Transferts de chaleur par convection et dynamique interne de la terre
sur la dynamique interne de la Terre. DESCRIPTEURS convection chaleur
Chapitre 14- La machinerie thermique de la Terre
des déplacements des plaques lithosphériques est la chaleur interne de la Terre. Une partie de l'énergie mise en œuvre est libérée brutalement lors de
La Terre et son flux de chaleur : observations concepts et modèles
Histoire : études de la chaleur terrestre et débats sur l'âge de la Terre Comment la Terre évacue-t-elle sa chaleur interne ? II.2.1. Conduction.
TP04 Evolution de la température et transfert de chaleur dans les
Thème 1 La dynamique interne de la Terre Chap.1 La structure du globe. TP04 Evolution de la température et transfert de chaleur dans les enveloppes internes
FA2 : correction II/ Origine du flux thermique et transfert dénergie 1
La plus grande partie de la chaleur interne de la Terre (75 %) provient de la désintégration naturelle des isotopes radioactifs de certains éléments
SCIENCES ET TECHNOLOGIE La Terre planète active : lactivité
les manifestations de l'activité interne du globe dues à l'évacuation de la chaleur et d'énergie contenues dans le globe ;.
Fiches pédagogiques daide à lenseignement pratique du risque
Figure 2 – Structure interne de la Terre (Source : P.A. Bourque et ainsi que le rôle des points chauds (libération de la chaleur interne de la. Terre) ...
Flux et bilan de chaleur de la Terre -
Géothermie : de nouveaux développements pour l'exploitation de la chaleur terrestre interne de la Terre : ... mouvement internes (convection) du manteau.
LE SYSTÈME TERRE
II-? La dissipa0on de la chaleur interne. III-?Les roches endogènes volcaniques et plutoniques. IV Les roches exogènes ou sédimentaires.
Chapitre 1 - Structure et propriétés de la Terre
La production de chaleur au sein du globe se fait principalement par la radioactivité (90 ) dont les réactions ont lieu dans toutes les enveloppes Ainsi le centre de la Terre est plus chaud car il évacue moins la chaleur Les transferts thermiques terrestres sont réalisés par 2 mécanismes principaux : -La conduction est un transfert de
GEOTHERMIE ET PROPRIETES THEMRIQUES DE LA TERRE - AlloSchool
du flux en surface (42 1012W) il existe donc d’autres sources d’énergie : la chaleur initiale accumulée lors de l’accrétion de la Terre et la chaleur libérée lors de la cristallisation du fer à l’origine de la croissance de la graine solide à l’intérieur du noyau
Chapitre 1 : La géothermie et les propriétés thermiques de la
1-L’origine de l’énergie thermique La Terre émet 42 1013 Watts à sa surface Cette chaleur de la Terre provient : - de la désintégration des éléments radioactifs contenus dans les roches (90 ) notamment l’uranium 235 et 238 le thorium 232 et le potassium 40 Les noyaux de ces atomes sont capables de se fragmenter
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Géothermie et propriétés thermiques de la Terre La Terre produit de l'énergie C'est avec l'énergie solaire des sources d'énergie inépuisables à l'échelle humaine La géothermie consiste à utiliser la chaleur interne de la Terre pour produire de la chaleur et de l’électricité
Quel est le flux de chaleur de la Terre ?
Toutefois, ce flux de chaleur reste minime par rapport à la chaleur rayonnée provenant du soleil. Illustration animée : La chaleur interne de la Terre est libérée en surface par le flux géothermique et par des manifestations plus ponctuelles et plus violentes.
Qu'est-ce que la chaleur interne ?
Objectif : A la surface du globe, on perçoit d'une part un flux de chaleur qui diffuse en continu au travers de la croûte, et d'autre part, des événements ponctuels tels que les irruptions volcaniques. Ces deux phénomènes manifestent la présence de matériaux chauds en profondeur. Quelle est l'origine de cette chaleur interne ?
Comment la chaleur interne de la Terre est-elle libérée en surface ?
