Français
La géothermie
L’énergie géothermique est l’énergie calorifique stockée sous la surface terrestre.
Les profondeurs de la terre recèlent d’énormes quantités de chaleur naturelle, dont l’origine réside essentiellement dans la désintégration d’éléments radioactifs. Selon les connaissances actuelles, les températures culminent à 6000°C dans le noyau et atteignent jusqu’à 1300°C dans le manteau supérieur du globe terrestre. En de nombreux endroits du globe, nous constatons toutefois des anomalies géothermiques (dites positives). Il s’agit de régions présentant des gradients de température nettement plus élevés. Exemple : Islande, Italie, Chili… Le but d’une exploitation géothermique est donc de capter la chaleur des profondeurs, pour l’amener à la surface de la terre en recourant à des techniques appropriées. A certains endroits, la nature fournit elle-même le système de circulation requis (par exemple : les sources thermales). En d’autres lieux, on doit faire appel à des forages avec pompes de production ou à des sondes géothermiques doublées de pompes de circulation. La géothermie fait partie des énergies dites renouvelables. Son principe consiste à extraire de l’énergie contenue dans le sol pour l’utiliser sous forme de chauffage ou d’électricité.
Il existe 4 types de géothermies
La géothermie haute température
Elle utilise des eaux et des vapeurs à plus de 180°C. Celles-ci entraînent des turbines qui à leur tour, entraînent des générateurs d’électricité.
La géothermie dite moyenne énergie
La géothermie moyenne énergie utilise des fluides dont les températures sont comprises entre 100 et 180°C et qui cèdent leur chaleur à un fluide plus volatil. Ce fluide entraîne alors une turbine qui entraîne à son tour un générateur d’électricité.
La géothermie dite basse énergie
La géothermie basse énergie utilise des fluides à des températures comprises entre 30°C et 100°C. Le rendement est trop faible pour pouvoir produire de l’électricité, mais elle permet une large gamme d’usages : chauffage urbain, serres, utilisation de la chaleur dans les processus industriels, thermalisme…Comme par exemple à Saint Ghislain en Belgique une eau chaude souterraine à 72°C fournit de la chaleur à 355 appartements, trois écoles, une piscine, un hôpital, des serres et…une station d’épuration !
La géothermie très basse énergie
La géothermie très basse température est exploitée pour le chauffage et le rafraîchissement des maisons et des bâtiments collectifs ainsi que pour la production de l’eau chaude sanitaire. La production de chaleur s’effectue à l’aide d’une pompe à chaleur qui prélève l’énergie thermique dans le sol.
La pompe à chaleur est une machine thermodynamique qui puise la chaleur dans un milieu naturel appelé ” source froide ” (eau, l’air ou le sol) dont la température est inférieure au local à chauffer. Elle transfère ensuite cette énergie au fluide de chauffage (en général l’e
au chaude mais aussi quelquefois l’air) afin d’assurer le chauffage du local et éventuellement la préparation d’eau chaude sanitaire. Depuis peu, les pompes à chaleur sont dites réversibles : en plus du chauffage en hiver, elles permettent de rafraîchir les pièces en été.
Pour les applications géothermiques, on utilise généralement des PAC à compression. Elles comportent un compresseur électrique. En géothermie verticale, on obtient des COP saisonnier de ~4. C’est à dire que pour 1 kWh électrique consommé par le compresseur, la pompe à chaleur fournit 4 kWh thermiques au bâtiment.
La chaleur de la terre
Depuis 1986 , la chaleur de la terre est exploitée à Saint ghislain à la centrale de chauffe de l'IDEA. Le puits géothermique , placé à l'arrière de la station, délivre une eau à 73 °C avec un débit artésien (jaillissant sans nécessité de pompage) de 100m3/h . La chaleur géothermique est communiquée à un circuit secondaire via une batterie d'échangeur à plaques. Le fluide secondaire , mis en mouvement par les pompes de circulation, décrit un circuit de quelques kilomètres aller- retour à travers lequel la chaleur géothermique est distribuée à l'ensemble de la ville (piscine, logement, etc)
Le sondage de saint ghislain
Le forage débuta à saint ghislain en 1972 et son objectif était d'atteindre les calacires du Givétien, attendus vers une profondeur d'environ 4000m . La recherche géologique , premier but de cet ouvrage , allait faire face à plusieures énigmes. La première surprise que le sondage de Saint ghislain fit aux géologues fut l'apparition vers 1950m de profondeur de nodules blanchatres , qui furent identifiés comme de l'anhydrite (CASO) , cette rcohe très soluble , très rarement rencontrée à l'affleurement , et pour casue , fut d'abord traversée en nodules, puis en bancs interstratifiés dans les formations calcaires plus classiques, et ensuite en couches épaisses de plusieurs centaines de mètres . Cette découverte , mise en relation avec l'existence de brèches d'effondrement dans les niveaux correspondants dans d'autres puits et à l'affleurement , donna lieu à des interpellations paléogéographiques nouvelles.
Seconde surprise vers 2400 m de profondeur , la rencontre avec un niveau très perméable provoqua une perte de la boue de forage et le jaillisement en surface d'une eau sous pression à plus de 70°C . La ressource géothermique du hainaut venait de vori le jour. La roche perméable s'avéra très difficile à carotter , cependant quelques fragments de carotte purent être prélevés. Il s'agissait d'une brèche à éléments de taille diverse, partiellement cimentée.
Le forage se poursuit ensuite à travers les carbonates du dinantien (calcaires et dolomies) et il apparut assez vite que ce dinantien était épais. A plus de 4200 m, les couches de transition gréso -pélitiques avec le famennien furenet atteintes, et on était encore bien loin du Givétien .
