BLOG DES MILITANTS COMMUNISTES D'ARRAS: Développement durable et écologie

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La géothermie avec de nouveaux forages à très grande profondeur

L’immense potentiel d’énergie géothermique qui sommeille sous la surface de la Terre ne demande qu’à être exploité pour chauffer les maisons ou produire de l’électricité, comme cela se fait en Islande où cette énergie est convertie en électricité grâce à la force de la vapeur. Portée à haute température dans des réservoirs géothermiques ou les aquifères dans la croûte terrestre, l’eau se transforme en vapeur qui fait ensuite tourner des turbines qui activent un générateur produisant de l’électricité. Lorsque la vapeur redevient de l’eau, elle est renvoyée dans sol et le cycle recommence. En bref, l’énergie géothermique a, en théorie, le potentiel de fournir une énergie propre au monde entier.

Pour puiser cette puissance naturelle, les ingénieurs devront inventer de nouvelles stratégies pour forer jusqu’à 20 kilomètres de profondeur à l’intérieur de la Terre. Quaise Energy, une start-up rattachée au Massachusetts Institute of Technology (MIT) pense avoir la solution avec le forage à ondes millimétriques. Les scientifiques pensent que la technologie peut vaporiser suffisamment de roche pour créer les puits de forage les plus profonds au monde.

Ils pourront ainsi récolter l’énergie géothermique à grande échelle pour satisfaire la consommation humaine sans avoir besoin de combustibles fossiles.
L’énergie géothermique est pratiquement illimitée, mais elle est actuellement sous-utilisée. Selon l’Agence Internationale de l’Energie, la production d’électricité géothermique n’a augmenté que d’environ 2 % en 2020 avec une capacité supplémentaire de 200 mégawatts, ce qui représente une baisse significative par rapport à la croissance enregistrée au cours des cinq années précédentes. À titre de comparaison, une centrale au charbon classique a une capacité d’environ 600 MW.

Pour atteindre zéro émission nette d’ici 2030, la production mondiale d’énergie géothermique devrait augmenter de 13 % chaque année entre 2021 et 2030, soit environ 3,6 gigawatts de capacité. Pour y parvenir, il faudra un meilleur accès à l’eau ultra-chaude qui se trouve à très grande profondeur. C’est le but recherché avec le forage à ondes millimétriques.

Actuellement, le puits de forage le plus profond au monde est le Kola Superdeep Borehole en Russie, près de la Norvège. Résultat d’un projet remontant à l’Union Soviétique, il s’agissait de forer le plus profond possible dans la croûte terrestre, qui fait en moyenne environ 30 kilomètres d’épaisseur sous les continents. Au final, ce puits n’atteint que 12,1 kilomètres dans la croûte et il a fallu 20 ans pour le réaliser car les équipements conventionnels, tels que les foreuses mécaniques, ne peuvent pas gérer les conditions rencontrées à une telle profondeur.

La nouvelle technologie mise au point par Quaise Energy, conçue pour perforer la roche avec des ondes millimétriques, pourrait être une solution. En remplaçant les forets conventionnels par des ondes millimétriques générées par une machine baptisée gyrotron, il est possible de faire fondre puis de vaporiser la roche. Un gyrotron dispose d’une puissante source de faisceaux, comme les lasers, mais avec une gamme de fréquences différente. Il a fallu plus de 15 ans à la start-up pour développer la technologie en laboratoire, et démontrer finalement que les ondes millimétriques pouvaient forer le basalte. La technologie devrait permettre de creuser à 20 kilomètres de profondeur, là où les températures atteignent plus de 480 degrés Celsius.

