Exemple français de géothermie

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Exercices
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Géothermie et propriétés thermiques de la Terre

I. Première partie

Après vingt-deux années de recherches et de travaux, le site pilote en géothermie profonde de Soultz-sous-Forêts produit de l’électricité qui suffit à alimenter un village de 1 500 habitants grâce à la chaleur des roches du sous-sol. Le document 16 montre les géothermes de plusieurs sites de géothermie remarquables au niveau mondial, dont celui de Soultz-sous-Forêts.

D’après l’étude du graphique du document 16, dites si les phrases suivantes sont correctes ou erronées. Dans ce dernier cas modifiez-les pour qu’elles soient justes.

1. La température augmente en fonction de la profondeur dans tous les sites.

2. À 1 kilomètre de profondeur, la température est de plus de 100 °C pour tous les sites.

Doc 16 Géothermes comparés de sites de géothermies remarquables

3. L’augmentation de la température est proportionnelle à celle de la profondeur.

4. Le gradient géothermique du projet KTB est constant.

5. Le gradient géothermique des autres sites est plus important en surface.

6. Les forages d’exploitation sont effectués à la même profondeur pour tous les sites.

7. La température de la roche exploitée est toujours la même.

8. Un forage de 5 000 mètres de profondeur au niveau du site de Soultz-sous-Forêts permet d’avoir une température de la roche de 200 °C.

9. Le site le plus intéressant est celui de Bouillante.

II. Deuxième partie

Le site géothermie profonde de Soultz-sous-Forêts est localisé dans le fossé rhénan.

D’après l’étude des documents 17 et 18, expliquez l’origine de l’intérêt géothermique de Soultz-sous-Forêts.

Le Moho ou discontinuité de Mohorovicic est la limite entre la croûte terrestre et le manteau supérieur.

III. Troisième partie

Une nouvelle phase de forage a permis d’atteindre 5 000 m de profondeur à Soultz-sous-Forêts.

À 5 000 m de profondeur, l’eau circule dans les fractures naturelles des roches dont la température est voisine de 200 °C. Elle est pompée (4) et remontée sous pression ensuite en surface (1), avec une température qui avoisine les 180 °C. Elle passe par un système d’échangeurs de chaleur (2) avant de rejoindre son milieu d’origine par l’intermédiaire du puits d’injection (3). Là, elle se réchauffe au contact des roches avant d’être à nouveau aspirée quelques jours ou quelques mois plus tard. L’eau est réinjectée dans le sous-sol après utilisation, dans un cycle permanent, sans incidence sur l’environnement. En passant par le système d’échangeurs de chaleur (2), l’eau géothermale cède son énergie thermique à un fluide de travail (isobutane) qui va se transformer en vapeur sèche et entraîner une turbine, couplée à un générateur qui produit l’électricité.

Après étude du document 19, repérez les phrases incorrectes et corrigez-les.

1. Ce site utilise une source d’eau chaude naturelle souterraine pour extraire son énergie thermique.

2. L’eau injectée se réchauffe en circulant dans les roches.

3. La température de l’eau sous pression atteint celle des roches avant d’être pompée.

4. Ce site utilise un forage de faible profondeur.

5. L’eau remonte naturellement en surface sous pression.

6. Cette technique permet de produire de l’électricité.

7. C’est l’eau géothermale qui entraîne une turbine et permet la production d’électricité.

8. C’est un exemple de géothermie sèche.

9. C’est un exemple de géothermie de moyenne énergie.

10. Il s’agit d’une énergie propre.

11. Il s’agit d’une énergie facilement disponible, renouvelable et durable.

Doc 17 Localisation géographique et caractéristiques thermiques
du site de Soultz-sous-Forêts

a. Carte du bassin rhénan.

b. Anomalies thermiques au niveau de Soultz-sous-Forêts.

Doc 18 Courbes d’égale profondeur (isobathes) du Moho sous le fossé rhénan

Doc 19 Site de Soultz-sous-Forêts