Tpe Geothermie

Cavelli Sacha 2014-2015

Gauthier Elena

Giudicelli Baptiste

1ère S3

Lycée henri matisse 06140 Vence

La géothermie

Thème : Les énergies renouvelables

Problématique : En quoi la géothermie est-elle une énergie du futur ?

Professeurs encadrant : Mr Garnier (Physique-Chimie)

Mr Lemire (Science et Vie de la Terre)

Introduction:

De nos jours, l’écologie est un enjeu majeur dans l'humanité. Mais pour sauver la Terre, nous ne pouvons abandonner la société telle qu'elle est aujourd’hui, nous devons l’adapter, et cela concerne en particulier le secteur énergétique. Depuis des centaines de million d'années, des êtres tirent profit de la proximité de sources chaudes.

Ainsi, notre étude, durant ce Travail Personnel Encadré, s’est portée sur la géothermie et l’énergie que l’on peut en dégager.

Le mot « géothermie » vient du grec « gé » (Terre) et « thermo » (chaleur), ce qui pourrait se définir comme une énergie qui utilise les chaleurs profondes de la Terre , c'est-à-dire la distribution des températures et celle des flux de chaleur qui en résultent. Depuis plus de 20 000 ans, cette énergie est utilisée dans les sources chaudes. Elle eut servi dans les thermes romains, celle-ci connaît un nouveau tournant dans son histoire dés son exploitation au début XIX siècle; la première production d’électricité géothermique en Italie en 1904 à Larderello et le premier réseau de chaleur installé à Reykjavík en Islande en 1930 grâce a leur volcan « l'Eyjafjallajökull ». Par ces brefs rappels, nous considérerons que la géothermie est une énergie ancienne, mais elle sera aussi fondamentale dans un futur proche.

Nous nous demanderons effectivement d'où vient cette énergie, en quoi consiste t-elle, et chercherons à savoir quelles sont les améliorations qu'elle apportera dans le futur.

Nous répondrons a cette problématique grâce a trois axes principaux: tout d’abord, nous rappellerons ce qu'est la géothermie; ensuite, nous démontrerons les différentes exploitations de cette énergie ; dans un dernier temps nous comparerons d'autres énergies avec l'énergie géothermique et mettrons en avant ses avantages et ses inconvénients pour savoir si l'on peut réellement parler d'énergie du futur.

Ces différentes explications seront accompagnées par une expérience qui nous montrerons les principes de fonctionnement des flux de chaleurs.

PLAN :

I. La géothermie

A. Comment la terre produit de la chaleur ?

B. Où se trouve la géothermie ?

C. Les manifestations

II. L'énergie géothermique

A. Les différentes formes d’énergies Géothermiques

B. L’exploration

C. L’extraction

D. Les productions

1) Production de chaleur

2) Production d’énergie électrique

3) Les productions multiples

E. Les utilisations

III. Une énergie du futur ?

A. Une énergie renouvelable encore sous-exploité

B. Comparaison avec d’autres énergies

C. Avantages et inconvénients

I. La géothermie

A. Comment la terre produit de la chaleur ?

Tout d’abord rappelons la constitution de la terre, comment produit de la chaleur

Le noyau d’un rayon de 3 470 kilomètres, composé de fer et de nickel, solide au cœur et liquide autour qui représente 16% du volume de la Terre et 67% de sa masse

• Le manteau d’une épaisseur de 2 900 kilomètres composé d’une part de silicate de fer et d’autre part de magnésium constituant 80 % du volume de la Terre

• La croûte d’une épaisseur de 30 à 40 kilomètres sous les continents, d’environ 20 kilomètres sous les océans et seulement quelques kilomètres au niveau des rifts et des dorsales.

Une faible partie de cette chaleur produite par la Terre est due au refroidissement du noyau. Celle ci est une relique de sa formation, il y a 4,55 milliards d’années. Lors de sa formation, l’énergie s’est accumulée dans le noyau qui, à l’heure actuelle, a une température de 4 200°C. Cependant, la chaleur dégagée par le globe est due essentiellement à la désintégration d’éléments radioactifs du noyau tel que le thorium, l’uranium et le potassium qui produisent de la chaleur. Cela correspond à 90% de l’énergie dissipée. Dans les deux cas, la chaleur issue du noyau remonte jusqu'au sol sous forme de chaleur par l conduction. Cette résistance est mesurable à l’aide du gradient géothermique qui mesure la température en fonction de la profondeur. En moyenne le gradient géothermal est de 3,3°C tous les 100 mètres.

Cela confirme la résistance des roches du manteau. La convection est caractérisée par des courants de chaleur parcourant le manteau et constituant des cellules de convection. Pour les points chauds les volcans les remontées sont plus ponctuelles. Mais pour exploiter cette énergie calorifique, il est plus facile d’utiliser un fluide caloporteur chauffé par les roches chaudes. Ensuite, il sera capté et exploité. Si le fluide est naturel comme l’eau, il est appelé aquifère. Les couches les plus superficielles (10-15 mètres) sont surtout chauffées par le soleil.

B.Où se trouve la

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