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Les énergies renouvelables - La géothermie
Les albums liés au chapitre
Photos de l'album "Qu'est-ce que la Géothermie ?"
Beppu, sur l'île de Kyushu, est la capitale japonaise des « onsens ». Ces sources chaudes aménagées en bains publics participent à l'art de vivre japonais. Elles ont fait la renommée de cette ville de bord de mer, qui en compterait quelques milliers.
Réputée pour ses eaux thermales, Beppu l'est donc pour son activité géothermique. Parmi les attractions touristiques locales, les « Portes des Enfers ». Eaux bouillonnantes aux couleurs étonnantes (elles varient du bleu lagon au rouge rouille), elles sont une manifestation (souvent odoramment soufrée !) des phénomènes géothermiques.
Quand on s'enfonce dans la croûte terrestre, la température des roches environnantes augmente d'environ 3,3°C tous les 100 mètres. 90% de la chaleur du sous-sol provient de la désintégration des éléments radioactifs présents dans les roches (essentiellement uranium, thorium et potassium). Dans certaines régions, la proximité de poches de magma (notamment via les conduites volcaniques) accroît considérablement ce gradient de température. C'est le cas du sous-sol japonais, archipel qui appartient à la « ceinture de feu » du Pacifique. A Beppu, la présence d'eaux souterraines qui se réchauffent en passant à travers ces roches chaudes avant de gagner l'air libre, parfois sous forme de fumerolles, témoigne de l'ampleur de cette activité.
« La mare de sang », l'un des neuf « enfers » de Beppu.
« La mare de sang », l'un des neuf « enfers » de Beppu.
Fondée en 1924, Beppu est rapidement devenu un centre thermal très apprécié. Ici, un établissement de bains.
   Photos de l'album "La centrale électrique d'Hacchobaru"
Nichée au fond d'une vallée verdoyante, la centrale électrique d'Hacchobaru.
Elle a la particularité de produire une électricité d'origine géothermale, une activité industrielle pour le moins atypique.
A proximité du volcan Kuju, la centrale géothermique d'Hacchobaru puise son eau chaude entre 1500 et 2200 mètres de profondeur. Sous terre, malgré des températures élevées, l'eau reste liquide car elle est sous forte pression. En revanche, elle devient vapeur en surface, où elle est soumise à des pressions plus faibles, et peut alors alimenter des turbines génératrices d'électricité.
Matsuoka-san, le responsable des opérations de la centrale gérée par Kyushu Electric Power, nous accueille. Hacchobaru est la centrale géothermique la plus puissante du Japon.
Hakim Saibi, en postdoc à l'université d'Oïta, nous sert à la fois d'initiateur aux secrets de la géothermie et d'interprète. Il nous raconte l'histoire géologique de cette région vallonnée : elle a connu son pic d'activité volcanique au début de l'ère quaternaire.
On distingue nettement les tours de refroidissements d'où s'échappent des panaches blancs de vapeur d'eau. Elles accompagnent souvent les centrales électriques thermiques, qu'elles soient géothermiques, à charbon ou nucléaire.
Attention, on tourne !
Matsuoka-san nous raconte les différentes étapes de construction de la centrale. Derrière lui, à flanc de colline, on aperçoit quelques fumerolles naturelles. Le sous-sol est par ici une véritable étuve !
Bête noire des « géothermiciens », les dépôts de calcaire peuvent boucher les tubes des puits collecteurs d'eau.
Même avec des températures d'eau trop faibles pour alimenter une turbine à vapeur classique, on peut produire de l'électricité. Il suffit de transférer la chaleur de l'eau à un liquide qui se transforme en vapeur « de meilleure qualité » quoique de moindre température : c'est le cas du pentane. Hacchobaru est dotée d'un tel système qui permet de valoriser aussi les températures moins élevées.
Discussion entre experts : « ainsi, le double-flush [extraction supplémentaire de vapeur par sous-pressurisation de l'eau chaude] vous permet d'accroître la production électrique de 20 % ? C
Détail des installations : de ces centres collecteurs, l'eau chaude est acheminée jusqu'à la centrale en contrebas.
Détail des installations : de ces centres collecteurs, l'eau chaude est acheminée jusqu'à la centrale en contrebas.
Pas question de perdre une once de chaleur : les tuyaux sont isolés avec soin.
Cet ouvrier donne l'échelle des installations : les dimensions de l'usine sont impressionnantes.
Les tours de refroidissement servent à abaisser la température de l'eau du circuit ... de refroidissement. La centrale électrique a en effet besoin, pour fonctionner, d'une source chaude (la source géothermale) et d'une source froide (pour évacuer la chaleur du circuit générateur d'électricité, rôle assuré par le condensateur dont le fluide doit ensuite être refroidi par les tours de refroidissement).
Dans ces tours, c'est l'air ambiant qui fait office de puits de chaleur final. Il refroidit la vapeur d'eau qui sort du condensateur. Celle-ci se condense et tombe en pluie ininterrompue dans un bassin de récupération qui retournera alimenter le condensateur.
L'air, chargé d'humidité et de la chaleur latente de vaporisation qu'il a extraite à la vapeur, est évacué par de puissants ventilateurs.
Après avoir traversé le hall bruyant qui abrite les imposantes turbines génératrices d'électricité,
Matsuoka-san nous invite à le suivre dans la salle de contrôle.
Salle de contrôle de la centrale d'Hacchobaru : températures, pressions, production d'électricité, autant d'indicateurs qui décrivent, en continu, l'état de santé de la centrale.
La gare de Bungo-mori, où nous avons retrouvé Hakim avant de prendre la route pour Hacchobaru.
Au retour, direction Fukuo-ka pour rejoindre Kyoto en shinkansen (le train grande vitesse japonais),
où nous avons rendez-vous avec les chercheurs de l'entreprise Kyocera (voir chapitre 14).
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