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SVT • La Terre, l'environnement et l'action humaine
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Amérique du Sud • Novembre 2017
L'exploitation de la chaleur de la Terre
Intérêt du sujet • Avec ce sujet, tu vas étudier la géothermie (ou chaleur de la Terre), une source d'énergie renouvelable intéressante à utiliser pour limiter le réchauffement climatique.
La planète Terre produit de la chaleur. Des mesures de températures en profondeur sont reportées sur la carte ci-dessous.
document 1Température des roches à 500 m de profondeur
▶ 1. À partir du doc. 1, cocher pour chaque phrase la proposition exacte.
a) Cette carte représente :
☐ la température atmosphérique. ☐ le relief.
☐ la température des roches en profondeur. ☐ la densité de population.
b) La température des roches à 500 mètres de profondeur est plus élevée :
☐ au point A.
☐ au point B.
☐ au point C.
☐ au point D.
c) La température maximale des roches à 500 mètres de profondeur en France est d'environ :
☐ 80 °C à 100 °C.
☐ 36 °C à 40 °C.
☐ 24 °C à 26 °C.
☐ 0 °C à 2 °C.
document 2Le fonctionnement d'une centrale géothermique
Constatant que la chaleur produite par la Terre est naturelle et inépuisable, les scientifiques ont tenté de l'exploiter. C'est ainsi qu'ils ont conçu une centrale géothermique installée dans l'est de la France (point B sur la carte du document 1).
Le principe de cette centrale est d'utiliser la chaleur des couches de roches profondes. En effet, plus les roches sont profondes, plus leur température est élevée. De l'eau est injectée en profondeur, entre 3 000 et 7 000 mètres. Elle circule ensuite par des fractures dans la roche et remonte en surface à plus de 150 °C sous forme de vapeur d'eau. Celle-ci alimente un système fermé qui produit de l'électricité. Cette nouvelle centrale permet de réduire l'utilisation d'énergies fossiles pour la production d'électricité.
▶ 2. a) En utilisant le document 2, citer la source d'énergie que l'on utilise pour produire de l'électricité dans une centrale géothermique.
b) En utilisant les documents 1 et 2, justifier en une phrase le choix du point B pour l'installation d'une centrale géothermique.
document 3Les réserves d'énergies fossiles
Source : BP Statistical Review of World Energy 2009
* Nombre d'années d'utilisation que peuvent couvrir les réserves actuellement connues, en tenant compte des évolutions futures de la consommation. Il s'agit d'estimations moyennes.
▶ 3. Expliquer pourquoi l'énergie produite par une centrale géothermique, comme d'autres énergies renouvelables, est amenée à se développer pour les générations futures.
Un texte construit est attendu, il devra s'appuyer sur des arguments tirés des documents 2 et 3.
Les clés du sujet
Comprendre les documents
Répondre aux questions
▶ 1. Lis d'abord les propositions, puis cherche dans la carte l'information qui te permet de choisir la bonne réponse.
▶ 2. b) Note la température au point B, afin de connaître l'intérêt de cette position.
▶ 3. Utilise les doc. 2 et 3 afin d'argumenter ta réponse en comparant l'exploitation de la chaleur de la Terre et celle des énergies fossiles.
Suis les étapes du schéma pour organiser ton développement.
▶ 1. a) Cette carte représente la température des roches en profondeur.
b) La température des roches à 500 mètres de profondeur est plus élevée au point B (> 38 °C).
c) La température maximale des roches à 500 mètres de profondeur en France est d'environ 36 °C à 40 °C.
▶ 2. a) D'après le document 2, c'est la chaleur de la Terre qui est exploitée dans une centrale géothermique.
b) Sur la carte, le point B est situé dans une zone où la température des roches à 500 mètres de profondeur est entre 38 et 40 °C, soit la plus élevée en métropole. C'est donc l'endroit où la chaleur de la Terre est la plus importante, donc la plus exploitable par une centrale géothermique.
Il faudra injecter de l'eau moins profondément qu'ailleurs pour récupérer assez de chaleur afin de produire de l'électricité.
▶ 3. Nous cherchons à déterminer pourquoi l'énergie produite par une centrale géothermique est amenée à se développer pour les générations futures.
conseil
Tu dois démontrer l'intérêt de l'exploitation de la chaleur de la Terre par rapport à celle des énergies fossiles. Tu peux apporter des connaissances supplémentaires.
La chaleur produite par la Terre est naturelle et inépuisable, alors que les réserves en énergies fossiles ne sont estimées qu'à 183 ans pour le charbon, 44 ans pour le pétrole et 64 ans pour le gaz. Les stocks d'énergies fossiles sont restreints et très peu renouvelables.
On sait que la combustion des énergies fossiles afin de produire de l'électricité entraîne des émissions de gaz à effet de serre qui accentuent le réchauffement climatique. L'exploitation d'une centrale géothermique produit de l'électricité sans émettre ces gaz à effet de serre.
L'énergie produite par une centrale géothermique, comme d'autres énergies renouvelables (énergie éolienne, énergie hydraulique…), est amenée à se développer pour les générations futures, car elle est inépuisable et non polluante.