Géothermie et propriétés thermiques de la Terre
I - Gradient géothermique et flux géothermique. 1) Des manifestations locales d'un flux est fort au niveau des dorsales en raison de la production de.
Géologie- L5 : Géothermie et propriétés thermiques de la Terre
- L'inégale répartition du flux géothermique en surface : au niveau des dorsales la perte de chaleur est très importante car liée à une remontée convective
FICHE 2 : Flux géothermique et contexte géodynamique
Document 2: flux géothermique en fonction de l'âge de la lithosphère océanique. Page 2. Document 3: Les basaltes de dorsale et ceux de point chaud.
TP de géologie - confinement & visioconférence
1) L'étude du flux géothermique on observe que le géotherme de dorsale croise le solidus entre 20 et 120 km de profondeur le solidus est donc franchit.
GEOTHERMIE HAUTE ENERGIE ET TECTONIQUE DES PLAQUES
Géothermie flux géothermique et gradient Flux et gradient géothermique utiles ... Dorsales. (Islande
Des contextes géodynamiques globaux propices à lexploitation de l
Alors que le flux géothermique moyen est de 65mW.m-2 à la surface des qui explique le flux thermique plus élevé que la moyenne. ... Axe de dorsale.
I Les dorsales une zone dactivité magmatique
zones de divergence des plaques au niveau des dorsales. -Les calculs de flux géothermique montrent une élévation de ce flux au niveau de l'axe des ...
La Terre et son flux de chaleur : observations concepts et modèles
? Carte simplifiée de la distribution du flux de chaleur à la surface de la Terre : - Cratons. - Dorsales/plancher océanique. - Chaînes de montagnes. - Points
Chapitre 14- La machinerie thermique de la Terre
La valeur de ce gradient géothermique est variable selon les régions mais atteste de la Le flux géothermique
Thème 1 Partie B – Structure et dynamique du Globe Terrestre
Les principales zones de divergence de notre planète sont les dorsales océaniques remonte sous la dorsale : o Le flux géothermique est très élevé
3- Gradient et flux géothermique - ac-versaillesfr
Le flux dépend du gradient géothermique ainsi que de la conductivité thermique des roches donc de leur nature Si une roche est peu conductrice le flux est faible : la chaleur reste « piégée » Comme le gradient géothermique le flux géothermique est lié au contexte géodynamique Carte page 240 : flux géothermique local (France)
GEOTHERMIE ET PROPRIETES THERMIQUES DE LA TERRE - AlloSchool
Les mesures du flux géothermique pratiquées sur l’ensemble des continents et des océans révèlent une puissance totale d’environ 43 1012 W pour une valeur moyenne de 50 mW m-2 Le gradient géothermique correspond au profil terrestre de température en fonction de la profondeur
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Flux et gradient géothermiques forts Activité magmatique Centrale géothermique Échangeur Réseau Immeuble Installation chauffage Pompe Abonné immeuble Echangeur Fig 2 Schéma d'une opération géothermique associée à un réseau de chaleur GÉOTHERMIE TRes BASSE ÉNERGIE Chauffage de piscines de Bien qu elle presente une faible
Comment calculer le flux géothermique ?
Afin d’établir ce flux géothermique, on évalue, tout d’abord, la température des roches à différentes profondeurs, ce qui permet de calculer le gradient géothermique et on détermine en laboratoire la conductivité thermique des roches, c’est-à-dire la facilité avec laquelle une roche transmet la chaleur.
Quelle est l'origine du flux géothermique ?
L'origine principale du flux géothermique provient de la désintégration des substances radioactives contenues dans les roches. Ces substances sont l'uranium 238 U, 235 U, le potassium 40 K et le thorium 232 Th (Tableau 1). On remarque que c'est la désintégration de l'Uranium qui produit le plus de chaleur.
Quel est le flux géothermique d’un endroit géographique ?
Le flux géothermique d’un endroit géographique correspond donc alors au produit suivent : La valeur moyenne du flux géothermique est de 0,06 W/m 2 ou J/m 2 /s, ce qui représente un débit d’énergie, c’est-à-dire une puissance. Il s’agit donc d’une quantité d’énergie thermique dissipée par unité de surface et par unité de temps.
