TS Thème 2.A Enjeux planétaires contemporains Chapitre 9 : Les

TS Thème 2.A Enjeux planétaires contemporains
Chapitre 9 : Les propriétés thermiques de la Terre et la géothermie
Introduction :
Livre p 233
L’énergie utilisée de nos jours par nos sociétés est majoritairement issue de l’utilisation des énergies fossiles (pétrole, charbon et
gaz). Cette utilisation engendre de nombreux problèmes environnementaux comme l’augmentation de la teneur des gaz à effet de
serre et donc des températures de surface, l’acidification des océans et ne sont pas renouvelables à l’échelle des temps humains. On
cherche des alternatives énergétiques renouvelables dans une perspective de développement durable.
La plupart des énergies renouvelables utilise directement (énergie photovoltaïque) ou indirectement (énergie éolienne, hydrolienne,
de biomasse …) l’énergie solaire.
Livre p 236, 237 et 238
De nombreuses preuves de l’existence d’une énergie interne de notre planète sont connus depuis l’antiquité ( eaux thermales, geyser
, éruptions volcaniques, mines etc..)
Comment utiliser les propriétés thermiques de notre planète ?
I.
Les propriétés thermiques de la planète Terre
A. Le gradient géothermique de la Terre
Livre p 239, 240
Le gradient géothermique est l’évolution de la température en fonction de la profondeur sur notre planète. On observe une
augmentation de la température en moyenne de 30°C par kilomètre.
Cependant le gradient géothermique varie selon le contexte géodynamique : plus important au niveau des dorsales, des points
chauds, des chaines volcaniques de subduction (arc de subduction) et plus faible au niveau des fosses de subduction.
B. Le flux géothermique de la Terre
Livre p 239, 240, 242
Le flux géothermique est la quantité d’énergie dissipée par unité de surface et unité de temps (W /m2). Il est en moyenne de
65mW/m2 à la surface de notre planète. Cependant, on observe des variations importantes de ce flux en fonction du contexte
géodynamique aussi puisqu’ il dépend du gradient géothermique mais aussi des caractéristiques des roches présentes ( composition
chimique, structure, conductivité, hydratation …)
C. Les origines du flux géothermique de notre planète
Livre p 244
La désintégration des atomes isotopes radioactifs (Uranium, Thorium, Potassium) présents dans les roches de la planète libèrent de
l’énergie thermique.
L’énergie originelle lors de la formation de notre planète par accrétion des météorites et des poussières cosmiques s’est dissipée au
cours du temps mais est encore présente.
D. Les mécanismes de transfert de l’énergie interne de notre planète
Livre p 245, 246 et 247
L’énergie thermique produite est transférée aux différentes enveloppes terrestres selon deux mécanismes : la conduction et la
convection.
La conduction est le transfert de l’énergie sans mouvement de matière (juste une agitation atomique). La conduction engendre un
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fort gradient géothermique.
La convection est le transfert d’énergie avec mouvement de matière (cellules ou boucles de convection) : il engendre un faible
gradient géothermique.
La convection est donc un transfert plus efficace que la conduction de l’énergie interne du globe.
La Terre est une machine thermique avec des phénomènes de conduction thermiques dans les lithosphères et où des cellules de
convection lentes mantelliques sont à l’origine de la tectonique des plaques
II.
La géothermie, utilisation par l’homme de l’énergie géothermique de la planète
Livre p 241, 243, 248 et 249
L’énergie géothermique de la Terre est utilisée par l’homme pour produire de la chaleur (géothermie de basse énergie dans les
aquifères et dans les roches à faible profondeur – de 1000 m) ou de l’électricité (géothermie de haute énergie dans des zones à fort
gradient géothermique ou à grande profondeur 4000 à 5000 m). Ce prélèvement infime de cette énergie est renouvelable à l’échelle
humaine.
Les ressources géothermiques dépendent du contexte géologique.
Conclusion :
Livre p 250, 251, 252, 253