Nom : ………………………………………………………………TP 7 - TRANSFERT DE L’ENERGIE THERMIQUE AU NIVEAU DE LA TERRE et GEOTHERMIE

I- Mode de transfert de l’énergie interne de la Terre      :  On constate un flux géothermique en surface de la Terre. Le flux moyen est de 87 mW.m -2. Ce flux prouve qu’il existe une production d’énergie thermique en profondeur et un transfert de celle-ci vers la surface. On cherche à mettre en évidence le mode de transfert de l’énergie thermique produite en profondeur.

Etape 1   :

Etape 2 et 3   :

Etape 4   :

II- Exploitation géothermique et contexte géodynamique :   Les besoins énergétiques de la population mondiale sont croissants et sont couverts aujourd’hui pour une grande part par les combustibles fossiles (charbon, gaz, pétrole). Ces ressources sont en quantité finies et ne sont pas renouvelables. Le flux géothermique terrestre présente des variations à l’échelle de la planète. Bien que variable, cette énergie d’origine profonde pourrait constituer une alternative à l’énergie fossile. On cherche à déterminer les contextes géologiques propices à l’implantation de centrales géothermiquesEtape 1   :

Etape 2   :

Etape 3   et 4 : Contexte géologique et flux thermique de quelques régions du monde Lieux

Anomalie du flux géothermique Contexte géologique Exploitation par l’Homme

Soultz (Alsace,France)

Le Mayet de Montagne (Massif-Central, France)

Kyrdalshryggur, Islande

Ogachi, Japon

Bouillante, Guadeloupe

Bilan   : Exploitation géothermique   possible si présence : - d’une source de chaleur   : (Fossé d’effondrement/rift/dorsale, volcanisme,point chaud, zone de subduction)

- d’un fluide qui va conduire la chaleur   : (présence d’eau, d’aquifère, sources chaudes, fumerolles vapeur traduisant la présence d’une circulation hydrothermale)

- d’une zone qui permet la circulation du fluide conducteur   : (failles)

Exercice type BAC. Objectif   : Exploiter des documents afin d’expliquer l’intérêt de l’implantation de sites géothermiques dans ces zones géographiques. Aide à la résolution   : pour chaque exemple   (au brouillon). - Déterminer à l’aide des documents le contexte géodynamique de la région.- Mettre en relation ce contexte et les flux thermiques pour expliquer l’implantation d’une station géothermique.- citer quel type d’utilisation de l’énergie est envisageable sur le site.Rédiger, sur feuille, un des 3 exemples comme un exercice type 2 de BAC

La tomographie sismique est une méthode de géophysique qui permet de visualiser par le biais d’un code couleur la vitesse de propagation des ondes sismiques à l’intérieur du globe. Les couleurs rouges correspondent à un ralentissement des ondes sismiques et les couleurs bleues à une accélération de ces ondes. L’accélération des ondes (en bleu) peut s’expliquer lorsque ces dernières traversent un matériau plus cassant donc froid, tandis que le ralentissement de ces ondes (en rouge) se traduit le passage dans un matériau plus ductile donc chaud.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Exemple 1 : le cas de l’IslandeDoc 1 : Flux de chaleur à la surface du globe cf livre doc. 1 page 242

Doc 2 : Images de tomographie sismique au niveau de l’Islande cf livre doc. Exercice 5 page.256

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Exemple 2 : le cas de la centrale géothermique de Soultz-Sous-Forêts en AlsaceDoc 1 : Carte des flux de chaleur en France. cf livre doc.1 page 240Doc 2 : Carte des profondeurs du Moho dans l’Est de la France

Doc 3 : Coupe W-E du fossé rhénan au niveau de Saverne matérialisée sur le Document B

Exemple 3 : la centrale géothermique de Bouillante Guadeloupe cf livre doc 3 p 243 Doc 1 : Bouillante (Guadeloupe): contexte géodynamique lithosphérique 

Martinique

Guadeloupe

Plaque Caraïbe

Grenade 100 km

Porto-Rico2 cm/an

Plaque Nord-américaine

Plaque Sud-américaine

1,8 cm/an

Bouillante

Limite de plaque, la pointe du triangle indique la plaque chevauchante

Mouvement des plaques

Doc 2 : Modèle de répartition des isothermes en profondeur au niveau d’une zone de subduction

Démarche cohérente qui permet de répondre à la problématique

Démarche maladroite et / ou réponse partielle à la problématique

Aucune démarche ou démarche incohérente

Tous les éléments scientifiques issus des documents et des connaissances sont présents et bien mis en relation.

Les éléments scientifiques issus des documents et des connaissances, sont bien choisis et bien mis en relation mais incomplets

Des éléments scientifiques issus des documents et des connaissances bien choisis mais incomplets et insuffisamment mis en relation.

Des éléments scientifiques issus des documents et des connaissances pas toujours bien choisis, incomplets et insuffisamment mis en relation.

Des éléments scientifiques issus des documents et/ou des connaissances sans mise en relation.

De très rares éléments scientifiques issus des documents ou des connaissances, sans mise en relation.

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