrie de
transformation alimentaire
Irrigation des sols
L’eau géothérmale ayant sérvie pour le chauffage des serres peut étre utilisée pour l’irrigation grace à un système de tuyauterie d'irrigation de surfa-ce.
Pasteurisation du lait
Eau chaude géothermique peut être utilisée pour les procédés de pasteurisation du lait grâce à un
Séchage des aliments
Le séchage des aliments s’effectue par le passage d’un air soufflé à travers un
échangeur de chaleur 23
Le chauffage des serres
.
2 4
3
1 5
Surface couverte [45.7x8.7] m
²Surface du sol couvert 403,75 m
2Hauteur maximale moyenne
3.3m
Volume de la serre : 1093 m
3Temperature de la serre: 25°C
T=65 °C
Q= 200 L/s.
Production agricole
Besoin en énergie de la serre
Longueur de l’agrotherme nécessaire pour la serre
Le débit d’eau de chauffage nécessaire dans la serre Q= 59,105W
L = 1501 m
V=0,37 L/s
1500Kg
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