Vue du gyrotron (Source: Encyclopaedia Britannica)

Le projet devrait débuter par une conception hybride, utilisant d’abord la technologie de forage rotatif conventionnelle développée par les industries pétrolières et gazières pour perforer les couches de surface de la Terre. C’est alors que l’on utilise les ondes millimétriques à haute puissance. La première plate-forme de forage hybride à grande échelle devrait être opérationnelle d’ici 2024. D’ici 2026, le premier système géothermique prévu pour produire 100 mégawatts d’énergie thermique fonctionnera à partir de quelques puits de forage. D’ici 2028, le nouveau système devrait commencer à remplacer les centrales à combustibles fossiles par des centrales géothermiques.

Grâce aux températures élevées atteintes à très grande profondeur, la nouvelle technologie produit de la vapeur très proche de la température à laquelle fonctionnent les centrales électriques au charbon et au gaz d’aujourd’hui. Ainsi, il sera possible de remplacer 95 à 100 % de l’utilisation du charbon en développant un champ géothermique et en produisant de la vapeur à partir des profondeurs de la Terre.
Il reste encore beaucoup à faire pour développer pleinement la nouvelle technologie. Les scientifiques doivent mieux comprendre les propriétés des roches à grande profondeur et faire progresser la chaîne d’approvisionnement des gyrotrons qui produisent les ondes millimétriques. De plus, l’équipement devra être produit en quantité et avec une conception robuste adaptée à l’environnement des forages.
Viennent ensuite des défis techniques supplémentaires, tels que la technique d’élimination des matériaux remontés lors du forage et la nécessité de maintenir les puits stables et ouverts une fois le forage terminé.
Au moment où les sources d’énergie géothermique plafonnent à travers le monde parce que les méthodes de forage conventionnelles sont inadaptées pour gérer des profondeurs supérieures à 120 mètres, le Département américain de l’Energie a octroyé à Quaise Energy une subvention pour accélérer les expériences avec un gyrotron plus puissant, et continuer à améliorer les capacités de vaporisation.

Article de Claude Grandpey

Pour les sceptiques du nucléaire: BD pédagogique sue l'environnement de Jean-Marc Jancovici (Ingénieur consultant en énergie / climat) et le dessinateur Christophe Blain.

C’est sous la forme inattendue d’une imposante bande dessinée (BD) de près de 200 pages que Jean-Marc Jancovici et le dessinateur Christophe Blain se livrent à un utile exercice de pédagogie sur l’énergie et l’environnement. Tout au long de cet ouvrage, illustré de très nombreux schémas explicatifs, souvent humoristiques, les auteurs passent leurs messages exclusivement sous forme de bulles de BD, toujours en des termes très accessibles : par exemple l’unité de puissance est comparée à celle développée par un cycliste, celle de travail à l’activité d’un travailleur de force pendant une journée.

COP 27 à Charm el-Cheikh : faire le choix de la solidarité et de l'action

« Coopérer ou périr », l'exhortation du secrétaire général de l'ONU António Guterres est plus que jamais d'actualité à l'ouverture de la COP27. Alors que le monde connaît un réchauffement global de 1,2 degré par rapport l'ère préindustrielle, il est déjà le théâtre de catastrophes de grandes ampleurs avec son lot de sécheresses, de feux de forêts gigantesques, d'inondations et d’ouragans plus violents. Les scientifiques évoquent la possible disparition d’écosystème entier comme la forêt amazonienne, ainsi que des signes inquiétants concernant les calottes glaciaires du Groenland et de l'Ouest Antarctique : malgré tous ces signaux alarmants, l'action internationale tarde et les émissions de gaz à effet de serre ne cessent d'augmenter.

Si la COP26 de Glasgow a enregistré de nombreux engagements de baisse d'émissions de CO2 de la part des Etats, cela reste largement insuffisant et nous conduit – quand bien même ces promesses seraient respectées - vers un réchauffement de 2,5 à 3 degrés pour la planète, ce qui amplifierait la catastrophe et la rendrait ingérable.
Pour le PCF, l'enjeu de la COP27 est celui d'une réévaluation à la hausse des engagements, en premier lieu par les grands pays émetteurs, afin de limiter le réchauffement à 2 degrés, voire 1,5 degré comme le stipule l'accord de Paris de 2015, ainsi qu'une concrétisation de ces promesses.