Comment se forme le géotherme sous la dorsale ?
L’étude du géotherme sous la dorsale montre une remontée des isothermes, dont l’isotherme 1300 °C qui délimite la lithosphère solide de l’asthénosphère. À cette température, les composants minéralogiques de la péridotite peuvent fusionner même à très faible pression. Ainsi, du magma se forme sous la dorsale au sommet du manteau.
GEOTHERMIE HAUTE ENERGIE
ETTECTONIQUE DES PLAQUES
Géothermie en Islande 1
Jean-Paul Passeron - 2020
PLAN¾Généralités et définitions
¾ Géothermie, flux géothermique et gradient ¾ Géothermie haute énergie et électricité ¾Exploitation géothermique liée à la tectonique des plaques¾ Localisation
¾ Exemples dans le monde
¾Zones de subduction et Arcs volcaniques
¾Rifts
¾Rides et Hot Spots
¾Exploitation géothermique en France non liée à la tectonique des plaques ¾Importance et considérations économiques¾Conclusions
La Géothermie est une énergie naturelle renouvelable (à son rythme) 2 31)Chaleur générée par le globe terrestre
2)Exploitation de cette chaleur comme
source d'ĠnergieLes sources de la chaleur terrestre
¾ 10 - 25% : résidu de la chaleur de
formation initiale depuis ~4,5 milliards d'annĠes et proǀenant essentiellement du noyau et du manteau¾ 75 - 90% : produit de désintégration
des éléments radioactifs présents dans le manteau et la croûte terrestre (U, 4Le Gradient Géothermique
La température augmente avec la profondeur
en moyenne 3,3 °C/100m dans la partie supérieure de la lithosphère20 à 30 °C / 100m zones chaudes
en France de 2°C/100m au pied des Pyrénées à10° C/100m en Alsace
La température atteint ~600 à 1000°C à la base de la croûte continentaleEn dessous de la croûte, dans le manteau le
gradient devient plus faible et la température atteint 4200°C au niveau du noyau *! Température en profondeur (T) T = T surface + ȳΎ Pȳ gradient de température
P profondeur
NoyauManteau
infManteau
supCroûte
5LA TERRE EN COUPE
Manteau:
¾ relativement plastique du fait de sa température avec des mouvements de convection compliqués par des mouvements ascendants de matériel chaud en provenance du noyau ¾ localement chambres magmatiques et matériel en fusionCroûte:
¾ relativement rigide avec des déplacements liés à la convection thermique du manteau et aux
tensions sur ses surfaces 6 NoyauInterne
Noyau externeManteau inf.
¾Le flux thermique varie en fonction de la manière dont la chaleur est transmise et distribuée :
conductivité des roches et des mouvements de convection¾La conductivité thermique est une propriété physique des roches. La transmission de la chaleur
se fait par vibration de matière. Pour les roches elle est lente et faible > (lithosphère)¾La convection est un mouvement de matière généré par des différences de température et donc
de gravité. La transmission de la chaleur par convection est plus rapide et forte > (manteau)Chaleur terrestre et Flux thermique
Flux thermique: q = q* + A (milli watt par m2/mWm-2) q* chaleur originaire du manteau où de la croûte inférieure A chaleur générée par la radioactivité de la croûte supérieure ¾zones continentales anciennes 40 à 60 mWm2¾zones océaniques récentes > 250 mWm2
7 (milliwatt par mètre carré)Amérique
SudAfrique
Amérique
du Nord Asie ¾Géothermie de très basse énergie < 40°C ¾Géothermie de basse énergie 40 à 90 °C¾Géothermie profonde (>4000 m) ~200°C
¾Géothermie haute énergie 150 à 250°CSurface, Bassins sédimentaires Chauffage
Très Basse Energie
Basse Energie Profonde
Haute Energie
5000 m
1000 m
Gradient géothermique normal à élevé Gradient géothermique très élevéProximité de Magma Electricité
Cogénération (électricité + chauffage) 8 9 Géothermie Haute Energie et Production électrique Seule la Géothermie Haute Energie est adaptée à la production d'ĠlectricitĠ͗ ¾Nécessité de faire tourner des turbines avec de la vapeur pour entraîner des alternateurs oT > à 150 °C : suffisamment de vapeur (sèche) et de pression oT de 100 °C et 150 °C : possible mais technologies spĠciales d'Ġchange aǀec fluides vaporisation faible pression (flash steam)Condenseur
