l`utilisation des combustibles fossiles.

LSVT2II14
Partie du programme : enjeux planétaires contemporains, énergie, sol
Niveau : seconde
Titre de la séance : l’utilisation des combustibles fossiles.
 EXTRAIT DU PROGRAMME
La connaissance des mécanismes de formation des combustibles fossiles permet de découvrir des gisements et de les exploiter
par des méthodes adaptées. Cette exploitation a des implications économiques et environnementales. L’utilisation de
combustibles fossiles restitue rapidement à l’atmosphère du dioxyde de carbone prélevé lentement et piégé depuis longtemps.
Brûler un combustible fossile, c’est en réalité utiliser une énergie solaire du passé. L’augmentation rapide, d’origine humaine
de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère interfère avec le cycle naturel du carbone.
 CONNAISSANCES CONSTRUITES
La connaissance des conditions nécessaires à la formation du charbon facilite la prospection.
L’extraction du charbon nécessite une étude du sous sol par forage et étude sismique. En Lorraine, l’extraction dans le soussol a été coûteuse, rude pour les mineurs et a eu des conséquences sur l’environnement (exploitation des carrières de sable
pour l’exploitation en dressants, des forêts pour le bois de soutènement et conséquences des affaissements de terrain suite au
foudroyage en profondeur). Dans certains pays l’exploitation peut se faire à ciel ouvert et est moins coûteuse.
L’utilisation de charbon, combustible fossile restitue rapidement à l’atmosphère du dioxyde de carbone prélevé lentement et
piégé depuis longtemps. Brûler un combustible, c’est en réalité utiliser une énergie solaire du passé. Les activités humaines
utilisent des combustibles fossiles et libèrent dans l’atmosphère du dioxyde de carbone. Cette augmentation rapide du dioxyde
de carbone dans l’atmosphère modifie le cycle naturel du carbone.
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CAPACITÉS MISES EN ŒUVRE
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Saisir des informations et les mettre en relation
Construire un schéma interprétatif d’un profil sismique
Construire un schéma du cycle du carbone
Raisonner pour conclure sur l’action de l’Homme sur le cycle du carbone
CONDITIONS MATÉRIELLES
Les élèves travaillent par binôme sur une image d’un profil sismique du bassin houiller. Le professeur passe le DVD sur
une roche sédimentaire le charbon au niveau de la séquence sur les profils sismiques et les types d’exploitations. Ceci
permet de présenter la technique permettant d’obtenir un profil sismique, et de construire un schéma interprétatif du profil
sismique.
Pour la seconde activité, les élèves travailleront par binôme pour visualiser les animations SVT lycée le cycle du carbone
des échanges naturels et le cycle du carbone à l’ère industriel.
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COIN LABORATOIRE
Matériels
 Ordinateur
Documents didactiques
 DVD Une roche sédimentaire le charbon 22446.20
 Profil sismique du bassin houiller
 Animation SVT lycée
 Planche cycle du carbone 09002.20
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DESCRIPTIFS
Activité 1 : les méthodes de découverte et d’exploitation du charbon en Lorraine
Objectif : montrer que l’exploitation du charbon en Lorraine commence par une étude du sous-sol grâce à la sismique
réflexion et une technique d’exploitation adaptée au pendage des veines de charbon.
Support : le DVD une roche sédimentaire le charbon, un profil sismique du bassin houiller.
Deux sites expliquant le principe de sismique réflexion
http://www.ifremer.fr/drogm_uk/Realisation/Vulgar/Sismique/sismic.htm
http://www.geophysicsgpr.com/francais/techniques.htm#24
- A l’aide de papier calque construire un schéma interprétatif du profil sismique du bassin, où vous indiquerez les
veines de charbon, les failles et les stériles.
-Déduire de ce schéma les difficultés rencontrées lors de l’exploitation du charbon en Lorraine.
-En utilisant les informations du DVD, expliquez les techniques d’exploitation du charbon en Lorraine.
Critères d’évaluation
-profil sismique
 Titre
 Légende
 Précision du tracé par rapport à l’original
-les couches de charbon sont en profondeur encadrés par des stériles, il est indispensable de les localiser de manière précise
avant de les exploiter.
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Activité 2 : construire le cycle du carbone actuel
Objectif : construire le cycle du carbone actuel quantifié à l’aide d’un traitement de texte.
Support : les animations SVT lycée sur le cycle du carbone, traitement de texte.
-En utilisant les animations sur le cycle du carbone et le cycle du carbone à l’ère industrielle, construisez à l’aide du
traitement de texte le cycle du carbone actuel quantifié.
-déduire de ce schéma, l’action de l’Homme sur le cycle du carbone.
Critères d’évaluation
-schéma
 titre
 les différents réservoirs : atmosphère, biosphère, lithosphère et hydrosphère.
 les échanges entre les réservoirs représentés par des flèches
 les valeurs des échanges sont indiquées
 représentation de l’action de l’Homme
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TP - L’utilisation des combustibles fossiles
Activité 1 : les méthodes de découverte et d’exploitation du charbon en Lorraine
Schéma interprétatif du profil sismique du bassin Houiller lorrain
Les couches de charbon en Lorraine sont en profondeur, il faut donc les localiser avec précision avant de pouvoir les exploiter.
De plus les terrains ont subi des contraintes qui les ont déformés et faillés.
Les contraintes ont plissés les terrains, suivant leur inclinaison les méthodes d’exploitation changent.
Si les couches sont inclinées entre 0 et 30°, la technique d’exploitation sera le plateure, entre 30 et 50° ce sera le semi-dressant
et pour des couches d’une inclinaison supérieure à 50 ce sera le dressant.
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Activité 2 : construire le cycle du carbone actuel
Le cycle actuel du carbone actuel
Atmosphère
Photosynthèse
+120Gt
-90 Gt
Dissolution
+90 Gt /
-1.9 Gt
Respiration +60 Gt
Décomposition +60 Gt
Déforestation +1,9Gt/an
-1.9 Gt
Hydrosphère
Biosphère
Exploitation
des combustibles fossiles
+5.4 Gt/an
Fossilisation
Lithosphère (Roches carbonatées ; roches carbonées)
Echanges de carbone naturels entre les différents réservoirs
Echanges de carbone dus à l’activité humaine
Echanges de carbone compensant l’activité humaine
L’activité humaine dégage du carbone dans l’atmosphère. Cet excédent est en partie compensé par l’absorption dans les
océans et la fixation par les végétaux chlorophylliens. Ceci n’est pas suffisant, d’où une augmentation du taux de CO2 dans
l’atmosphère.
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