Pour parvenir aux objectifs de l'accord de Paris, compte tenu de l'urgence, le monde devra utiliser tous les leviers pour s'affranchir du pétrole, du gaz et du charbon : toutes les énergies bas carbone doivent être mobilisées, nucléaire civil comme énergies renouvelables, ainsi que des mesures d'efficacité énergétique. Aucun de ces leviers ne doit être écarté.

Et la coopération et le partage des technologies entre le Nord et le Sud sont en outre indispensables pour ne pas perdre de temps.

L'humanité a besoin de plus de solidarité et non pas de plus de capitalisme, de déréglementation et d’accords de libre échanges. Le capitalisme et sa volonté de laisser le marché régler la crise climatique nous a fait perdre de précieuse décennies, c’est un échec total : il s’agit aujourd’hui d’enclencher une toute autre logique.

En premier lieu, l'engagement des 100 milliards de dollars par an d'aides promis pour les pays pauvres doit être enfin honoré.

Le PCF rappelle que cette somme n’est toutefois pas à la hauteur et qu'il faudrait mobiliser jusqu'à 1.000 milliards de dollars par an, soit 10 fois plus, pour aider efficacement ces pays dans leurs politiques d'atténuation et d'adaptation au changement climatique.

Une transformation du fonctionnement de la Banque Mondiale et du FMI, réorientée vers le financement massif de grands plans d'investissement pour le climat et le développement, ainsi qu'une solidarité accrue des pays riches pourraient être à la hauteur de ce défi.

Rappelons que les budgets militaires sont en forte augmentation partout dans le monde et que plus de 2.000 milliards de dollars sont dépensés chaque année pour l'achat d'armes. A ce titre le PCF renouvelle son soutien à la pétition internationale des scientifiques demandant aux chefs d'Etats de renoncer à l'arme nucléaire et que l'argent ainsi libéré soit réorienter pour le climat.

La France, forte du succès diplomatique de la COP 21 et de l'accord de Paris, se doit d'être exemplaire et offensive. Pourtant, même si notre pays connaît des baisses d'émissions de CO2 de 2% en moyenne par an, cela reste encore largement insuffisant pour parvenir à la neutralité carbone d'ici 2050. comme le rappelle régulièrement le Haut conseil pour le climat (HCE). Il faudrait un doublement de l'effort et cesser de réviser opportunément la Stratégie Nationale Bas Carbone, pour compenser les objectifs non tenus par les derniers gouvernements de Macron.

La France doit donc consolider son atout du nucléaire civil, plutôt que de fermer des sites de production comme à Fessenheim, ainsi que le déploiement des énergies renouvelables sous maîtrise publique : un service public unifié et renforcé de l'énergie et la reconstruction d'une filière industrielle sont indispensables pour relever ce défi.

Elle doit décarboner les transports, en soutenant des politiques tarifaires incitatives et en donnant des moyens à la SNCF, pour le transport de passagers et pour le fret, et en démocratisant l’accès à la voiture à faible émission, que le transport, 1er secteur émetteur en France.

La France doit aussi agir aussi de réduire nos émissions importées et notre empreinte carbone en ayant une politique ambitieuse de réindustrialisation résolument orientée vers l'économie circulaire.

Le gouvernement doit également en finir avec les quotas carbone accordés et les subventions accordées sans aucune contrepartie aux entreprises.

Le gouvernement doit au contraire contraindre, par ses politiques fiscales notamment, les grandes entreprises à investir dans l’économie bas carbone, plutôt qu’à les laisser privilégier la distribution de dividendes indécents à l’heure où l’humanité et la planète sont menacées.. La transformation des modes de production impose enfin de doter les salariés de pouvoirs nouveaux dans les entreprises, pour faire valoir l’intérêt général plutôt que les profits.