L'origine de la chaleur souterraine

La géothermie, littéralement "chaleur de la Terre", est exploitée dans des réseaux de chauffage et d'eau chaude depuis des milliers d'années en Chine, au Japon ou dans la Rome antique.

Ce stock de chaleur est alimenté de façon continue par deux sources :

• Le noyau terrestre : il génère un flux de chaleur qui se propage lentement du centre de la Terre vers sa surface. Ce phénomène est simple, il frappe l'imagination… mais il ne produit pourtant qu'une petite partie de la chaleur souterraine.
  
  
• L'activité radioactive : les roches profondes contiennent des éléments radioactifs (uranium, thorium, potassium…) qui se désintègrent naturellement, provoquant le réchauffement des roches. Cette deuxième source de chaleur est de loin la plus importante et contribue pour presque 90% à l’énergie produite (source ADEME-BRGM).

La température de la croûte terrestre

Dans les premiers kilomètres, la température de la croûte continentale augmente en moyenne de 3°C tous les 100 mètres, avec des variations importantes suivant les conditions géologiques locales. À Soultz-sous-Forêts, par exemple, l'augmentation est trois fois plus importante sur le premier kilomètre, avec une augmentation d'environ 10°C tous les 100 mètres.

 

Le gradient géothermique dT/dz donne le rapport entre la variation de température et la variation de profondeur. A Soultz, entre la surface et -5000m, il ne varie pas de façon linéaire, car il est fortement influencé par la présence d'eau.
A noter que les observations dans les contextes dans les terrains sédimentaires sont limitées à environ 2000m (bassin de Paris), mais on peut imaginer une certaine linéarité entre 2000m et 5000m.