L’intérieur du globe terrestre émet un flux de chaleur provenant de son refroidissement résiduel et de la radioactivité de certains corps (uranium, thorium, potassium, etc.).
Le potentiel de production d'énergie géothermique (60 mW/m²) est bien inférieur a celui du solaire (340 W/m² en moyenne). Cependant ce potentiel s’éleve en certains sites à 200 mW/m² et crée une accumulation de chaleur dans des aquifères que l’on peut exploiter industriellement.

Le rythme d’exploitation est toujours supérieur aux apports du flux de chaleur, et l’on doit donc veiller à ne pas trop densifier les zones d’exploitation qui mettront des dizaines ou des centaines d’années à se reconstituer.
Le coût des forages croît très rapidement avec la profondeur.

Les limites :
– La géothermie à basse température (50 à 100 °C) est utilisée principalement pour le chauffage de locaux, via des réseaux de chaleur, et de façon plus marginale pour le chauffage de serres ou l’aquaculture.
En 1995, la puissance installée mondiale était de 4,1 GW thermiques, dont 270 MW en France où l’équivalent de 200 000 logements sont chauffés par des réseaux de chaleur alimentés par soixante-six installations. On peut aussi rattacher à cette géothermie l’utilisation de pompes à chaleur utilisant des nappes phréatiques à faible profondeur ou des «sondes géothermales», forages de 50 à 100 mètres permettant de récupérer des calories du sol pour chauffer une habitation.
– La géothermie à haute température permet de produire de l’électricité soit par détente directe de vapeur si les températures sont suffisantes (170 à 200 °C exemples de Larderello en Italie, près de Pise, ou dans les champs des geysers en Californie), soit par le biais de l’évaporation d’un fluide organique si les températures sont insuffisantes (120 à 170 °C).
En 1995, la puissance installée mondiale était de 6,9 GW (5 MW en France, grâce à la centrale de Bouillante en Guadeloupe) et elle pourrait dépasser 9 GW en l’an 2000....?

Les Projets :
Si on dispose d’une source de chaleur (170 à 220 °C) à moins de 5 kilomètres de profondeur, mais qu’il n’y a pas de nappe phréatique permettant son exploitation, on peut créer artificiellement une circulation d’eau entre deux forages par fracturation hydraulique préalables. C’est le concept de «roches chaudes et sèches», qui fait l’objet d’un programme pilote européen à Soultz, en Alsace. Les essais d’injection et de circulation d’eau ont débuté en 1997. Ils permettront de préciser si l’étape suivante, consistant à exploiter et à valider sur une plus longue période l’échangeur de chaleur ainsi créé, peut être engagée.

Les Applications :
photos de centrales thermales (exemple de bouillante en Guadeloupe, Larderello en Italie, les champs de geysers en Californie)