GéothermieLa géothermie, du grec géo (« la Terre ») et thermos (« la chaleur »), est à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre, et la technique qui vise à les exploiter. Par extension, la « géothermie » désigne aussi parfois l'énergie géothermique issue de l'énergie de la Terre, qui est convertie en chaleur. Pour capter l'énergie géothermique, on fait circuler un fluide dans les profondeurs de la terre.
Geothermal heatingGeothermal heating is the direct use of geothermal energy for some heating applications. Humans have taken advantage of geothermal heat this way since the Paleolithic era. Approximately seventy countries made direct use of a total of 270 PJ of geothermal heating in 2004. As of 2007, 28 GW of geothermal heating capacity is installed around the world, satisfying 0.07% of global primary energy consumption. Thermal efficiency is high since no energy conversion is needed, but capacity factors tend to be low (around 20%) since the heat is mostly needed in the winter.
Geothermal powerGeothermal power is electrical power generated from geothermal energy. Technologies in use include dry steam power stations, flash steam power stations and binary cycle power stations. Geothermal electricity generation is currently used in 26 countries, while geothermal heating is in use in 70 countries. As of 2019, worldwide geothermal power capacity amounts to 15.4 gigawatts (GW), of which 23.9 percent or 3.68 GW are installed in the United States.
Enhanced geothermal systemAn enhanced geothermal system (EGS) generates geothermal electricity without natural convective hydrothermal resources. Traditionally, geothermal power systems operated only where naturally occurring heat, water, and rock permeability are sufficient to allow energy extraction. However, most geothermal energy within reach of conventional techniques is in dry and impermeable rock. EGS technologies expand the availability of geothermal resources through stimulation methods, such as 'hydraulic stimulation'.
Ground source heat pumpA ground source heat pump (also geothermal heat pump) is a heating/cooling system for buildings that uses a type of heat pump to transfer heat to or from the ground, taking advantage of the relative constancy of temperatures of the earth through the seasons. Ground source heat pumps (GSHPs) – or geothermal heat pumps (GHP) as they are commonly termed in North America – are among the most energy-efficient technologies for providing HVAC and water heating, using far less energy than can be achieved by burning a fuel in a boiler/furnace or by use of resistive electric heaters.
Energy transformationEnergy transformation, also known as energy conversion, is the process of changing energy from one form to another. In physics, energy is a quantity that provides the capacity to perform work or moving (e.g. lifting an object) or provides heat. In addition to being converted, according to the law of conservation of energy, energy is transferable to a different location or object, but it cannot be created or destroyed.
Pompe à chaleurUne pompe à chaleur (PAC), aussi appelée thermopompe en français canadien, est un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique (anciennement « calories ») d'un milieu à basse température (source froide) vers un milieu à haute température (source chaude). Ce dispositif permet donc d'inverser le sens naturel du transfert spontané de l'énergie thermique. Selon le sens de fonctionnement du dispositif de pompage, une pompe à chaleur peut être considérée comme un système de chauffage, si l'on souhaite augmenter la température de la source chaude, ou de réfrigération, si l'on souhaite abaisser la température de la source froide.
Chaleur (thermodynamique)vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.
Échangeur de chaleurUn échangeur de chaleur est un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique d'un fluide vers un autre sans les mélanger. Le flux thermique y traverse la surface d'échange qui sépare les fluides. L'intérêt du dispositif réside dans la séparation des deux circuits et dans l'absence d'autres échanges que la chaleur, qui maintient les caractéristiques physico-chimiques (pression, concentration en éléments chimiques...) de chaque fluide inchangées hormis leur température ou leur état.
ThermodynamiqueLa thermodynamique est la branche de la physique qui traite de la dépendance des propriétés physiques des corps à la température, des phénomènes où interviennent des échanges thermiques, et des transformations de l'énergie entre différentes formes. La thermodynamique peut être abordée selon deux approches différentes et complémentaires : phénoménologique et statistique. La thermodynamique phénoménologique ou classique a été l'objet de nombreuses avancées dès le .
