{"id":190,"date":"2018-04-26T15:14:32","date_gmt":"2018-04-26T13:14:32","guid":{"rendered":"http:\/\/thibault-svt.fr\/?page_id=190"},"modified":"2020-03-24T21:53:20","modified_gmt":"2020-03-24T20:53:20","slug":"theme-2-c-geothermie-et-proprietes-thermiques-de-la-terre","status":"publish","type":"page","link":"http:\/\/thibault-svt.fr\/index.php\/terminales\/enseignement-obligatoire\/theme-2-c-geothermie-et-proprietes-thermiques-de-la-terre\/","title":{"rendered":"Th\u00e8me 2.c &#8211; G\u00e9othermie et propri\u00e9t\u00e9s thermiques de la Terre"},"content":{"rendered":"<div class=\"titre-chapitre\">\n<h3>CHAPITRE 4 : G\u00c9OTHERMIE ET PROPRI\u00c9T\u00c9S THERMIQUES DE LA TERRE<\/h3>\n<\/div>\n<p style=\"text-align: left;\"><span style=\"text-align: left;\"><span class=\"titre-partie\">I- L\u2019exploitation de l\u2019\u00e9nergie thermique de la Terre <\/span> <\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"titre-souspartie\" style=\"text-align: center;\">A- Principe de la g\u00e9othermie <\/span><\/p>\n<p>A la surface de la Terre, on trouve des preuves de l\u2019existence d\u2019une \u00e9nergie interne et d&rsquo;une production de chaleur \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur de la Terre  :<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-1047\" src=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/10\/Geyser-et-lave.png\" alt=\"Preuves de l'\u00e9nergie interne\" width=\"450\" height=\"293\" srcset=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/10\/Geyser-et-lave.png 729w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/10\/Geyser-et-lave-300x195.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<ul>\n<li>Les sources chaudes<\/li>\n<li>Les geysers<\/li>\n<li>Le volcanisme<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">Cette \u00e9nergie interne produit de la chaleur : on parle d\u2019<strong>\u00e9nergie g\u00e9othermique<\/strong><br \/>\nL\u2019Homme utilise cette \u00e9nergie g\u00e9othermique pour se chauffer (g\u00e9othermie de basse \u00e9nergie) ou produire de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 (g\u00e9othermie de haute \u00e9nergie).<\/p>\n<ul>\n<li><span style=\"text-decoration: underline;\"><strong>L<\/strong><strong>a g\u00e9othermie de basse \u00e9nergie<\/strong><\/span> consiste \u00e0 utiliser la chaleur d&rsquo;aquif\u00e8res, c&rsquo;est \u00e0 dire de nappes d&rsquo;eau souterraines r\u00e9chauff\u00e9es par l&rsquo;\u00e9nergie g\u00e9othermique.<\/li>\n<li><span style=\"text-decoration: underline;\"><strong>La g\u00e9othermie de haute \u00e9nergie<\/strong><\/span> consiste \u00e0 utiliser la vapeur \u00e0 tr\u00e8s haute pression contenue dans les roches. Cette vapeur doit avoir une temp\u00e9rature atteignant les 200\u00b0C.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"titre-souspartie\" style=\"text-align: center;\"> B- Gradient et flux g\u00e9othermique <\/span><\/p>\n<p>Le<span style=\"color: #333399;\"> <strong>gradient g\u00e9othermique<\/strong><\/span> correspond aux variations de temp\u00e9rature \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur de la Terre en fonction de la profondeur.  On le mesure par des relev\u00e9s de temp\u00e9rature dans des mines ou par des forages.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1062 alignleft\" src=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/G\u00e9otherme.jpg\" alt=\"G\u00e9otherme terrestre\" width=\"459\" height=\"324\" srcset=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/G\u00e9otherme.jpg 1754w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/G\u00e9otherme-300x212.jpg 300w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/G\u00e9otherme-768x543.jpg 768w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/G\u00e9otherme-1024x724.jpg 1024w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/G\u00e9otherme-900x636.jpg 900w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/G\u00e9otherme-1280x905.jpg 1280w\" sizes=\"auto, (max-width: 459px) 100vw, 459px\" \/><\/p>\n<p>Il est repr\u00e9sent\u00e9 par une courbe appel\u00e9e le <strong> g\u00e9otherme<\/strong><\/p>\n<p>Sa valeur moyenne dans la cro\u00fbte continentale est de 30\u00b0C\/km,  mais il est plus \u00e9lev\u00e9 dans le manteau et le noyau et pr\u00e9sente des variations importantes selon l&rsquo;endroit en fonction des roches qui composent la cro\u00fbte.