Terminale S

Observation initiale

A Chaudes Aigues en Auvergne, l'énergie géothermique est utilisée pour du chauffage collectif et dans un
centre de thermalisme.

Problème initial

On cherche à expliquer l'origine de cette ressource géothermique.

Saisie d'information
= je vois.

Le document 1 montre la localisation géographique de la source du Par à Chaudes Aigues. Il s'agit d'une source d'eau chaude à 80-82° C, avec un débit de 17 m³ .h^-1, localisée dans le parc des volcans d'Auvergne.

Sous problème

Nous pourrons donc nous demander, quel est le phénomène à l'origine de cette source d'eau Chaude?

Saisie d'information

Le document 2, montre  que le flux géothermique de la Terre est réparti de façon inégale en France et que la ville de Chaudes Aigues, en Auvergne est située dans une zone où le flux géothermique est supérieur ou égal à 100mW.m^-2.

Référence aux connaissances

Or je sais que le flux géothermique est la quantité d’énergie géothermique dissipée par unité de temps et de surface. Sur les continents le flux géothermique moyen est de 65 mW.m^−2

Conclusion

Donc le flux géothermique est anormalement élevé à Chaudes Aigues?

Sous problème

Quelle en est la raison?

Saisie d'information

Le document 3 montre un amincissement de la lithosphère continentale au niveau de Chaudes Aigues, or la limite lithosphère asthénosphère correspond à l'isotherme 1300°C.
Au niveau de Chaudes Aigues la température de 1300°C est donc atteinte vers 55  km de profondeur, tandis qu'à l'est et à l'ouest de Chaudes Aigues, il faut atteindre 90 km de profondeur pour atteindre cette température de 1300°C.

Référence aux connaissances

Je sais que l'augmentation de la température avec la profondeur correspond au gradient géothermique

Conclusion

Donc le gradient géothermique au niveau de Chaudes Aigues est anormalement élevé en raison de l'amincissement de la lithosphère et de la remontée du manteau asthénosphérique chaud .

Saisie d'information

L'amincissement du manteau lithosphérique s'accompagne de la mise en place de failles normales et de la déformation des péridotites

Conclusion
= hypothèse.

La remontée du géotherme 1300°C est sans doute liée à un mouvement tectonique de distension qui a provoqué l'apparition de failles et a rendu les péridotites plus ductiles du fait de l'élévation de la température.
Cette situation peut-être rapprochée du volcanisme de la région.

Sous problème

Mais alors d'ou vient l'eau chaude?

Saisie d'informations

Le document 4  montre que la lithosphère est fracturée, failles verticales de 4 km, certaines de ces fractures ont permis la remontée de magma basaltique, mais surtout l'eau de pluie peut circuler dans ces failles et cheminées verticales de basaltes. A  l'est et à l'ouest de Chaudes Aigues, elles permettent des infiltrations d'eau à partir de la surface et l'eau remonte sous Chaudes Aigues

Conclusion

Donc en circulant en profondeur, l'eau va s'échauffer au contact des roches  et lorsqu'elle est chaude , elle remonte et donne les sources d'eaux chaudes.

Synthèse:
+ réponse au problème

BILAN
La géothermie (basse énergie) de Chaudes-Aigues s'explique donc par :

• la remontée de l'asthénosphère sous l'Auvergne qui induit un fort flux géothermique , lié à un gradient géothermique élevé.
• par la présence de failles et de cheminées de basaltes qui permettant l'infiltration d'eau sur quelques kilomètres de profondeur et des remontées d'eau chaude 80°C  jusqu'à la surface.

C’est ce flux géothermique qui est à l’origine de ce phénomène de géothermie locale, qui permet à l’Homme d’extraire l’énergie nécessaire au chauffage urbain et qui a permis de développer le thermalisme à Chaudes Aigues.