FA1 : correction La Géothermie En 1992, lors de la conférence de

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FA1 : correction
La Géothermie
En 1992, lors de la conférence de Rio sur l'environnement, les dirigeants de toutes les nations
témoignaient de leur prise de conscience d'une dégradation avancée de l’état de la planète (diminution
des ressources, pollution des mers et des terres, effet de serre, pluies acides, etc.).
Pour infléchir la tendance avant qu'il ne soit trop tard, la plupart des pays - dont les Etats membres
de l'Union européenne - travaillent à la traduction du concept de développement durable dans leurs
politiques.
Celui-ci se définit par la nécessité de satisfaire les besoins exprimés aujourd'hui sans compromettre
les besoins des générations à venir.
Comme les autres énergies renouvelables, la géothermie s'est alors retrouvée sur le devant de la scène, car
elle est depuis toujours par excellence une option du développement durable
La géothermie, du grec Géo (la terre) et Thermos (la chaleur) désigne à la fois la chaleur terrestre et son
exploitation par l’homme. La géothermie exploite le différentiel thermique de l’écorce terrestre pour en
extraire de la chaleur utilisable par l’homme. On distingue trois types :
• La géothermie profonde à haute énergie (150 – 250°C, 2 500 m) pour la production d’électricité (vapeur
+ turbine) ;
• La géothermie moyenne à basse énergie (30 à 150°C dans les aquifères) pour le chauffage urbain
collectif par réseau de chaleur ;
• La géothermie à très basse énergie (<30°C). Elle extrait la chaleur terrestre présente à faible profondeur
dans le sol (10 à 100 m) par pompe à chaleur (PAC )
I/ Gradient et flux géothermique.
Les séismes, les éruptions volcaniques, les geysers et le déplacement des plaques lithosphériques sont des
manifestations de la dissipation de l’énergie interne de la Terre
1) Définitions.
Gradient géothermique (page 239) = Expérimenté
concrètement par des générations de mineurs de fond et
aujourd'hui bien mesuré, c’est l'accroissement de la
température en fonction de la profondeur
Il est en moyenne, sur la planète, de 3,3°C par 100 mètres
Flux géothermique (page 239) = Le flux géothermique mesure la quantité d’énergie libérée par la Terre
par unité de surface et par unité de temps. Exemple : J/m2/s ou W/m2 ;
1 watt (W) = puissance développée par 1 joule pendant 1 seconde.
La dissipation de l'énergie interne du globe correspond au flux géothermique.
En moyenne, le flux géothermique terrestre est de l’ordre de 60 mW m-2.
2) Variations du gradient et du flux géothermique.
a) En France :
Flux géothermique en France
 Gradient géothermique : variation de la température en
fonction de la profondeur
Le gradient géothermal est en moyenne de 4°C en France, et
varie de 10°C/100 m dans le nord de l'Alsace à seulement
2°C/100 m au pied des Pyrénées.
Le flux géothermique va dépendre aussi des roches présentes.
Flux géothermique d'une région = gradient géothermique local x conductivité de la roche
Au laboratoire, on peut évaluer la conductivité thermique sur des échantillons :
Les roches sédimentaires sont globalement de
mauvais conducteurs thermiques et contribuent
donc au freinage des transferts de chaleur dans la
croûte et permettent une forme de stockage de
chaleur.
Exemple :
- Gradient géothermique moy = 80 °C/Km
- Conductivité thermique calcaire = 2.5 unité
 Flux géothermique = 80 X 2.5 = 200 mW/m2
b) A l’échelle du globe :
La répartition mondiale du flux géothermique est très hétérogène et elle reflète parfaitement les
phénomènes géologiques profonds, à savoir :
Flux géothermique élevé
1. Au niveau de la dorsale = formation de la croûte
océanique par remontée profonde du manteau
2. Au niveau des zones de rifting = par
amincissement de la croûte continentale et remontée
de l’asthénosphère
3. Au niveau des points chauds
4. Au niveau des arcs volcaniques associés aux
zones de subduction
Flux géothermique faible
· Au niveau des plaques plongeantes froides des
zones de subduction.
· Au niveau des grandes plaques stables