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"line-height: 28.9px;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\" wp-image-1068 alignleft\" src=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Flux-g\u00e9othermique.png\" alt=\"Flux g\u00e9othermique\" width=\"327\" height=\"239\" \/><\/p>\n<p>Le<span style=\"color: #333399;\"><strong> flux g\u00e9othermique<\/strong><\/span> correspond \u00e0 la quantit\u00e9 de chaleur dissip\u00e9e par unit\u00e9 de surface terrestre. Ce flux est variable d&rsquo;un endroit \u00e0 l&rsquo;autre.<\/p>\n<p>Il d\u00e9pend du <strong>gradient g\u00e9othermique<\/strong> mais \u00e9galement de la <strong>conductivit\u00e9 thermique<\/strong> des roches (= capacit\u00e9 d\u2019une roche \u00e0 transmettre la chaleur)<br \/>\nAu final, le flux de chaleur \u00e0 un endroit est d\u00e9pendant du contexte g\u00e9odynamique \u00e0 cet endroit.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"titre-souspartie\" style=\"text-align: center;\"> C- Recherche d\u2019une zone d\u2019exploitation g\u00e9othermique<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #333399;\">Pour l\u2019exploitation g\u00e9othermique le flux g\u00e9othermique doit \u00eatre<\/span> <input id=\"g\u00e9o1\" class=\"chk-cache\" type=\"checkbox\" \/> <span class=\"cache\" style=\"color: #1fd15b;\"> fort <\/span> <label class=\"cachestyle\" for=\"g\u00e9o1\">Voir la r\u00e9ponse<\/label><br \/>\nLe flux g\u00e9othermique moyen est de l\u2019ordre de 87 mW\/m<sup>2<\/sup> mais il est variable suivant le contexte g\u00e9odynamique :<\/p>\n<ul>\n<li><strong><input id=\"g\u00e9o2\" class=\"chk-cache\" type=\"checkbox\" \/> <span class=\"cache\" style=\"color: #1fd15b;\"> faible <\/span> <label class=\"cachestyle\" for=\"g\u00e9o2\">Voir la r\u00e9ponse<\/label> sur les plateaux continentaux et les chaines de montagnes<\/strong> (car l\u2019\u00e9paisseur de la CC est grande et la conductivit\u00e9 des granites est faible),<\/li>\n<li> <strong><input id=\"g\u00e9o3\" class=\"chk-cache\" type=\"checkbox\" \/> <span class=\"cache\" style=\"color: #1fd15b;\"> Plus fort <\/span> <label class=\"cachestyle\" for=\"g\u00e9o3\">Voir la r\u00e9ponse<\/label> dans les bassins s\u00e9dimentaires<\/strong> (car CC plus fine et remont\u00e9e du MOHO donc de l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re chaude)<\/li>\n<li><strong><input id=\"g\u00e9o4\" class=\"chk-cache\" type=\"checkbox\" \/> <span class=\"cache\" style=\"color: #1fd15b;\"> Moyen <\/span> <label class=\"cachestyle\" for=\"g\u00e9o4\">Voir la r\u00e9ponse<\/label>dans les oc\u00e9ans<\/strong> (car CO plus fine que la CC mais conductivit\u00e9 des basaltes et gabbros tr\u00e8s faible)<\/li>\n<li><strong><input id=\"g\u00e9o5\" class=\"chk-cache\" type=\"checkbox\" \/> <span class=\"cache\" style=\"color: #1fd15b;\"> Tr\u00e8s fort <\/span> <label class=\"cachestyle\" for=\"g\u00e9o5\">Voir la r\u00e9ponse<\/label> dans les zones volcaniques<\/strong> : dorsales, volcans \u2026 car remont\u00e9e d\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re chaude<\/li>\n<\/ul>\n<p>L\u2019exploitation de l\u2019\u00e9nergie thermique terrestre est donc favoris\u00e9e dans les bassins s\u00e9dimentaires et les zones volcaniques s\u00e9curis\u00e9es.<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\"><span style=\"text-align: left;\"><span class=\"titre-partie\">II \u2013 Origine et transfert de l\u2019\u00e9nergie thermique de la Terre <\/span> <\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"titre-souspartie\" style=\"text-align: center;\"> A- Production de la chaleur terrestre<\/span><\/p>\n<p><strong>La production interne de chaleur est due \u00e0 3 param\u00e8tres principaux :<\/strong><\/p>\n<p><strong>&#8211;   La radioactivit\u00e9 contenue dans le manteau terrestre :<\/strong> Lors de la formation de la Terre, les roches du manteau ont stock\u00e9 des \u00e9l\u00e9ments chimiques radioactifs (notamment du Thorium, de l\u2019Uranium et du Potassium). Ces \u00e9l\u00e9ments se transforment en d\u2019autre (par radioactivit\u00e9) ce qui produit de la chaleur encore aujourd\u2019hui.