Les propriétés thermiques de la terre

1. Les propriétés thermiques de la terre

1. Le gradient géothermique, une valeur mesurée

• 15 mètre en dessous de la surface terrestre, la température des roches dépend des conditions géologiques.
• La temperature croit avec la profondeur.
• Le gradient géothermique= augmentation de température constatée dans le sous-sol à mesure que l'on s'éloigne de la surface.

1. Le flux géothermique, une valeur estimée

• La flux géothermique correspond au flux thermique traversant une surface terrestre donnée par unité de temps.
• La valeur  du flux est obtenue en multipliant la conductivité thermique des roches par le gradient géothermique. Le flux géothermique est ainsi estime a partir de plusieurs forages voisins.
• Le flux géothermique est inégalement reparti.
• Il existe un lien entre flux géothermique et tectonique des plaques.

1. L origine du flux géothermique

• La flux thermique a pour origine principale la désintégration des éléments radioactifs contenus dans les roches.
• Les concentrations en éléments radioactifs sont principalement  dans la croute continentale et le manteau terrestre.

1. La Terre, une machine thermique

1. La conduction thermique

• Dans corps non déformable, un transfert thermique s effectue depuis une zone chaude vers une zone froide, sans mouvement de matière par conduction.
• De proche en proche, comme la conductibilité thermique des roches est faible, ce mécanisme est lent.
• La conduction ne peut pas expliquer le flux élevé au niveau des dorsales océaniques ni le mouvement des plaques.

1. La convection mantellique

• Dans un corps déformable, la mise en mouvement de la matière va permettre un transfert thermique par convection : la matière froide descend et la matière chaude monte.
• Plus efficace
• La mise en évidence est possible grâce a la tomographie sismique.
• Les images tomographiques montrent que le flux géothermique élevé au niveau des dorsales océaniques, traduit une ascension de matériaux chauds a leur niveau, associée a la production de nouvelle lithosphère.
• Au contraire, dans les zones de subduction, le plongement d une lithosphère océanique froide et âgée  devenue plus dense que l asthénosphère entraine un flux faible.
• La tomographie sismique montre de plus :

-Dans les zones de subduction, la lithosphère froide plonge jusqu’ a la limite manteau-noyau.

-Que la remontée du manteau chaud ne provient pas de la base du manteau mais d une profondeur d environ 200km. Seuls les points chauds sont associes a un flux ponctuel remontant de la limite manteau-noyau.

• Ces données permettent de construire un modèle de la dynamique du manteau dans le cadre de la tectonique globale. La subduction de la lithosphère océanique froide et dense déclenche une descente active de matière froide dans le manteau. Au niveau des dorsales, la remontée de matériaux chauds vient alors compenser de manière passive l écartement des plaques en surface.  

1. L’énergie géothermique, une ressource inépuisable

1. Différents types de gisements géothermiques

• L énergie géothermique est généralement stocké dans des nappes d eaux chaudes plus ou moins profonds.

Ces réservoirs géothermiques sont situes : -soit dans des contextes géologiques privilégies, comme par exemple les zones volcaniques ou les eaux sont chauffées par le flux géothermique élevé.

-soit dans les bassins sédimentaires, ou des roches poreuses ou perméables contiennent des eaux chaudes en raison du gradient géothermique normal dans cette zone.    

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