Illustration animée : La chaleur interne de la Terre est libérée en surface par le flux géothermique et par des manifestations plus ponctuelles et plus violentes. Cette chaleur interne a pour origine essentielle la désintégration de certains isotopes radioactifs.
Qu'est-ce que le flux géothermique?
Le flux géothermique, mesuré en W.m-2, correspond à la dissipation d'énergie provenant des profondeurs de la Terre et traversant une surface donnée en un temps donné. Une telle mesure permet d'évaluer le transfert de chaleur de la profondeur vers la surface.
THEME 2 : ENJEUX PLANETAIRES CONTEMPORAINS
THEME 2 A : GEOTHERMIE ET PROPRIETES THERMIQUES DE LA TERREESSENTIEL 5
- Les propriétés thermiques de la Terre - Connaissances
La Terre émet à sa surface de l'énergie thermique. L'Homme utilise cette énergie, dite géothermique, pour satisfaire
une fraction de ses besoins énergétiques (production d'électricité et chauffage notamment). L'exploitation de l'énergie
géothermique, inépuisable à l'échelle de l'humanité, est une des alternatives possibles aux énergies fossiles.
Comment exploite- ?
I. Gradient et flux géothermiques témoignent d'une énergie interne ¾ La Terre libère de la chaleur d'origine profondeDe nombreuses manifestations à la surface du globe attestent de la présence de matériaux chauds en profondeur.
C'est le cas des sources hydrothermales qui libèrent des fluides chauds, mais aussi des éruptions volcaniques qui
sont des manifestations ponctuelles et brutales de la libération d'énergie interne. Enfin, l'augmentation de la
température avec la profondeur est une réalité bien connue des mineurs : plus une mine est profonde, plus il y fait
chaud. ¾ Le gradient et le flux géothermique mesurent cette libération d'énergieDes forages permettent de mesurer l'élévation de température avec la profondeur, ou gradient géothermique : sa
valeur est en moyenne de 30°C.km-1.Le flux géothermique, mesurée W.m-2, correspond à la dissipation d'énergie provenant des profondeurs de la Terre et
traversant une surface donnée en un temps donné. Une telle mesure permet d'évaluer le transfert de chaleur de la
profondeur vers la surface. 95% de la libération d'énergie interne est ainsi dissipés de façon diffuse, les 5 % restants
correspondant à des événements localisés brefs : séismes et éruptions volcaniques. ¾ Gradient et flux géothermiques varient selon le contexte géodynamiqueLe flux géothermique présente des variations importantes d'une région à l'autre : il est, par exemple, un peu plus
élevé au niveau des océans que sur le continent.Dans les domaines océaniques, les zones à flux de chaleur élevé sont les dorsales océaniques d'une part, les arcs
volcaniques liés à la subduction et les points chauds d'autre part. En revanche, le flux de chaleur est faible au niveau
des zones stables (plateau continental et plein abyssal) de même qu'au niveau des fosses associées à la subduction.
Sur les continents, un flux géothermique élevé est observé dans les régions volcaniques mais aussi dans certains rifts
continentaux où la croûte est amincie. II. Origine du flux géothermique et modalités du transfert d'énergie ¾ Une origine principale : la désintégration d'éléments radioactifsLa chaleur de la Terre provient essentiellement (90 %) de la désintégration naturelle des isotopes radioactifs de
certains éléments chimiques présents dans les roches du globe : uranium (238U et 235U), thorium (232Th) et potassium
(40K). Le noyau atomique instable des isotopes radioactifs se fragmente spontanément en libérant un rayonnement et
de l'énergie thermique. Même si le manteau est moins concentré en ces isotopes que la croûte terrestre, sa masse
énorme lui permet de jouer le rôle prépondérant dans la production d'énergie interne. ¾ Deux mécanismes de transfert inégalement efficacesthermique produite est transférée au sein des enveloppes du globe selon deux modalités : la conduction à la
convection.La conduction correspond un transfert de chaleur de proche en proche. Il n'y a pas, dans ce cas, de déplacement de
matière. L'échange thermique entre une région chaude et une région voisine plus froide se matérialise par un fort
gradient thermique (par exemple dans la croûte, 30°C.km-1). L'efficacité de ce transfert dépend de la conductivité du
matériau.La convection, en revanche, correspond à un transfert de chaleur avec un déplacement de matériau qui conserve
pratiquement sa température. Le gradient thermique est alors très faible (de 0,3°C.km-1par exemple). Ce mécanisme
plus froide et plus dense a tendance à descendre et, à terme, à s'échauffer. Les cellules de convection s'organisent
alors.¾ Un modèle thermique du globe
On peut considérer la terre comme une sphère dans laquelle existe une convection lente dans le manteau à l'origine
des remontées et des descentes asthénosphériques. Celles-ci sont à l'origine de la dynamique lithosphérique et donc
aussi à l'origine des manifestations de surface. Ces cellules de convection sont repérables par tomographie sismique.