<\/p>\n<p><strong>                &#8211;  La chaleur primitive d\u2019accr\u00e9tion : <\/strong>La Terre s\u2019est form\u00e9e par accr\u00e9tion de m\u00e9t\u00e9orites (accr\u00e9tion = collision). Cette accr\u00e9tion a stock\u00e9 de l\u2019\u00e9nergie thermique, qui est lentement lib\u00e9r\u00e9e par la Terre.<\/p>\n<p><strong>                &#8211;  La cristallisation de la graine : <\/strong>Le noyau de la Terre est form\u00e9 de 2 parties : le noyau interne (=la graine) qui est solide, et le noyau externe qui est liquide. Or, le noyau externe se solidifie petit \u00e0 petit (donc le noyau interne grossit), ce qui produit de la chaleur.<\/p>\n<p><strong>La chaleur est donc produite en profondeur, au niveau du noyau et du manteau. <\/strong>E<b>lle est ensuite transf\u00e9r\u00e9e jusqu\u2019\u00e0 la surface.<\/b><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"titre-souspartie\" style=\"text-align: center;\"> B- Mode de transfert de la chaleur terrestre<\/span><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\" wp-image-1072 alignleft\" src=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/transfert-de-chaleur.jpg\" alt=\"transfert de chaleur\" width=\"348\" height=\"227\" \/><\/p>\n<p>L\u2019\u00e9nergie thermique est propag\u00e9e par conduction et convection.<\/p>\n<ul>\n<li><strong><span style=\"color: #0000ff;\"><u>La conduction<\/u> <\/span>est un transfert de chaleur de proche en proche sans d\u00e9placement de mati\u00e8re : <\/strong>c\u2019est par exemple le ph\u00e9nom\u00e8ne qui se produit si vous posez la main sur un radiateur : la chaleur est conduite (= transport\u00e9e) par le m\u00e9tal du radiateur directement \u00e0 vos mains.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>L\u2019efficacit\u00e9 de ce transfert d\u00e9pend de l<span style=\"color: #000000;\">a conductivit\u00e9 thermique <\/span>des roches<\/strong><strong><br \/>\n<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span style=\"color: #0000ff;\"><u>La convection<\/u><\/span> correspond \u00e0 un transfert de chaleur par d\u00e9placement des mat\u00e9riaux : ici l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re. <\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p>La mati\u00e8re chaude a g\u00e9n\u00e9ralement tendance \u00e0 monter (car sa densit\u00e9 est plus faible) alors que la mati\u00e8re froide a tendance \u00e0 descendre (car sa densit\u00e9 est plus forte) :<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-1478 alignleft\" style=\"margin-bottom: 0px;\" src=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/Sch\u00e9ma-convection.jpg\" alt=\"\" width=\"557\" height=\"427\" \/><\/p>\n<p>L\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re est chauff\u00e9e au niveau du noyau, puis elle remonte cr\u00e9ant des<\/p>\n<p>panaches ascendants de magma. Ces magmas, une fois \u00e9mis au niveau des dorsales ou des volcans, refroidissent en formant la lithosph\u00e8re. Comme ils refroidissent, ils deviennent plus denses et plongent dans l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re (subduction), o\u00f9 ils seront ensuite r\u00e9chauff\u00e9s, donc ils remonteront \u2026 \u2026. Tout cela forme des boucles de mat\u00e9riel de temp\u00e9rature diff\u00e9rente que l\u2019on appelle des <span style=\"text-decoration: underline;\"><strong>cellules de convection.