Le globe terrestre est décomposé en trois enveloppes : au milieu, le noyau sur un rayon de près de 3500 km et dont la température est estimée à 4 000°c, autour le manteau sur un rayon de 2 900 km (température 3 000°c) et enfin l’écorce terrestre qui est l’enveloppe superficielle de la Terre.
La plus grande partie de la chaleur de la Terre est produite par la désintégration des éléments radioactifs présents dans ses roches (uranium, thorium, potassium, etc...) Dans l’écorce terrestre, la température s’accroît avec la profondeur. Ce gradient thermique dépend beaucoup de la région du globe considérée. Il peut varier de 3 °C par 100 m pour les régions sédimentaires, et jusqu’à 15°C ou même 30°C par 10 m pour les régions volcaniques, et les zones de rift comme en Islande ou en Nouvelle-Zélande. La plus grande partie de la chaleur de la Terre est produite par la radioactivité naturelle des roches qui constituent la croûte terrestre.
La géothermie possèdent des atouts importants :
- La chaleur du sous-sol est présente partout sur terre.
Selon la structure des formations géologiques ou la composition des roches, cette énergie sera plus ou moins facile à extraire, mais les technologies existent aujourd’hui pour permettre un développement planétaire de la géothermie.
La géothermie de surface
La géothermie de surface ne provient pas des profondeurs de la croûte terrestre mais de l’inertie thermique du sous-sol. Il y règne à quelques mètres de profondeur une température pratiquement constante tout l’année. La géothermie de surface ou géothermie très basse énergie utilise cette inertie pour obtenir des températures plus basses que les températures à la surface en été, et à l’inverse obtenir des températures plus élevées que les températures à la surface en hiver.
La géothermie profonde
La géothermie profonde utilise véritablement la chaleur du sous-sol produite par la désintégration des éléments radioactifs présents dans ses roches contrairement à la géothermie de surface. Plus l’on fore profond dans la croûte terrestre, plus la température augmente. En moyenne, l’augmentation de température atteint 20 à 30 degrés par kilomètre.
Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie de profonde, présente l’avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent, etc…). C’est donc une source d'énergie quasi-continue car elle est interrompue uniquement par des opérations de maintenance sur la centrale géothermique ou le réseau de distribution de l'énergie. Les gisements géothermiques ont une durée de vie de plusieurs dizaines d'années (30 à 50 ans en moyenne).