La géothermie en france

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

La géothermie de moyenne énergie consiste à exploiter les capacités thermiques des roches superficielles. On injecte de l’eau froide en profondeur et on la récupère, chaude, en surface. On peut produire de l’électricité si l’énergie thermique récupérée est suffisante. Pour cela les forages doivent atteindre des profondeurs où la température des roches est de voisine de 180 °C.

On considère que la température de surface moyenne est de 15 °C et qu’il y a une évolution linéaire de la température en profondeur sur les cinq premiers kilomètres.

1. Calculez le gradient géothermique de chacune des cinq zones thermiques illustrées sur la carte de France (document 9).

Le gradient géothermique est l’élévation de la température en °C par kilomètre de profondeur.

2. Dans chaque cas, estimez la profondeur de forage à atteindre pour permettre une production d’électricité en géothermie sèche. Déterminez les régions propices à cette technique.

Commencer par chercher dans le texte l’information qui permet de savoir quelles sont les conditions pour produire de l’électricité, puis en déduire à quelle profondeur minimale il faut forer.

Doc 9 Les ressources géothermiques en France

Corrigé

1. Analyse des données : La carte donne la température des roches du sous-sol à 1 500 m de profondeur et on sait que la température de surface est de 15 °C. On peut donc calculer l’élévation de cette température sur les 1 500 m, et comme elle est linéaire la reporter en °C par km.

Calculs

– Zone à 30 °C : élévation de 15 °C en 1 500 m de profondeur, donc un gradient géothermique de .

– Zone à 50 °C : élévation de 35 °C en 1 500 m de profondeur, donc un gradient géothermique de 23,3 °C/km.

– Zone à 70 °C : élévation de 55 °C en 1 500 m de profondeur, donc un gradient géothermique de 36,6 °C/km.

– Zone à 90 °C : élévation de 75 °C en 1 500 m de profondeur, donc un gradient géothermique de 50 °C/km.

– Zone à 130 °C : élévation de 115 °C en 1 500 m de profondeur, donc un gradient géothermique de 76,6 °C/km.

 

2.

Une production d’électricité en géothermie sèche ou de moyenne énergie nécessite une température minimale de 180 °C des roches.

Calculs

– Zone à 30 °C : gradient géothermique de 10 °C/km, il faut donc forer à plus de 18 km pour avoir une température de 180 °C. Ceci n’est pas sûr, car on estime l’élévation de la température linéaire sur seulement 5 km.

– Zone à 50 °C : gradient géothermique de 23,3 °C/km, il faut donc forer à plus de 7,7 km.

– Zone à 70 °C : gradient géothermique de 36,6 °C/km, il faut donc forer à plus de 6 km.

– Zone à 90 °C : gradient géothermique de 50 °C/km, il faut donc forer à plus de 3,6 km.

– Zone à 130 °C : gradient géothermique de 76,6 °C/km, il faut donc forer à plus de 2,35 km.

Les régions les plus propices sont celles où le forage nécessaire est le moins profond, car le moins onéreux. C’est le cas de l’Alsace et du Massif central.

Ces zones, bassin alsacien et bassin de Limagne, sont des bassins d’effondrement sous lesquels il y a remontée de l’asthénosphère et donc une anomalie thermique positive.