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Géothermie

Quelle est l'origine de la chaleur de la Terre?

L'origine de la chaleur terrestre est la somme des processus physiques et chimiques qui se déroulent d'une manière différente à l'intérieur.

Quelle est l'origine de la chaleur de la Terre?

La Terre est un corps chaud immergé dans un espace froid qui perd continuellement de la température à un taux de 130 ° C tous les 1 000 millions d'années.

Les volcans et les systèmes hydrothermaux qui provoquent des vagues d'eau à des températures élevées sont les manifestations les plus évidentes de la chaleur intérieure de la Terre que nous pouvons observer à la surface.

Quels processus provoquent la chaleur de la géothermie?

Les différents processus qui provoquent la chaleur de la Terre sont décrits ci-dessous, en considérant la partie de l'intérieur de la planète où ils ont lieu.

  • Chaleur latente de cristallisation: c'est la limite entre le noyau interne et le noyau externe. Le noyau interne est à l'état solide tandis que le noyau externe est à l'état liquide. Les réactions de cristallisation se produisent en continu dans le noyau externe; Ces réactions sont exothermiques et créent donc de la chaleur. Cette chaleur est connue sous le nom de chaleur latente de cristallisation.
  • Gravitation. La gravité exerce une force de compression vers le centre de la planète et un échauffement par friction est généré lors du processus de contraction de la masse terrestre.
  • Chaleur restante de la formation de la planète: Il s'agit de la chaleur, bien que présente, à la suite des collisions entre les résidus stellaires du disque protoplanétaire qui ont donné naissance à la Terre.
  • Friction ou chaleur cinétique: entre le noyau externe et le manteau. C'est l'énergie sous forme de chaleur qui est libérée à la suite du frottement produit par les différentes réponses que le noyau externe et le manteau ont au champ de contrainte de la Lune et du Soleil (forces de marée).
  • Réactions physico-chimiques exothermiques: manteau. Les pressions élevées et la température élevée rendent les minéraux instables et produisent des changements de phase continus qui génèrent de l'énergie sous forme de chaleur.
  • Décomposition radiogénique des isotopes: cortex et manteau. Les roches qui composent la lithosphère (composée de la croûte et de la partie la plus haute du manteau) sont riches en minéraux qui contiennent des éléments radioactifs tels que les isotopes 235U, 238U, 232Th et 40K. Les réactions de décomposition de ces isotopes sont exothermiques. La décomposition des isotopes radiogéniques est le processus qui apporte plus de chaleur à la surface de la Terre.

Il faut tenir compte du fait que la température de la Terre augmente vers l'intérieur, passant d'une moyenne de la surface globale de 15ºC à plus de 5000ºC dans le noyau interne.

Quels sont les types de réservoirs géothermiques?

On peut considérer qu'il existe trois types de gisements géothermiques:

  • Réservoirs d'eau chaude.
  • Dépôts secs.
  • Geysers.

Réservoirs d'eau chaude

Ces dépôts peuvent former une source ou être souterrains, contenus dans un aquifère.

Ceux qui forment des fontaines sont utilisés depuis l'Antiquité comme thermes. En général, ils ont tendance à avoir des débits relativement faibles.

Les dépôts souterrains profitent de la chaleur de l'intérieur de la terre. L'eau chaude ou la vapeur peuvent s'écouler naturellement, par pompage ou par impulsions d'eau et de vapeur. 

Il existe d'autres réservoirs dans lesquels l'eau sort sous forme de vapeur. Dans ces derniers, l'utilisation est directe pour obtenir de l'énergie mécanique à travers une turbine.

Dépôts secs

Dans les dépôts secs, il y a une zone sous le sol, à une profondeur non excessive, avec des matériaux chauds ou des pierres, dans des conditions sèches. L'eau est injectée par une perforation et elle est récupérée déjà chaude par une autre, la chaleur est utilisée, au moyen d'un échangeur de chaleur et est réinjectée à nouveau.

Qu'est-ce qu'un geyser?

Un geyser est un type spécial de source chaude qui émet périodiquement une colonne d'eau chaude et de vapeur dans l'air.

La formation de geysers nécessite une hydrogéologie favorable qui n'existe que dans certaines parties de la planète, ce qui en fait un phénomène plutôt étrange. Il y en a environ 1000 sur la planète.

Quand la géothermie a-t-elle commencé à être utilisée?

À la fin du XVIIe siècle, la Terre a été conçue comme une masse en fusion avec une croûte solide en raison de son refroidissement. Ce n'est qu'au XIXe siècle que les premiers calculs de l'âge de la Terre sur la base de son évolution thermique ont été effectués, et le terme énergie géothermique a d'abord été défini comme la discipline scientifique qui étudie la chaleur terrestre, à l'origine de cette chaleur , distribution et utilisation.

C'est précisément l'utilisation de cette énergie thermique qui a conduit au développement de la géothermie. Cette source d'énergie permet de profiter de l' énergie thermique de l'intérieur de la Terre dans différentes applications en utilisant les lois de la thermodynamique.

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Date de publication : 2 janvier 2018
Dernier examen : 16 avril 2020