TP8 Pourquoi pas de géothermie à Nogent ?

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TP8 Pourquoi pas de géothermie à Nogent ?. Installations géothermiques en Ile de France. http://www.iledefrance.fr/uploads/tx_base/brochure_complete.pdf . - PowerPoint PPT Presentation

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TP8 LA GOTHERMIE, UNE RESSOURCE POTENTIELLE LOCALE

TP8 Pourquoi pas de gothermie Nogent ?

Installations gothermiques en Ile de Francehttp://www.iledefrance.fr/uploads/tx_base/brochure_complete.pdf Ingnieur en gothermie, la socit qui vous emploie vous a donn pour mission de convaincre les lus de la ville de Nogent sur Marne, que la gothermie est une source dnergie renouvelable et inpuisable notre chelle. Elle est donc une alternative intressante lutilisation des nergies fossiles polluantes, chres et de plus en plus rares, pour chauffer les immeubles et tablissements collectifs, ainsi que les maisons individuelles.Votre rponse argumente inclura un graphique tir de vos rsultats exprimentaux, interprts, et mis en relation avec le principe de la gothermie utilisable par lhomme. Dure: 1h 20 ConsigneAfin de convaincre les lus de Nogent sur Marne dutiliser une ressource nergtique propre telle que la gothermie pour le chauffage des habitations, vous exploiterez les documents votre disposition (ainsi que votre exercice) et modliserez les phnomnes responsables des transferts dnergie dans la Terre pour montrer que cette source dnergie est renouvelable et inpuisable.Enveloppesmasse (en kg)concentration des lments (ppm)nergie thermique produite par chaque lment(W)nergie totale produite (W)nergie totale(W)% par enveloppe238U/235U232Th40K238U/235U232Th40K238U/235U232Th40KCC1,38E+221,60E-065,80E-062,38E-06CO6,90E+219,00E-072,70E-064,76E-07Man-teau4,00E+242,70E-089,40E-083,90E-08Noyau 1,99E+241,00E-111,00E-101,19E-10Exercice Belin p.229Enveloppesmasse (en kg)concentration des lments (ppm)nergie thermique produite par chaque lment(W)nergie totale produite (W)nergie totale(W)% par enveloppe238U/235U232Th40K238U/235U232Th40K238U/235U232Th40KCC1,38E+221,60E-065,80E-062,38E-069,94E-052,69E-052,79E-052,19E+122,15E+129,16E+115,26E+12CO6,90E+219,00E-072,70E-064,76E-079,94E-052,69E-052,79E-05Man-teau4,00E+242,70E-089,40E-083,90E-089,94E-052,69E-052,79E-05Noyau 1,99E+241,00E-111,00E-101,19E-109,94E-052,69E-052,79E-05Enveloppesmasse (en kg)concentration des lments (ppm)nergie thermique produite par chaque lment(W)nergie totale produite (W)nergie totale(W)% par enveloppe238U/235U232Th40K238U/235U232Th40K238U/235U232Th40KCC1,38E+221,60E-065,80E-062,38E-069,94E-052,69E-052,79E-052,19E+122,15E+129,16E+115,26E+12CO6,90E+219,00E-072,70E-064,76E-079,94E-052,69E-052,79E-056,17E+115,01E+119,16E+101,21E+12Mant-eau4,00E+242,70E-089,40E-083,90E-089,94E-052,69E-052,79E-05Noyau 1,99E+241,00E-111,00E-101,19E-109,94E-052,69E-052,79E-05Enveloppesmasse (en kg)concentration des lments (ppm)nergie thermique produite par chaque lment(W)nergie totale produite (W)nergie totale(W)% par enveloppe238U/235U232Th40K238U/235U232Th40K238U/235U232Th40KCC1,38E+221,60E-065,80E-062,38E-069,94E-052,69E-052,79E-052,19E+122,15E+129,16E+115,26E+12CO6,90E+219,00E-072,70E-064,76E-079,94E-052,69E-052,79E-056,17E+115,01E+119,16E+101,21E+12Mant-eau4,00E+242,70E-089,40E-083,90E-089,94E-052,69E-052,79E-051,07E+131,01E+134,35E+122,52E+13Noyau 1,99E+241,00E-111,00E-101,19E-109,94E-052,69E-052,79E-051,98E+095,35E+096,61E+091,39E+10Enveloppesmasse (en kg)concentration des lments (ppm)nergie thermique produite par chaque lment(W)nergie totale produite (W)nergie totale(W)% par enveloppe238U/235U232Th40K238U/235U232Th40K238U/235U232Th40KCC1,38E+221,60E-065,80E-062,38E-069,94E-052,69E-052,79E-052,19E+122,15E+129,16E+115,26E+1216,59CO6,90E+219,00E-072,70E-064,76E-079,94E-052,69E-052,79E-056,17E+115,01E+119,16E+101,21E+123,82Man-teau4,00E+242,70E-089,40E-083,90E-089,94E-052,69E-052,79E-051,07E+131,01E+134,35E+122,52E+1379,50Noyau 1,99E+241,00E-111,00E-101,19E-109,94E-052,69E-052,79E-051,98E+095,35E+096,61E+091,39E+100,04avec 79,5% de contribution la production dnergie dorigine interne, cest le manteau qui est lenveloppe qui produit le plus dnergie gothermique par dsintgration de ses lments radioactifs Rserve renouvelable et inpuisable lchelle humaineDocument 4: les 2 modes de transfert de chaleur dans un milieu

La conduction: transfert de chaleur dans un solide ou un fluide, qui rsulte de la diffrence de chaleur dans 2 rgions dun mme milieu et qui se ralise sans dplacement de matire. Lnergie thermique se transmet de proche en proche par modification de lagitation des atomes. Cest le mode de propagation de la chaleur dans la lithosphre.

