On cherche à comprendre l origine de la localisation des sites géothermiques en France et dans le monde.

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Dominique Léonard
il y a 7 ans
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1 TP n 25 Géothermie et contexte géodynamique Thème 2-A En 1992, lors de la conférence de Rio sur l'environnement, les dirigeants de toutes les nations témoignaient de leur prise de conscience d'une dégradation avancée de l état de la planète (diminution des ressources, pollution des mers et des terres, effet de serre, pluies acides, etc.). Pour infléchir la tendance avant qu'il ne soit trop tard, la plupart des pays - dont les Etats membres de l'union européenne - travaille à la traduction du concept de développement durable dans leurs politiques. Celui-ci se définit par la nécessité de satisfaire les besoins exprimés aujourd'hui sans compromettre les besoins des générations à venir. Comme les autres énergies renouvelables, la géothermie s'est alors retrouvée sur le devant de la scène, car elle est depuis toujours par excellence une option du développement durable. On cherche à comprendre l origine de la localisation des sites géothermiques en France et dans le monde. Vous êtes journaliste à la revue "Sciences et Terre" et vous devez rédiger un article de vulgarisation scientifique sur la géothermie en France. Production attendue : Pour chacun des sites, vous devez écrire un court article (version numérique) présentant les caractéristiques thermiques et géodynamique de la région étudiée et expliquant l'origine de la ressource géothermique. Chaque article comprendra une illustration judicieusement choisie. Ressources Document 1 : gradient géothermique Le gradient géothermique est le rapport entre la différence de température mesurée entre deux points et leur différence de profondeur. La mesure du gradient géothermique est réalisée grâce au suivi de la température le long de forages. Dans la croûte continentale, le gradient géothermique moyen est d'environ 30 C.km -1. Document 2 : Le flux thermique La géothermie exploite le flux thermique qui parvient en surface. Celui-ci correspond à la quantité d'énergie évacuée par la Terre, exprimée par unité de surface et par unité de temps. Le flux moyen est de 65mW.m -2 à la surface des continents et de 101mW.m -2 à la surface du plancher des océans soit 87mW.m -2 pour l'ensemble du globe mais il peut être localement plus ou moins élevé que la moyenne selon les contextes géodynamiques. Le flux de chaleur en un point donné est obtenu par le produit de la conductivité thermique et du gradient vertical de la température. La conductivité thermique se mesure en laboratoire sur des échantillons, et le gradient thermique se mesure en plongeant une sonde de température dans un forage.

2 Etape 1 : Etude des caractéristiques thermiques des principaux sites géothermiques en France métropolitaine Ouvrir le logiciel GOOGLE EARTH Charger le fichier temporaire : «Géothermie en France.kmz» A partir d un des éléments du fichier «Ressources géothermiques», utiliser les fonctionnalités du logiciel pour localiser les différents sites utilisant la géothermie. Cocher la case «Flux géothermique continental» pour localiser les zones de la France où la quantité d énergie évacuée par la Terre est la plus importante. Parcourir l ensemble des données concernant les températures de la Terre en fonction de la profondeur pour observer le gradient géothermique des principaux sites géothermique français puis, à partir des données du fichier «gradient geothermie.xls» : Construire un graphique présentant les variations de température enregistrées en fonction de la profondeur, sur les premiers mètres pour les sites de France métropolitaine, sans tenir compte des mesures entre 0 et - 50 mètres qui ne sont pas représentatives du gradient interne terrestre. Calculer le gradient géothermique moyen associé à chaque site en exploitant sa relation avec le coefficient directeur de la courbe linéaire de tendance. Etape 2 : Etude des contextes géodynamiques des principaux sites géothermiques en France métropolitaine Etude du bassin parisien : Cocher simultanément les «cases Ressources géothermiques» ; «Profondeur des bassins sédimentaires» ; «Cadres géologiques des ressources géothermiques» pour connaître le contexte géologique dans lequel se trouve le site du bassin parisien. Chercher sur internet une coupe schématique représentant le bassin parisien pour agrémenter votre article. Visionner la vidéo «la Géothermie en Ile de France». Utiliser les informations qu elle contient pour rédiger votre article. Etude du fossé Rhénan : Charger le fichier temporaire : «Geothermie Alsace.kmz» Dans le dossier : CONTEXTE GEOLOGIQUE, Cocher les cases «Failles» et «Epaisseur de la croûte continentale». Utiliser la fiche annexe pour réaliser un profil topographique (suivez la ligne rouge) depuis le Luxembourg jusqu à Sonthofen (Allemagne) Réaliser une capture d écran du profil obtenu. Imprimez le profil, légendez le (Luxembourg, fossé rhénan, Allemagne) et placer les accidents tectoniques visibles (failles) Collez votre profil sur la feuille de papier millimétré. En vous aidant de la feuille annexe, Construisez le profil de profondeur du Moho sur le papier millimétré. Utiliser l ensemble des données pour la construction de votre article.

3 Etape 3 : Etude du contexte géodynamique du site géothermique de Bouillante (Guadeloupe) A partir des données du fichier «gradient geothermie.xls» : Construire le graphique présentant les variations de température enregistrées en fonction de la profondeur, sur les premiers mètres pour les sites de Bouillante et Krafla, sans tenir compte des mesures entre 0 et - 50 mètres qui ne sont pas représentatives du gradient interne terrestre. Calculer le gradient géothermique moyen associé à chaque site en exploitant sa relation avec le coefficient directeur de la courbe linéaire de tendance. Comparer le graphique obtenue avec les précédents. Charger le fichier temporaire : «Bouillante.kmz» Cocher la case «Quelques sites géothermiques» afin de localiser la centrale électrique de Bouillante. Cocher la case «Données de tomographie» pour observer les anomalies de vitesse des ondes sismiques. Dans le dossier : «CONTEXTE GEOLOGIQUE», cocher les cases ; «Plaques tectoniques» ; «Séismes (historiques)» et «le volcanisme mondial» Utiliser le logiciel sismolog ou tectoglob pour réaliser une coupe transversale de la région afin de déterminer son contexte géodynamique en vous appuyant sur les données précédentes. Utiliser l ensemble des données pour rédiger votre article. Etape 4 : Etude du site géothermique de l Islande (si le temps le permet ) Charger le fichier temporaire : «Islande.kmz» Cocher les cases «Plaques tectoniques» ; «Volcans Islande et Ocean Arctique» et «Séismes historiques» Cocher la case «coupe tomographique» puis double cliquer sur son titre. Utiliser l ensemble des données et vos connaissances pour expliquer pourquoi l Islande est un site favorable à l utilisation de la géothermie.

4 Quelques sites géothermiques Sites 1- Bassin Parisien 2- Krafla 3- Bouillante 4- Soultz Localisation (latitude ; longitude) France (Île de France) Islande N ; O France (Guadeloupe) N ; O France (Alsace) N ; 7.13 E 4 1

5 350 KBT Linéaire (KBT) f(x) = -0,1080x + 218, Soultz Krafla Bouillante Linéaire ( Soultz) Linéaire (Krafla) Linéaire ( Bouillante) f(x) = -0,11x f(x) = -0,09x + 28, température (en C) f(x) = -0,0220x + 14, profondeur (en mètres)

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