TP Conductivité des roches

Anna MAGAR                                                                                                                                 TS1

Amine BOUALEM

TP Conductivité des roches

On cherche à savoir si les roches sédimentaires et magmatiques sont capable de transférer l'énergie thermique avec la même efficacité.

I) La dissipation de l'énergie thermique dans le granite et le calcaire

Dans le but de comparer la vitesse de propagation de l'énergie thermique dans les roches magmatiques et sédimentaires, on place une bougie sous un bloc de granite (symbolisant les roches magmatiques) et un bloc de calcaire (symbolisant les roches sédimentaires). Ensuite nous plaçons deux thermomètres, un dans chaque bloc reliés à la console EXAO afin de recueillir la température en fonction du temps dans ces deux blocs.

On obtient alors le graphique suivant :

évolution de la température en fonction  du temps mesurée sur un granite et un calcaire[pic 1]

Sur ce graphique, on peut voir que jusqu'à environ 12 minutes la température est la même dans les deux blocs puis la température dans le granit (voie A)  finit par se dissocier de celle dans le calcaire et prend des valeurs plus importantes.

On en déduit donc que les roches magmatiques associées au granit permettent le transfert de l'énergie thermique avec une plus grande efficacité que les roches sédimentaires.

II) Phénomène permettant le transport de chaleur

Nous connaissons deux manières de transférer la chaleur la conduction et la convection.

On commence par modéliser la conduction dans la cuve en plaçant la résistance en haut et un thermomètre en haut et l'autre en bas. Puis on relève la température chaque minute, on obtient le graphe ci dessous.

[pic 2][pic 3]

Graphe de l'évolution de la température en fonction du temps lors d'une conduction

L'eau chaude moins dense en surface ne se mélange pas avec l'eau froide plus profonde. Et la goutte de colorant que nous avions déposé en surface y est resté.

Ainsi le transfert thermique est peu efficace, et le gradient géothermique est élevé de ce fait.

On finit par modéliser la convection dans la cuve en plaçant la résistance en bas et un thermomètre en haut et l'autre en bas. Puis on relève la température chaque minute, on obtient le graphe ci dessous.

[pic 4][pic 5]

Graphe de l'évolution de la température en fonction du temps lors d'une convection

L'eau chaude moins dense en profondeur remonte vers la surface. Et la goutte de colorant que nous avions déposé en surface se mélange aussi.

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