Géothermie en Islande

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Géothermie et propriétés thermiques de la Terre
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2012 | Académie : Inédit
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Géothermie en Islande

Géothermie et propriétés thermiques de la Terre

Corrigé

29

Ens. spécifique

svtT_1200_00_12C

Sujet inédit

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

> À partir des informations extraites des documents 2 et 3 exploitées grâce à vos connaissances, indiquez les caractéristiques géologiques de l’Islande pouvant expliquer les données extraites du document 1 sur la géothermie en Islande.

Document 1

Utilisation de l’énergie géothermique en Islande

a.Évolution des sources d’énergie utilisées dans le chauffage urbain

b.Production d’électricité par les centrales géothermiques


Document 2

a.Situation de l’Islande dans le cadre de la tectonique des plaques

b.Épaisseur de la croûte de l’Islande (courbes de niveau)


Document 3

Coupe tomographique sous l’Islande


Une anomalie positive correspond à une vitesse de propagation des ondes sismiques supérieure à la valeur moyenne, à une profondeur donnée ; une anomalie négative à une valeur plus faible. Les zones « lentes » correspondent à des régions plus chaudes du manteau.

Comprendre le sujet

  • Faire la relation entre le développement important de l’industrie géothermique en Islande et ses caractéristiques géologiques.
  • Localiser l’Islande par rapport aux plaques nord-américaine et eurasienne.
  • Bien noter les anomalies de l’épaisseur de la croûte océanique en Islande et dans son voisinage, épaisseur qui dénote une activité volcanique intense.

Mobiliser ses connaissances

  • La température croît avec la profondeur (gradient géothermique).
  • L’énergie géothermique utilisable par l’Homme est variable d’un endroit à l’autre.
Corrigé

Exploitation du document 1

  • Document 1 a. Entre 1970 et 2008, la part de la géothermie pour assurer le chauffage urbain est passée de 55 % à 90 % environ. Presque toutes les habitations d’Islande sont chauffées grâce à la géothermie.
  • Document 1 b. Entre 1995 et 2008, la production d’électricité d’origine géothermique (géothermie de haute énergie) a été multipliée par plus de 10.

La géothermie fournit un tiers de la production électrique de l’Islande ; le reste est fourni par l’énergie hydroélectrique. L’Islande est donc un pays où l’exploitation de l’énergie géothermique est très importante sous ces diverses formes.

Exploitation du document 2

  • Document 2 a. On constate que l’axe de la dorsale atlantique, frontière entre les plaques nord-américaine et eurasienne, traverse l’Islande. Celle-ci est donc une partie émergée de la dorsale, qui est généralement située entre 2 000 et 3 000 m de profondeur.
  • Document 2 b. La croûte océanique de l’Islande a une épaisseur allant de 20 à 40 km, donc très nettement supérieure à celle d’une croûte océanique normale (moins de 10 km). L’Islande a une croûte océanique épaissie, ce qui explique qu’elle soit un segment émergé de la dorsale.

Exploitation du document 3

  • La coupe tomographique montre, à l’aplomb de l’Islande, une région d’anomalies négatives de la vitesse des ondes sismiques qui s’étend depuis la surface jusqu’à plus de 2 500 km, c’est-à-dire pratiquement jusqu’à la limite inférieure du manteau (interface manteau - noyau). Interprétée en termes de températures, cela signifie l’existence d’une colonne mantellique où la température est plus élevée que la normale, de la base du manteau à la surface.
  • Or, à l’axe des dorsales, le manteau asténosphérique provient de zones superficielles (300 à 400 km) et non d’un panache provenant de la base du manteau. En revanche, au niveau d’un point chaud, le panache mantellique qui monte peut provenir du manteau inférieur. Cela amène à penser que l’Islande, en plus d’être située à l’axe d’une dorsale, est aussi un point chaud. On peut d’ailleurs penser que l’anomalie négative très puissante et large dans les 500 premiers kilomètres peut s’expliquer par la conjonction d’une double convection mantellique, celle correspondant à l’activité de la dorsale et à celle du point chaud.

Bilan

L’Islande est une île volcanique puisque située sur la dorsale atlantique. C’est une région émergée de la dorsale par suite d’une très forte activité magmatique qui se traduit notamment par une croûte 2 à 4 fois plus épaisse que la croûte océanique normale. Cette production magmatique considérable s’explique parce que la montée d’un panache mantellique profond s’ajoute à la montée du manteau asthénosphérique à l’axe de la dorsale.

Il en résulte que le gradient géothermique est très fort en Islande permettant une géothermie de basse énergie pour le chauffage urbain et une géothermie de haute énergie pour la production d’électricité.