Aquathermie superficielle et profonde

La température des eaux de nappes souterraines peu profondes est voisine de 12°C jusqu’à une profondeur de 100 m.. Au delà de 30 m de profondeur les variations thermiques d’origine solaire deviennent imperceptibles et la température croît graduellement selon un gradient géothermique correspondant aux pertes de chaleur interne par conductivité du globe terrestre. Les aquifères peu profonds des moyennes et grandes vallées alluviales communiquent en général avec les cours d’eau. Le sens de l’écoulement de l’eau souterraine dépend de la position relative de la surface piézométrique par rapport au niveau de l’eau dans la rivière. La rivière peut alimenter la nappe notamment en période de crue. Un pompage dans la nappe libre alimentant une pompe à chaleur aquathermique ou assurant l’irrigation induit un rabattement du niveau piézométrique. S’il est situé à proximité de la rivière, il peut provoquer ou renforcer les apports d’eau à la nappe depuis le cours d’eau. On parle de recharge induite de la nappe considérée. Le débit pompée est alors un mélange d’eau souterraine et d’eau de surface.

L’eau souterraine emmagasinée dans une nappe captive perméable est emprisonnée entre deux couches imperméables qui se sont constituées dans la formation géologique. De ce fait l’aquifère est mis en pression par la charge hydraulique de l’eau qu’il contient. La charge hydraulique est déterminée par la cote piézométrique dans les parties libres de l’aquifère captif. Lorsqu’un forage atteint une nappe captive l’eau remonte brusquement dans le forage et se stabilise sur le niveau piézométrique. Si le niveau piézométrique se situe au dessus de la surface du sol, l’eau jaillie naturellement ont dit que le forage est artésien. La surface piézométrique informe sur la profondeur à partir de laquelle on peut pomper l’eau dans un forage. On peut considérer deux types de géothermie profonde. Celle consistant à aller chercher l’eau se situant à des profondeurs voisines de 2500 m là où sa température, voisine de 80 à 100 °C, permet de l’utiliser pour le chauffage des habitations à l’aide d’échangeurs à contre courant ou bien celle consistant à augmenter la profondeur à environ 5000 m, la température de l’eau, voisine de 200°C, devenant suffisante pour être transformée en vapeur ou pour préchauffer un gaz à une température suffisamment élevée pour faire fonctionner une turbine à gaz pouvant produire de l’électricité. L’eau refroidie après usage ayant une température suffisante pour être utilisée au fin du chauffage des habitations avant réinjection dans le sous-sol. Figures source DRIRE