Capacité thermique massiqueLa capacité thermique massique (symbole usuel c), anciennement appelée chaleur massique ou chaleur spécifique, est la capacité thermique d'un matériau rapportée à sa masse. C'est une grandeur qui reflète la capacité d'un matériau à accumuler de l'énergie sous forme thermique, pour une masse donnée, quand sa température augmente. Une grande capacité thermique signifie qu'une grande quantité d'énergie peut être stockée, moyennant une augmentation relativement faible de la température.
Énergie thermiqueL'énergie thermique est l'énergie cinétique d'agitation microscopique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. L'énergie thermique est une partie de l'énergie interne d'un corps. Les transferts d'énergie thermique entre corps sont appelés transferts thermiques et jouent un rôle essentiel en thermodynamique. Ils atteignent un équilibre lorsque la température des corps est égale. Transfert thermique L'énergie thermique a tendance à se diffuser uniformément dans l'espace.
Énergie aérothermiqueAn air source heat pump (ASHP) is a type of heat pump that can absorb heat from outside a structure and release it inside using the same vapor-compression refrigeration process and much the same equipment as air conditioners but used in the opposite direction. Unlike an air conditioning unit, most ASHPs are reversible and are able to either warm or cool buildings and in some cases also provide domestic hot water. In a typical setting, an ASHP can gain 4 kWh thermal energy from 1 kWh electric energy.
Centrale thermiqueUne centrale thermique est une centrale électrique qui fonctionne à partir d'une source de chaleur selon le principe des machines thermiques. Cette transformation se fait soit directement, par détente des gaz de combustion, soit indirectement, par exemple à travers un cycle eau-vapeur. Les installations à cogénération utilisent en outre une partie de la chaleur résiduelle pour d'autres applications, telles que les réseaux de chaleur.
Énergie interneL’énergie interne d’un système thermodynamique est l'énergie qu'il renferme. C'est une fonction d'état extensive, associée à ce système. Elle est égale à la somme de l’énergie cinétique de chaque entité élémentaire de masse non nulle et de toutes les énergies potentielles d’interaction des entités élémentaires de ce système. En fait, elle correspond à l'énergie intrinsèque du système, définie à l'échelle microscopique, à l'exclusion de l'énergie cinétique ou potentielle d'interaction du système avec son environnement, à l'échelle macroscopique.
Température négativeCertains systèmes quantiques liés à la résonance magnétique nucléaire dans les cristaux ou les gaz ultrafroids possèdent des distributions d'énergie particulières pouvant être entièrement peuplées dans l'état de plus basse énergie (zéro absolu) mais également dans l'état de plus haute énergie. L'expression habituelle donnant la température d'un système à volume constant : (avec la température absolue, l'énergie interne, l'entropie, le volume) conduit donc à une fonction non définie au maximum d'entropie et négative au-delà.
ExergieEn thermodynamique, l’exergie est une grandeur physique permettant de mesurer la qualité d'une énergie. C'est la partie utilisable d'un joule. Le travail maximal récupérable est ainsi égal à l’opposé de la variation d’exergie au cours de la transformation. Un système à l'équilibre thermomécanique ou chimique n'a plus aucune valeur. Plus un système est loin de l'équilibre ambiant, plus il est apte à opérer un changement, aptitude sur laquelle repose l'utilité d'une énergie.
Thermal energy storageThermal energy storage (TES) is achieved with widely different technologies. Depending on the specific technology, it allows excess thermal energy to be stored and used hours, days, months later, at scales ranging from the individual process, building, multiuser-building, district, town, or region. Usage examples are the balancing of energy demand between daytime and nighttime, storing summer heat for winter heating, or winter cold for summer air conditioning (Seasonal thermal energy storage).
Énergie thermique des mersthumb|upright=1.5|Différences de température des océans entre la surface et une profondeur de . L'énergie thermique des mers (ETM) ou énergie maréthermique est produite en exploitant la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans. Un acronyme souvent rencontré est OTEC, pour . L'Union européenne utilise le terme énergie hydrothermique pour .
Binary cycleA binary cycle is a method for generating electrical power from geothermal resources and employs two separate fluid cycles, hence binary cycle. The primary cycle extracts the geothermal energy from the reservoir, and secondary cycle converts the heat into work to drive the generator and generate electricity. Binary cycles permit electricity generation even from low temperature geothermal resources (
