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Géothermie et propriétés thermiques de la Terre

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Définitions à retenir : énergie géothermique, potentiel géothermique, tomographie géothermique, rift

Le transfert d’énergie thermique au sein de la planète

Les énergies les plus consommées en France sont les énergies fossiles et le nucléaire. Les trois éléments qui se désintègrent sont l’uranium, le thorium et le potassium. Une partie de l’énergie thermique interne de la Terre provient de la chaleur primitive de la planète qui se dégage du noyau.

  • Pour repérer les zones chaudes de la Terre, les scientifiques utilisent les ondes sismiques appelées ondes P.
  • On retrouve des forts flux géothermiques au niveau des zones de volcanisme de subduction, de volcanisme de points chauds et au niveau des rifts.
  • Un rift est une zone où la croûte terrestre s’amincit et forme un fossé d’effondrement sous l’action de forces d’étirement. Par opposition, dans les zones où la lithosphère froide plonge dans l’asthénosphère, les flux géothermiques sont faibles.
  • L’énergie peut se propager par conduction dans la lithosphère où les matériaux sont peu déformables et par convection dans le manteau :
  • Conduction : le transfert de chaleur par conduction se passe entre des corps qui sont supposés non déformables. La chaleur va alors se diffuser de proche en proche sans qu’il y ait de déplacement de la matière.
  • Convection : la convection entraîne la mise en mouvement de la matière. Le transfert est possible car les matériaux changent de densité.
  • Les énergies renouvelables, comme la géothermie, présentent un potentiel certain. Cependant, en France et dans le reste du monde, l’énergie géothermique est encore peu exploitée.

La Terre, machine thermique

On peut dire que la Terre est une machine thermique car elle permet de transformer une énergie sous forme de chaleur en énergie sous forme mécanique.

  • L’énergie géothermique correspond principalement à l’énergie libérée par la désintégration des éléments radioactifs contenus dans le noyau et dans les roches.
  • Une partie de l’énergie thermique interne de la Terre provient de la chaleur primitive de la planète qui se dégage du noyau.

L’exploitation de l’énergie géothermique en France

En France, l’énergie géothermique peut se situer dans les bassins sédimentaires, les rifts et les zones de volcanisme récentes, c'est-à-dire de moins de 30 millions d’années.

  • Dans les bassins sédimentaires comme le bassin parisien, l’énergie géothermique est utilisée pour le chauffage collectif. L’eau est à une température comprise entre 56°C et 85°C.
  • En Guadeloupe, l’énergie géothermique est utilisée pour la production d’électricité. La centrale électrique de Bouillante est la première installation électrique utilisant l’énergie géothermique. L’eau à 250°C est captée à 1000 mètres de profondeur. Au cours de sa remontée, elle se transforme en vapeur d’eau qui fait tourner la turbine et produit ainsi de l’électricité. Cette électricité couvre 7 % des besoins électriques de la Guadeloupe.

Il reste beaucoup de rift et de zones de volcanisme récent en France qui représentent un potentiel géothermique qui n’est pas encore exploité.