Gradient géothermique

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On nomme gradient géothermique l'augmentation de température constatée dans le sous-sol à mesure que l'on s'éloigne de la surface. Le gradient moyen en Europe est d'environ 1°C tous les 33 mètres.

[modifier] Cause

L'intérieur du Globe est bien décrit dans l'article Structure interne de la Terre. La chaleur produite dans le noyau et dans les roches du manteau s'échappe vers la surface de manière inhomogène (voir aussi l'article onde de combustion nucléaire), avec des puissances allant de 25 mW/m2 pour les zones les plus froides jusqu'à 1 W/m2 dans une zone comme le Yellowstone. Sur le continent, par exemple dans les régions de Suisse où ont été étudiés des sondages géothermiques profonds, la puissance est comprise entre 60 et 160 mW/m2. À l'échelle de temps humaine, l'énergie géothermique est donc d'intensité insuffisante pour constituer une énergie renouvelable. Pour l'exploiter, il faut donc pouvoir compter sur des circonstances favorables, comme l'accumulation de chaleur fossile dans de très grandes masses d'eau, elles-mêmes au contact de la chaleur résiduelle d'un point chaud, comme par exemple en Islande.

[modifier] Origine

Historiquement, la température interne de la Terre à d'abord été attribuée aux chocs successifs qui se sont produits lors de son agglomération lors de sa formation. Cependant la plus grande partie (90%) de la chaleur de la Terre est produite par la radioactivité naturelle des roches qui constituent le manteau terrestre : c'est l'énergie nucléaire produite par la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium.^[1]

[modifier] Conséquences

Un puits de houillère typique comme Cuvelette à Merlebach exploitait en 1970 à 686m sous terre (les tranches d'exploitation se font de haut en bas pour minimer les coûts). L'ingénieur qui avait mis en exploitation ce niveau savait donc qu'il devrait compter avec une température de 20°C de plus que la moyenne des températures en surface (un calcul simple d'inertie thermique montre que les variations saisonnières se peuvent se propager significativement au-delà de 15 mètres de profondeur).

Cela plus le dégagement de chaleur prévisible (personnel et appareils) permet le calcul de la ventilation à mettre en place pour que les conditions de travail restent acceptables, et qui est nommée dans le domaine minier aérage. La puissance nécessaire à cette ventilation conjuguée à la section des galeries empêcherait à cause de la pression d'ouvrir les portes d'aérage si celles-ci n'étaient équipées d'une trappe d'aérrage permettant de réduire quelques secondes cette pression.

[modifier] Utilisation

Le gradient géothermique peut être utilisé pour le chauffage d'immeubles, en combinaison ou non avec les principe de la pompe à chaleur. Voir l'article Géothermie.