Vapeur sèche
Turbine
Générateur
Electricité
Sous sol
Vapeur sèche Eau
10Flux et gradient géothermique utiles
Flux et gradient thermique normal
¾ vers 3 km partie supérieure de la croûte : 90 à 100°C ¾ exploitable par forage " standard » et suffisant pour chauffage¾ vers 5 à 7 km : 130 à 150°C
¾ minimum pour générer de la vapeur mais trop profond pour exploiter sans investissement lourd ¾ Pour générer économiquement la vapeur nécessaire à entraîner des turbines électriques il faut :¾ flux thermique anormal
¾ donc magmatisme, volcanisme
¾ donc tectonique des plaques
11 Production électrique à partir de la Géothermie hauteénergie
¾système hydrométrique
naturel circulant dans les zones chaudes et se transformant en vapeurNaturel
Artificiel - Injection
¾injection artificielle d'eau et
récupération de vapeur Pour edžploiter l'Ġnergie il faut un fluide transporteur ͗ eau sous forme liquide ou vapeur.Deux systèmes:
12 Géothermie Haute Energie - Le système naturelTrois éléments
¾Un magma ou une chambre magmatique à haute température peu profond (<5000 m) réchauffant les roches avoisinantes ¾Un système hydraulique naturel alimenté (concentration des pluies) ¾Des réservoirs, failles ou conduites permettant la concentration et la circulation de 13Zone d'edžpansion
Zone de
subductionCordillère
Point chaud
océanique Rift continental MAGMA lithosphèreZONES CHAUDES ET TECTONIQUE DES PLAQUES
Les plaques continentales et océaniques, partie supérieure de la lithosphère qui repose sur un
manteau magmatiqueLe magma remonte : 1) au niveau des océans le long des rides médio océaniques, 2) au dessus des
moteurs du mouvement des plaques4) les points chauds " hot spots » sont des points fixes profonds indépendants des plaques qui
amènent aussi du magma à proximité de la surfaceArc insulaire
PLAQUE
CONTINENTALE PLAQUE
OCEANIQUE
MAGMA 14Distribution du flux géothermique
RIFT ARCVOLCANIQUE ZONE DE
SUBDUCTION
RIDEMEDIO-
OCEANIQUE
PLAQUE CONTINENTALE PLAQUE OCEANIQUE
15 Il existe quinze plaques tectoniques majeures composées soit de croûte océanique uniquement, soit essentiellement de croûte continentale, soit mixtes mais aussi de nombreuses " micro-plaques » (40) Les bordures des continents (lieux avec population) se divisent en marges passives sans grand intérêt géothermique et en marges actives. Les rides médio océaniques sont de grand intérêt géothermique mais peu peuplées.Les Plaques Tectoniques
16 ¾zones de faiblesse, forte sismicité, fortement fracturées ¾volcanisme intense du fait de la remontée de magma chaud vers la surface¾ flux thermique élevé
Localisation et Intérêt des Zones de subductionRides, Rifts
Plaque Eurasienne Plaque Nord
Américaine
Plaque Eurasienne
Plaque Pacifique
Plaque Africaine
Plaque Antarctique
Plaque Sud
Américaine
Plaque de Nazca
Plaque Indo-
Australienne
champs géothermiques failles transformantes zones de subduction 17Zones de subduction et arc volcanique:
La plaque océanique plonge sous la plaque continentale Fusion des roches et ligne de volcans parallèlement à la ligne de subduction Zone géothermales nombreuses: Indonésie, Japon, Mexique, Nouvelle Zélande, Philippines,Amérique Centrale
Zones de subduction et en translation (cisaillantes/transformantes)Création de zones et bassins en extension (pull-apart) avec volcanisme associé et génération de
chaleur : Californie (Salton Trough, Cerro Prieto et Imperial Valley , The Geysers)Zone de subduction
(Japon, Nouvelle Zélande,Philippines, Indonésie,
Dorsales
(Islande,Açores)
Points chauds
(Islande, Hawaii),Zone de rift
(Kenya,Somalie)
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