La production électrique à partir de la géothermie se classe en deux catégories selon la température de la vapeur. On parle de "moyenne énergie", lorsque la température n'excède pas 150°C, et de "haute énergie" au-delà.

L’un des principaux avantages de cette source d’énergie renouvelable est sa régularité qui permet une production d’électricité de base, alors que les autres sources renouvelables peuvent être pénalisées par leur caractère intermittent. Néanmoins, la technologie n'a été développée à l'échelle industrielle que dans les zones où la ressource est facilement mobilisable, comme les systèmes volcaniques fracturés. C'est en particulier le cas dans les îles volcaniques comme en Islande, en Indonésie ou aux Acores.

Un potentiel important dans les DOM TOM

En France, la technologie est appliquée en Guadeloupe avec la centrale géothermique de Bouillante dont le développement est rendu possible par la présence d'une chaîne volcanique récente sur la faille de Montserrat-Marie Galante. Un réservoir fracturé, situé entre 500 et 1000 mètres de profondeur, recueille les infiltrations d'eau de pluie et d'eau de mer. Ce réservoir, dont la température avoisine des 250°C, chauffe l'eau qui est ensuite récupérée grâce à des forages pour alimenter les turbines. À la sortie du puits, un mélange de vapeur et d'eau est recueilli à une température de 160°C.
Les travaux exploratoires ont débuté en 1963 et ont abouti au forage des quatre premiers puits en 1969. Aujourd'hui, la centrale a une capacité de production électrique légèrement supérieure à 16 mégawatts (MW) avec une première turbine de 4,5 MW installée en 1986 et une seconde de 11 MW depuis 2005. Une troisième unité d'une puissance de 20 à 30 MW est actuellement à l'étude.
Le gouvernement place de grands espoirs dans la technologie. En effet, certains DOM TOM, tels que la Guadeloupe, la Martinique, la Réunion et Mayotte, sont des iles volcaniques qui présentent un potentiel important. Ce dernier est d’autant plus fort que l’insularité renchérit le coût de production de l’électricité, ce qui rend la géothermie profonde compétitive.

La géothermie de roche non perméable au stade de prototype

Si la technologie est validée, les conditions à remplir pour la déployer, et en particulier la présence de roches perméables permettant l’infiltration d’eau, sont rares en France métropolitaine. Cependant, une nouvelle technologie, appelée géothermie stimulée, devrait permettre d'exploiter le potentiel des plateformes continentales stables dont les roches ne sont pas suffisamment perméables. Un potentiel estimé à 100.000 km2 en Europe.

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Afin de valider la technologie, un projet pilote est en cours de développement à Soultz-sous-Forêts (Alsace). L’objectif est de créer artificiellement des réservoirs géothermiques en profondeur. Pour cela, on utilise la technique de la fracturation hydraulique. Les roches sont fragmentées en injectant de l’eau et des adjuvants chimiques sous pression. Il devient alors possible de créer un échangeur thermique en profondeur grâce au forage de plusieurs puits. L'eau, réchauffée au contact des roches, peut alors transférer l’énergie à une unité de surface qui alimente une turbine.
Cependant, la technique présente encore certains problèmes qui doivent être résolus avant sont développement à un stade industriel. L’un des plus importants est l’activité sismique générée lors de la fracturation hydraulique. Un projet, situé à Bâle en Suisse, est actuellement gelé suite à de faibles séismes enregistrés à la fin 2006 et au début 2007 lors d’opérations de fracturation. Le plus important a atteint 3,7 sur l’échelle de Ritcher, un niveau faible mais suffisant pour être ressenti par la population et pour entrainer de très légers dommages… À Soultz-sous-Forêts, le séisme le plus fort c’est produit en 2003 et a atteint une magnitude de 2,9 sur l’échelle de Ritcher. L’ajout de produits chimiques à l’eau devrait néanmoins permettre de réaliser des fracturations hydrauliques en dissolvant certaines roches tout en réduisant l’activité sismique. Une technique déjà utilisée par l’industrie pétrolière, en particulier pour l’extraction des gaz de schiste.
Enfin, le comportement à long terme des réservoirs ainsi créés reste une inconnue de taille. Les questions à résoudre concernent à la fois les effets d’une injection d’eau à faible température (tout au moins par rapport à la température des roches) et le maintient à long terme d’une température élevée dans les réservoirs créés.

Philippe Collet