Ainsi, c'est la dissipation d'énergie interne du globe " fait bouger » les plaques.De part et d'autre de cette zone convective existent deux couches où règne la conduction : la lithosphère et l'interface
noyau/manteau. C'est la conduction à travers la lithosphère qui est responsable du flux géothermique mesuré.
Ainsi, l'énergie interne est efficacement transférée par convection de la profondeur vers la surface puis dissipée par
conduction à travers la lithosphère. Le globe terrestre se refroidit ainsi très progressivement.
III. L'énergie géothermique est utilisée par l'hommegéothermique chauffe les roches et les fluides qui peuvent circuler. L'Homme extrait ces fluides pour
exploiter cette énergie.Dans les bassins sédimentaires comme le Bassin parisien, le gradient géothermique est voisin de 30°.km-1 et les
fluides extraits ont une température générale inférieure à 90°C. Ils sont utilisés pour le chauffage collectif
géothermie " basse énergie ».Dans les zones à activités magmatiques (subduction aux Antilles) ou à l'aplomb des rifts, le gradient géothermique est
plus élevé. Les fluides sont prélevés à des températures supérieures à 90 °C et permettre la production d'électricité :
géothermie " haute énergie ».Pour le chauffage, l'énergie géothermique a, en France, un potentiel certain. En revanche, la production d'électricité
d'origine géothermique ne représente encore qu'une très faible fraction de l'électricité consommée.
Le prélèvement éventuel d'énergie par l'Homme ne représente qu'une infime partie de ce qui est dissipé.
Termes importants :
Conduction : transfert thermique réalisé de proche en proche par transmission d'une agitation des atomes sans
mouvement global des matériaux.Convection : transfert thermique réalisé par le déplacement du matériau du fait de différences de densités entre les
secteurs chauds et froids. Le matériau échauffé et devenu moins dense s'élève et remplace la matière plus froide qui
tend à s'enfoncer.Énergie géothermique : énergie libérée par la désintégration des éléments radioactifs contenus dans les roches. Elle
chauffe les roches et fluides qui circulent.Flux géothermique : quantité d'énergie géothermique dissipée par unité de temps et de surface (exprimé en W.m-2)
Gradient géothermique : variations de la température sur une distance donnée dans une enveloppe terrestre
(exprimé en °C.km-1) Capacités et attitudes :
I - Recenser des informations relatives au gradient et au flux géothermiques.- Exploiter des données extraites des atlas régionaux concernant la température des fluides extraits
dans ces zones. les exploitations actuelles dans le cadre structural : magmatisme de rifting, de subduction ou de points chauds. CExprimer et exploiter des résultats :
enveloppes de la Terre. - Traiter des DSPratiquer une démarche scientifique :
- Exploiter une modélisation analogique de convection en employant des matériaux de viscosité
différente.- Exploiter des données de tomographie sismique afin de préciser la dynamique interne de la Terre.
Comprendre le lien entre les phénomènes naturels et le langage mathématiquePercevoir le lien entre sciences et techniques.
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