I La géothermie
1) Comment la Terre produit de la chaleur ?
2) Localisation de la géothermie
1) Comment la Terre produit de la chaleur ?
Avant de nous lancer dans des explications, rappelons la composition de la Terre .Celle ci est constituée de trois couches principales :
- 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.
schéma des différentes croûtes terrestres.
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.
évolution de la tempérauture en fonction de la profondeur (gradient géothermal).
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.
2) Localisation de la géothermie :
Nous devons, tout d’abord, rappeler que l’énergie géothermique est présente en tout point du globe. Cependant, il existe des lieux où celle-ci est plus abondante. La chaleur dissipée est plus forte dans les plates formes jeunes comme en Europe du sud, telle la France, l’Espagne et l’Italie, que dans les vieilles plates formes (exemple Scandinavie). La composition des roches jouent aussi un rôle dans la remontée calorifique : ainsi elle est 3 fois plus élevée avec un sol granitique que basaltique. De plus, des lieux existent où le flux de chaleur est plus élevé comme les zones de rifts océaniques et des dorsales. Cela est dû au fait que le magma est parvenu à remonter à la surface en réchauffant les roches périphériques. Ce phénomène s’explique par le fait que l’écorce et la couche supérieure du manteau, c'est-à-dire la lithosphère, est fragile et cassante. A notre époque, celle-ci est formée de 12 grandes plaques et de plus petites qui flottent sur une autre partir du manteau, l’asthénosphère. Les zones citées plus haut sont en faite les frontières des plaques et ce qui explique le magma puisse remonter. La manifestation la plus visible est l’existence des volcans. Le transfert d’énergie dans ces régions est plus efficace : le gradient géothermique peut atteindre 30° au 100 mètres.
réservoir géothermal
Dans le monde il y a de nombreuses manifestations de la géothermie : les geysers sont les manifestations les plus connues, les sources chaudes ou encore les volcans en sont d'autres. Voici quelques exemples en photos:
Geyser en Islande / source japonnaise
source chaude / volcan
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