La convection: transfert de chaleur avec dplacement de matire dans le milieu, li des diffrences de densit. La convection assure le transfert de la chaleur dans le manteau.

Document 5: montage raliser pour comparer lefficacit de ces 2 modes de transfert de chaleurMontage 1: modlisation de la convectionSource de chaleur place au fondMontage 2: modlisation de la conductionSource de chaleur place en surface

Le thermomtre du bas ne doit toucher ni la rsistance, ni le fond de la cuve. Ne pas coller le polystyrne sur la rsistanceLe thermomtre du haut ne doit pas toucher la rsistance.Le thermomtre du bas ne doit pas toucher le fond de la cuve. Mme remarque pour le polystyrne.Modlisation des transferts de chaleur: rsultats Interprter et conclure sur lefficacit de ces 2 modes de transfert de chaleur. Mettre en relation vos rsultats avec le transfert de lnergie thermique dans les enveloppes du globe terrestre.

Document 1http://www.geothermie-perspectives.fr/07-geothermie-france/02-basse-energie.htmlCe bassin sdimentaire comporte cinq grands aquifres, dont le Dogger stend sur plus de 15 000 km2 avec des tempratures variant de 56 85C. Ce rservoir assure aujourdhui le fonctionnement de 34 installations gothermales.Doc.1: -Laquifre du Dogger qui peut alimenter lIdF de Melun Paris et Meaux, se situe sous lisotherme 60 et au-dessus de lisotherme 100, donc sa T avoisine 75CLaquifre du Lusitanien, laplomb des mmes villes, est situ juste au-dessus de lisotherme 60, donc sa T doit tre 50. Laquifre du crtac, moins profond doit avoir une T 30C.Document 2a: tempratures des aquifres en France

http://svt.ac-montpellier.fr/spip/IMG/jpg/12geothermie1.jpgDoc.2a: pour le BP, laquifre + de 70C est le + prsent, donc le + exploitableDocument 2b: carte des tempratures de laquifre du Dogger en Ile de France

http://www.iledefrance.fr/uploads/tx_base/brochure_complete.pdfDoc.2b: Sous Nogent laquifre du Dogger une T = 65-70C, comme dans toutes les communes du 94 o des quipements collectifs et des maisons sont chauffes avec la gothermie, donc lutilisation de cette source dnergie est possible aussi Nogent!

Document 3: Gothermie de basse nergie utilisable par lhommePour la gothermie de basse nergie, la temprature des nappes est comprise entre 30 et 150 C.En France, les rgions Ile-de-France et Aquitaine ont dvelopp lutilisation de cette source nergtique, des rseaux de chaleur aliments par gothermie chauffant prs de 200 000 logements.Doc.3: confirmation que si la T des nappes deau est comprise entre 30 et 150C, la gothermie pour chauffer les logements est utilisable, ainsi que pour les utilisations industrielles, le thermalisme ou la balnothrapie (celle-ci se fait Champigny).Type de gothermieCaractristiques du rservoirUtilisationsTrs bassenergieNappe moins de 100 mTemprature < 30C Chauffage etrafrachissement de locaux, avec pompe chaleurBasse nergie30C < Temprature < 150CChauffage urbain, utilisations industrielles, thermalisme, balnothrapieMoyenne et Haute nergie180C < Temprature < 350CProduction dlectricitGothermie profondeRoches chaudes sches plus de 3 000 m de profondeurAu stade de la recherche, pour llectricit ou le chauffageSelon le niveau de temprature, on distingue diffrents types de gothermie, auxquels correspondent diffrents usages http://www.ademe.fr/midi-pyrenees/a_2_15.htmlConclusion

Deux mcanismes de transfert thermique existent dans la Terre : la convection et la conduction. Cest ce dernier mode de transfert qui a lieu dans la lithosphre, o lhomme peut rcuprer une infime partie de la chaleur ainsi dissipe.

Nogent, comme Champigny ou Bonneuil, pourrait utiliser sans problme lnergie gothermique localement fournie par laquifre du Dogger (nappe deau souterraine date du Jurassique, re 2re), dont leau est environ 65C. Cette eau pourrait ainsi chauffer les logements et serait une nergie renouvelable, propre et inpuisable lchelle humaine.

Il ny a donc pas que les rgions volcaniques qui peuvent rcuprer cette nergie; les bassins sdimentaires avec leurs aquifres, le peuvent aussi.L'nergie gothermique utilisable par l'Homme est donc variable d'un endroit l'autre, grce aux moyens techniques nouveaux qui permettent mme dutiliser la trs basse nergie.