Chapitre 11 : GEOTHERMIE ET PROPRETES THERMIQUES DE LA TERRE La présence de sources hydrothermales ou encore de volcan prouve l’existence d’une certaine source de chaleur/énergie dans la terre capable de l’échauffer (roches en profondeur) Comment expliquer l’origine de l’énergie/chaleur interne du globe ? Comment est-elle transférée vers la surface ? En quoi nos connaissances sur l’énergie interne permettent –elles son exploitation ? Gradient et flux géothermique : les temoins d’une énergie interne I- Sur terre, la température augmente avec la profondeur : le gradient thermique mesure cette augmentation lorsqu’on s’enfonce dans le sous-sol (~𝟑𝟎°𝑪/𝒌𝒎) (A1 : p226-8 : étude de 2 sites d’exploitation de l’énergie géothermique) géothermie haute énergie : vapeur eau ; 250°C ; centrale géothermique + turbine électricité géothermie basse énergie : bassin parisien ; 50°C ; chauffage collectif. En conséquence, un flux thermique, en provenance des profondeurs de la terre, atteint la surface. (flux thermique : quantité d’énergie géothermique dissipée à la surface du variation flux géothermique : globe par unité de surface et de temps) Fort : dorsale + volcan associés zones de Il dépend du gradient géothermique ainsi que de la subduction + Rift rhénan (croute moins épaisse) Faible : subduction lith. Froide hors volcanisme conductivité thermique des roches et donc de leur nature, par conséquent, il varie selon le texte géodynamique. flux géothermique terrestre: 42 Tw (~𝟔𝟎𝒎𝑾. 𝒔−𝟐 ) (100 x plus qu’une centrale nucléaire) II- L’origine du flux géothermique et les modalités de transfert d’énergie La majeur partie de l’énergie interne (𝟐/𝟑) est issue de la désintégration radioactive de certains isotopes présents dans les roches (uranium, potassium et thorium). le manteau terrestre en produit la plus grande partie (~25Tw) bien que moins concentré en isotopes radioactifs, sa masse est la plus importante (entre la CC, CO, le manteau et le noyau) il y a d’autres sources d’énergie comme la cristallisation de roches dans le noyau ou le refroidissement matériaux profonds Deux mécanismes de transferts thermiques existent sur Terre : conduction convection transfert de chaleur sans déplacement global de transfère de chaleur avec transport de matière matière (différence de densité) efficacité : − efficacité : + (température s’élève lentement avec la distance) (température s’élève plus vite avec la distance) en exclusivité dans lithosphère gradient fort majoritaire dans le manteau gradient faible (A2 : p228 : calcule énergie thermique + pourcentage de contribution) III- La Terre, une machine thermique exploitable La tomographie sismique montre que la convection au sein du manteau se manifeste par l’ascension de roches mantellique chaudes (panaches mantéliques) à l’état solide et par le plongement de la lithosphère océanique refroidie dans le manteau sous-jacent. (A3 : exo type 2.2 : analyse tomographie sismique p 232-3) tomographie thermique : permet d’observer des mouvements de matière chaude et solide de grande ampleur au sein du manteau le plongement de la lithosphère océanique devenue plus froide par son refroidissement L’énergie géothermique est ainsi transformée en énergie mécanique (mouvement de matière à l’origine de l’activité sismique et du magmatisme du globe), la terre est une machine thermique. (panaches mantellique initiés et remonté grace convection en profondeur sont associés au magmatisme de points chauds) (plongement correspond au mouvement de convection descendant, exerce une traction sur le reste de la plaque entrainant la divergence au niveau des dorsales et contribuant à la remonté de matériaux mantellique chaud (devient magma)) l’énergie géothermique utilisable par l’homme est variable d’un endroit à l’autre, le prélèvement de cette énergie ne représente qu’une infime partie de ce qui est dissipé en surface. (A5 : p229 : comparaison entre flux géoth. Mondial et énergie geoth exploitée) Son exploitation associée à d’autres énergies renouvelables constitue pourtant une alternative aux énergies fossiles/nucléaires plus polluantes et dangereuses. homme limité par exploitation géoth à cause localisation dorsales (sous-marines) qui sont pourtant les plus productrice (exception Irlande : dorsale affleure) le coup : prix du puits 4 millions € chance : ½ de tomber sur une réserve de vapeur localisation majeure des centrales thermiques : zones de subduction