Débloquer l'énergie géothermique mondiale : voies et perspectives pour le déploiement à grande échelle des technologies géothermiques de nouvelle génération

Débloquer la géothermie mondiale : voies et perspectives pour le déploiement à grande échelle des technologies géothermiques de nouvelle génération

L’énergie géothermique a longtemps été considérée comme une énergie renouvelable au potentiel énorme mais difficile à exploiter à grande échelle. Cependant, grâce aux progrès des techniques de forage issus de la révolution du schiste aux États-Unis, les nouvelles générations de technologies géothermiques — les systèmes géothermiques améliorés (EGS) et les systèmes géothermiques en boucle fermée (AGS) — sont en train de faire passer cette ressource de « niche » à « courant dominant ». Selon un rapport de recherche publié en juillet 2025 par la Carnegie Endowment for International Peace, le potentiel géothermique mondial a bondi pour devenir la deuxième ressource après l’énergie solaire, et les premiers projets commerciaux devraient être mis en service en 2026.

De la marge au courant dominant : le parcours de la géothermie

L’électricité géothermique a plus d’un siècle d’histoire. En 1904, l’Italie a utilisé pour la première fois la vapeur géothermique pour entraîner des turbines, et cette technologie s’est ensuite progressivement répandue aux États-Unis, en Nouvelle-Zélande et au Japon. Dans les années 1970, l’Islande a fortement développé la géothermie pour faire face au choc pétrolier. Dans les années 1980, le Mexique, les Philippines, la Turquie et le Kenya ont également commencé à exploiter la géothermie. Fin 2022, la capacité géothermique installée dans le monde était d’environ 16 GW, répartie dans au moins 30 pays, mais ne représentait qu’environ 0,34 % du mix électrique mondial.

Au cours des dernières décennies, le gaz naturel bon marché et l’essor rapide de l’éolien et du solaire photovoltaïque ont placé la géothermie en position défavorable dans les nouvelles capacités installées. Le secteur géothermique a du mal à réaliser des économies d’échelle, les turbines étant souvent sur mesure, et son taux d’apprentissage est nettement inférieur à celui de l’éolien et du solaire. Toutefois, ces dernières années, l’Indonésie, le Kenya et la Turquie sont devenus les moteurs de la croissance géothermique mondiale, accélérant le développement du secteur grâce à des politiques de soutien.

Technologies géothermiques de nouvelle génération : EGS et systèmes en boucle fermée

La clé des technologies géothermiques de nouvelle génération réside dans le dépassement des contraintes géologiques des systèmes hydrothermaux conventionnels. Les ressources en roches chaudes sèches (Hot Dry Rock) sont largement présentes, mais manquent de fluides naturels. Dans les années 1970, le laboratoire national de Los Alamos aux États-Unis a tenté pour la première fois de créer un réservoir artificiel par fracturation, donnant naissance aux systèmes géothermiques améliorés (EGS). La France et le Japon ont également fait des tentatives dans les années 1980, mais toutes se sont soldées par des échecs techniques. Dans les années 2000, des essais en Corée du Sud et en Suisse ont même déclenché une activité sismique, entraînant un arrêt des recherches. Ce n’est que dans les années 2010 que le gouvernement américain, grâce au soutien de la recherche et aux terres publiques, et en s’appuyant sur les techniques de forage et de complétion accumulées lors de la révolution du schiste, a progressivement résolu certains des problèmes techniques de l’EGS.

Parallèlement, les systèmes géothermiques en boucle fermée (AGS) sont apparus à la fin des années 2010 comme une autre option. Ils font circuler un fluide dans un circuit fermé, sans nécessiter d’eau externe ni de fracturation de la roche. Actuellement, les EGS et les systèmes en boucle fermée sont tous deux à l’aube de la commercialisation, les premières installations devant être mises en service en 2026. Il existe également des recherches sur les bassins sédimentaires et les roches superchaudes (SHR), mais ces dernières n’en sont encore qu’à un stade précoce de développement.

Baisse des coûts et compétitivité sur le marché Le coût est un facteur clé pour déterminer si la géothermie peut être déployée à grande échelle. Le rapport montre qu’actuellement, le coût de l’électricité de l’EGS se situe entre 100 et 240 dollars par mégawattheure, proche de celui du nucléaire neuf. Mais les analyses prévoient que d’ici 2030, le coût de l’EGS pourrait tomber à 80 dollars par mégawattheure, puis à 50 dollars d’ici 2035, ce qui la rendrait compétitive avec la production d’électricité au gaz naturel, et la situerait entre l’éolien terrestre et l’éolien en mer. Plus important encore, le taux d’apprentissage du forage EGS a déjà atteint 35 %, supérieur aux 30 % des batteries lithium-ion et aux 24 % du solaire, ce qui indique que les effets d’échelle se manifesteront rapidement.

Le coût des systèmes en boucle fermée est très incertain. Dans les zones à gradient géothermique élevé, le coût est d’environ 105 dollars par mégawattheure, tandis que dans les zones de ressources de moindre qualité, il peut atteindre 321 dollars par mégawattheure. Toutefois, le rapport souligne que les systèmes en boucle fermée présentent un avantage unique dans le domaine du chauffage urbain, car le rendement de chauffage peut atteindre 90 %, alors que le rendement de production d’électricité n’est que d’environ 20 %. Cela permet aux systèmes en boucle fermée de réduire les coûts des projets de 30 % à 50 % dans les scénarios de chauffage qui ne nécessitent pas de turbine. De plus, les systèmes en boucle fermée consomment peu d’eau et évitent le risque sismique induit par la fracturation, ce qui pourrait leur conférer un avantage réglementaire en Europe et ailleurs.À long terme, l’énergie géothermique a le potentiel de devenir un pilier majeur de la transition mondiale vers une énergie propre. En tant que source d’électricité propre et pilotable 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, elle peut compenser le caractère intermittent de l’énergie solaire et éolienne, offrant un soutien stable au réseau électrique. Le rapport prévoit que, si la trajectoire de baisse des coûts se concrétise, la prochaine génération de géothermie deviendra compétitive dans les années 2030. Dans le contexte de la neutralité carbone, la géothermie ne fournit pas seulement de l’électricité, mais aussi de la chaleur propre pour l’industrie et le bâtiment, formant ainsi un modèle de complémentarité multi-énergétique.

Le paysage mondial de la concurrence énergétique est en train de changer : les ressources géologiques de l’énergie géothermique ne se limitent plus à quelques régions. Avec la maturation des technologies et l’arrivée des capitaux, la géothermie pourrait passer de « acteur marginal » à « acteur clé », et les pays qui s’y positionnent en premier bénéficieront d’un avantage dans la chaîne d’approvisionnement des énergies propres. Pour les entreprises énergétiques, les investisseurs et les décideurs politiques, c’est maintenant le moment crucial pour évaluer la valeur stratégique de la géothermie.