TP7 LA RÉCUPÉRATION DE L’ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE PAR L’HOMME

1. TP7 LA RÉCUPÉRATION DE L’ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE PAR L’HOMME Les documents couleurs de la séance sont disponibles sur http://svtmacon.free.fr

2. Document 1 : flux thermique mondial en surface (http://planet-terre.ens-lyon.fr/) • Doc 1. Les flux de chaleur forts se répartissent : • le long des dorsales océaniques = volcanisme avec production de LO • dans les zones de subduction et les points chauds, car il y a du volcanisme. • Le flux thermique est la quantité d’énergie dissipée par unité de temps et de surface. • → La géothermie serait-elle liée au volcanisme ? Cela n’expliquerait pas le chauffage en ile de France.

3. Doc 2. Les flux de chaleur les plus forts (entre 120 et 140 mW.m-2) sont dans le Massif centralet dans le Nord-est de la France (notamment en Alsace), là où il y a eu aussi du volcanisme. • donc il doit y avoir encore une source de chaleur « accessible » : pourquoi ? → doc.4 et 5

5. Doc 3 Les ressources géothermiques en France sont inégalement réparties : • Sources chaudes thermales dans les zones volcaniques, les Alpes, les Pyrénées et les bassins sédimentaires peu profonds avec 25°<T°C< 80° • Gisements de vapeur dans les zones volcaniques • Aquifères profonds dans les bassins sédimentaires (Parisien et Aquitain) où l’eau a T°>70° pour lesquels l’exploitation sera pour le chauffage. • Des aquifères ± profonds sont aussi en bordure de bassins sédimentaires et dont l’eau chaude pourra aussi servir pour le chauffage, associée à des pompes à chaleur.

6. Pour les sites ayant T° élevée de l’eau > 90°C, possibilité de produire de l’électricité : régions volcaniques des DOM (Réunion = point chaud, et Antilles = subduction) et Soultz-Sous-Forêts. • Rien pour les massifs cristallins anciens tels que le massif armoricain, alors qu’il y a quelques sources thermales dans les chaines récentes des Alpes et des Pyrénées.

7. → Selon la T° de cette eau (=fluide) réchauffée par différents phénomènes géologiques, on pourra installer des centrales électriques ou l’utiliser pour le chauffage. → L’utilisation de la géothermie en Ile de France pour le chauffage a pour origine les aquifères avec de l’eau < 70°, sans relation avec le volcanisme, mais avec le gradient géothermique : la T°  avec la profondeur.

8. Document 4 : profondeur du Moho et implantation d’une centrale électrique géothermique à Soultz-Sous-Forêts Doc 4. En Alsace : remontée du Moho à environ 27km de profondeur. Le manteau sous-jacent étant plus chaud, cette remontée profonde en relation avec l’ancien volcanisme de la région, permet d’expliquer l’augmentation du flux thermique à cet endroit.

9. Doc 5. La coupe montre une structure en effondrement (failles normales, remplissage sédimentaire) dans un socle granitique, caractéristique d’une ancienne dorsale avec volcanisme en son centre → Le fossé rhénan est un ancien rift, dont les failles facilitent la remontée de fluides à haute température. Pour Soultz-Sous-Forêts, le flux thermique fort autour de la centrale s’explique par la présence d’un fossé d’effondrement et d’une remontée du Moho liée à un volcanisme ancien. Ce contexte géologique permet l’implantation d’une centrale géothermique, la T° des fluides étant >90°.

10. Doc.6 a : la Guadeloupe est une île volcanique au niveau d’un arc insulaire développé à l’aplomb d’une zone de subduction.

11. Flux thermique dans une zone de subduction Les zones de subduction présentent une double anomalie (une distribution inégale) par rapport au flux géothermique moyen : • une anomalie négative, au dessus de la fosse océanique : elle suggère la présence d'un matériel "froid" en profondeur qui a pour effet de réduire le flux de chaleur, une anomalie positive au niveau de l'arc magmatique (Cordillère ou arc insulaire) qui suggère la présence d'un matériel "chaud" (magma) contribuant à l'élévation du flux de chaleur.

12. Doc.6b : la tomographie sismique montre un double refroidissement en profondeur lié au plongement des plaques océaniques • → La présence du volcanisme lié à la subduction provoque un flux thermique fort permet l’implantation d’une centrale géothermique, la T° des fluides étant >90°.

13. Bilan Selon le contexte géodynamique, l’énergie géothermique issue de l’activité interne de la Terre peut être récupérée presque partout, mais exploitée différemment : • Dans les régions volcaniques, liée à la formation de LO pour les dorsales, à la subduction ou aux points chauds, avec remontée du Moho, donc de l’asthénosphère chaude, la température des fluides est suffisamment élevée pour permettre la production d’électricité comme en Alsace ou aux Antilles. Ce serait la même chose à la Réunion, point chaud avec volcanisme important aussi. • Dans les régions sédimentaires, la température des fluides moins élevée et liée au gradient géothermique permet son utilisation pour le chauffage. • L'énergie géothermique utilisable par l'Homme est donc variable d'un endroit à l'autre.

14. Fin

15. → La présence du volcanisme lié à la subduction provoque un flux thermique fort permet l’implantation d’une centrale géothermique, la T° des fluides étant >90°.