Géothermie

Thème 2 : Enjeux contemporains

Chapitre 1 : Géothermie et propriété thermique de la terre.

La Terre reçoit de l’énergie provenant du soleil. Cette énergie contribue à l’habilité de la planète et détermine la température moyenne de surface de l’énergie de l’origine interne qui se dirige également vers la surface de la Terre. Exploiter cette ressource suppose d’en identifier au préalable la source et donc de s’intéresser au fonctionnement globale de la Terre.

I. Le flux thermique et son origine.

A) Flux et gradient géothermique.

La Terre dissipe en permanence de la chaleur à la surface du globe. Le flux géothermique est la quantité d’énergie émise par unité de surface (en W.m-2). Il est inégalement répartit à la surface de la Terre :

- Le flux géothermique est élevé à l’aplomb des dorsales et diminue au fur et à mesure que l’on s’en éloigne.

- Au niveau des zones de subductions, le flux thermique est plus faible.

La température du globe augmente. Ce gradient géothermique traduit l’existence d’une source d’énergie interne qui, en se dissipant vers la surface, est à l’origine du flux géothermique.

B) Les sources d’énergies internes de la Terre.

Le flux thermique à pour origine principale la désintégration des isotopes radioactifs (uranium 238) contenue dans les roches. Ces isotopes radioactifs sont inégalement répartis à l’intérieure de la Terre. Chaque enveloppe interne de la Terre (Croûte, Manteau et Noyau) contribue de manière spécifique à cette libération d’énergie. Si les éléments radioactifs sont plus concentrés dans la croûte, le manteau est la principale source d’énergie en raison de son volume (85% du volume terrestre). La Terre dissipe également la chaleur initiale accumulée lors de l’accrétion, c’est-à-dire, lors de la formation de la Terre par agglutination des particules ou des météorites se heurtant à grande vitesse (une partie de l’énergie cinétique est transformé en chaleur). De la chaleur se dégage également de la cristallisation de fer liquide à la base du noyau.

II. Les transferts thermiques dans la Terre.

A) 2 types de gradients. (Voir docs)

Le gradient géothermique varie selon les couches du globe dans la lithosphère. Le gradient géothermique est élevé dans la lithosphère (la température augmente rapidement en fonction de la profondeur). Au contraire dans l’asthénosphère et le manteau inférieur, le gradient géothermique est plus faible. Ainsi la chaleur se transmet selon deux modes différents pour la lithosphère et l’asthénosphère.

B) Un transfert d’énergie par conduction et par convection.

Dans les roches, la chaleur se propage mal. Elle est transmise par conduction. C’est le transfert de chaleur par agitation des atomes de proche en proche sans déplacement des matières. Les atomes s’agitent, se qui provoque une augmentation de la température qui

...