<\/strong><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong style=\"margin-bottom: 0px;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-1079 alignleft\" src=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Tomographie.jpg\" alt=\"Tomographie\" width=\"1162\" height=\"1131\" srcset=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Tomographie.jpg 1162w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Tomographie-300x292.jpg 300w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Tomographie-768x748.jpg 768w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Tomographie-1024x997.jpg 1024w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Tomographie-900x876.jpg 900w\" sizes=\"auto, (max-width: 1162px) 100vw, 1162px\" \/><\/strong><\/p>\n<p>Ces \u00e9changes de mati\u00e8re ont \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9s par<strong> tomographie sismique <\/strong>et ont mis en \u00e9vidence des flux de mati\u00e8re circulaires formant des cellules de convection (le manteau se r\u00e9chauffe en profondeur, donc remonte, puis se refroidit en surface, donc redescend)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><strong><span style=\"color: #ff00ff;\"><u>Sch\u00e9ma des m\u00e9canismes \u00e0 l&rsquo;origine des flux g\u00e9othermiques <\/u> <\/span> <\/strong><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-1075\" src=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/M\u00e9canismes-\u00e0-lorigine-du-flux-g\u00e9othermique.jpg\" alt=\"M\u00e9canismes \u00e0 l'origine du flux g\u00e9othermique\" width=\"1952\" height=\"930\" srcset=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/M\u00e9canismes-\u00e0-lorigine-du-flux-g\u00e9othermique.jpg 1952w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/M\u00e9canismes-\u00e0-lorigine-du-flux-g\u00e9othermique-300x143.jpg 300w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/M\u00e9canismes-\u00e0-lorigine-du-flux-g\u00e9othermique-768x366.jpg 768w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/M\u00e9canismes-\u00e0-lorigine-du-flux-g\u00e9othermique-1024x488.jpg 1024w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/M\u00e9canismes-\u00e0-lorigine-du-flux-g\u00e9othermique-900x429.jpg 900w, http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/M\u00e9canismes-\u00e0-lorigine-du-flux-g\u00e9othermique-1280x610.jpg 1280w\" sizes=\"auto, (max-width: 1952px) 100vw, 1952px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><u> <span class=\"titre-souspartie\" style=\"text-align: center;\">C- Modele global : La Terre est une machine thermique <\/span><\/u><\/p>\n<p><strong>L\u2019activit\u00e9 thermique de la Terre s\u2019inscrit dans le processus de tectonique des plaques : ce sont les cellules de convection qui expliquent le mouvement des plaques <\/strong>: les dorsales sont dues \u00e0 la remont\u00e9e de mat\u00e9riel chaud et les zones de subduction sont dues \u00e0 la plong\u00e9e du mat\u00e9riel froid : Or, ce sont les dorsales et les zones de subduction qui entra\u00eenent les mouvements de convergence ou de divergence des plaques lithosph\u00e9riques<\/p>\n<p><strong>Les cons\u00e9quences de cette activit\u00e9 interne se manifestent en surface par : <\/strong><\/p>\n<p style=\"padding-left: 40px;\"><strong>&#8211; la production de lithosph\u00e8re au niveau des remont\u00e9es de magma chaud : <\/strong>dorsales oc\u00e9aniques et magmatisme continental.<\/p>\n<p style=\"padding-left: 40px;\"><strong>&#8211; la disparition de plaques lithosph\u00e9riques <\/strong>au niveau des zones de subduction \u00ab froides \u00bb<\/p>\n<p style=\"padding-left: 40px;\"><strong>&#8211; le couplage entre le mouvement des plaques et les mouvements de convection <\/strong>du manteau sous-jacent : ce sont les cellules de convections qui expliquent le mouvement des plaques lithosph\u00e9riques.<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a href=\"http:\/\/thibault-svt.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/Sch\u00e9ma-bilan-g\u00e9othermie.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Sch\u00e9ma bilan : Activit\u00e9 thermique de la Terre<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>CHAPITRE 4 : G\u00c9OTHERMIE ET PROPRI\u00c9T\u00c9S THERMIQUES DE LA TERRE I- L\u2019exploitation de l\u2019\u00e9nergie thermique de la Terre A- Principe de la g\u00e9othermie A la surface de la Terre, on trouve des preuves de l\u2019existence d\u2019une \u00e9nergie interne et d&rsquo;une production de chaleur \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur de la Terre : &nbsp; 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