L'intérêt porté à la gestion de l'après mine s'est accru depuis ces dernières années. Une des solutions novatrices pour valoriser des anciennes mines est d'utiliser l'eau contenue dans des galeries inondées en tant que source de chaleur. Associée à une pompe à chaleur, ce système s'inscrit dans l'exploitation de la chaleur géothermique à basse enthalpie. N'étant pas encore mis en place en France, plusieurs études sur la faisabilité de la performance énergétique des bassins miniers français sont en cours. Dans cet article, est proposée une solution analytique pour estimer l'évolution de la température de l'eau dans une galerie géothermique sans la prise en compte de l'écoulement souterrain. Le modèle est basé sur l'analogie unidimensionnelle de la résistance thermique en régime stationnaire. Puis, une comparaison entre les résultats analytiques et ceux obtenus à partir d'un modèle de mécanique des fluides numériques est effectuée sur la base d'une mine de charbon en Lorraine. Après l'étude en régime stationnaire, une analyse numérique en régime instationnaire est menée permettant de compléter le modèle analytique proposé. Ces deux approches permettent de donner une bonne estimation de la puissance d'extraction et de l'épuisement thermique afin de caractériser la réponse globale d'une mine géothermique.