Finalement , le forage fut arrêté à 5406m de profondeur. on était encore dans les couches du fransien . Le givétien , objectif initial du forage restait hors de portée. Cette épaisseur de sédiments , révélait des taux de subsidence exceptionnelles dans la région. Partout ou l'eau d'infiltration a pu les atteindre , elles on été dissoutes et remplacées par des brèches d'effondrement. Ce sont ces brèches perméables qui constituent le pricnipal niveau productif de l'aquifère géothermique du Dinantien. La dissoultion des anhydrites est également responsable de la forte charge en sulfates des eaux géothermiques.
Rappel concernant les « Earthcaches »: Il n'y a pas de conteneur à rechercher ni de logbook à renseigner. Il suffit de se rendre sur les lieux et d'exécuter les requêtes du propriétaire de la cache. Loguez "Found it" et envoyez-vos réponses au poseur soit par mail ou soit par la messagerie geocaching.com (Message Center), je vous contacterai en cas de problème. Bon Earthcaching!
Questions:
1) aux coordonnées, que voyez vous? Comment est l'eau? et que fait elle?
2) Descendez et prélevez de l'eau, placez le dans un récipient et plongez y un thermomètre , laissez le thermomètre quelques minutes, quel degré indique t'il? comment est l'eau? (claire, boueuse,....)
Source: https://www.geo-therm.be/nos-activites/geothermie/
English
geothermal energy
Geothermal energy is the heat energy stored below the earth's surface.
The depths of the earth contain enormous amounts of natural heat, which originates mainly from the decay of radioactive elements. According to current knowledge, temperatures peak at 6000°C in the core and reach up to 1300°C in the earth's upper mantle. In many parts of the world, however, we are seeing (so-called positive) geothermal anomalies. These are regions with significantly higher temperature gradients. Example: Iceland, Italy, Chile... The aim of geothermal exploitation is to capture heat from the depths and bring it to the earth's surface using appropriate techniques. In some places, nature itself provides the required circulation system (e.g. thermal springs). In other places, boreholes with production pumps or geothermal probes coupled with circulation pumps are used. Geothermal energy is one of the so-called renewable energies. Its principle consists of extracting energy from the ground and using it in the form of heat or electricity.
There are 4 types of geothermal energy
High temperature geothermal energy
It uses water and vapors above 180 ° C. These drive turbines which in turn drive generators of electricity.
The so-called medium energy geothermal energy
Medium energy geothermal energy uses fluids whose temperatures are between 100 and 180 ° C and which transfer their heat to a more volatile fluid. This fluid then drives a turbine which in turn drives an electricity generator.
Low energy geothermal energy
Low energy geothermal energy uses fluids at temperatures between 30 ° C and 100 ° C. The yield is too low to be able to produce electricity, but it allows a wide range of uses: district heating, greenhouses, use of heat in industrial processes, hydrotherapy… As for example in Saint Ghislain in Belgium hot water underground at 72 ° C provides heat to 355 apartments, three schools, a swimming pool, a hospital, greenhouses and… a treatment plant!
Very low energy geothermal energy
Very low temperature geothermal energy is used for heating and cooling houses and collective buildings as well as for producing domestic hot water. Heat is produced using a heat pump that takes thermal energy from the ground.
The heat pump is a thermodynamic machine that draws heat from a natural environment called "cold source" (water, air or soil) whose temperature is lower than the room to be heated. It then transfers this energy to the heating fluid (usually e
in the hot but also sometimes the air) to ensure the heating of the room and possibly the preparation of domestic hot water. Recently, heat pumps are said to be reversible: in addition to heating in winter, they also cool the rooms in summer.
For geothermal applications, compression heat pumps are generally used. They include an electric compressor. In vertical geothermal energy, seasonal COPs of ~ 4 are obtained. This means that for 1 kWh of electricity consumed by the compressor, the heat pump supplies 4 kWh of heat to the building.
The heat of the earth
Since 1986, the heat of the earth has been exploited in Saint Ghislain at the IDEA heating plant. The geothermal well, located at the rear of the station, delivers water at 73 ° C with an artesian flow (gushing without the need for pumping) of 100m3 / h. Geothermal heat is communicated to a secondary circuit via a plate heat exchanger battery. The secondary fluid, set in motion by the circulation pumps, describes a circuit of a few kilometers round trip through which the geothermal heat is distributed to the whole city (swimming pool, housing, etc.)
The survey of saint ghislain
Drilling started in Saint Ghislain in 1972 and its objective was to reach the Givétien calacires, expected to a depth of about 4000m. Geological research, the first goal of this work, was going to face several puzzles. The first surprise that the survey of Saint Ghislain made to geologists was the appearance around 1950m deep of white nodules, which were identified as anhydrite (CASO), this very soluble rcohe, very rarely encountered in outcrop, and for casue, was first crossed in nodules, then in interlayered benches in the more classic limestone formations, and then in thick layers of several hundred meters. This discovery, linked to the existence of collapse breccias in the corresponding levels in other wells and outcrop, gave rise to new paleogeographic interpellations.
Second surprise around 2400 m deep, the encounter with a very permeable level caused a loss of drilling mud and the gushing on the surface of water under pressure at more than 70 ° C. The geothermal resource of hainaut came from vori the day. The permeable rock proved to be very difficult to core, however some carrot fragments could be removed. It was a breach with elements of various sizes, partially cemented.
Drilling then continues through the Dinantian carbonates (limestones and dolomites) and it soon became apparent that this Dinantian was thick. At more than 4200 m, the greyo-pelitic transition layers with the famennian furenet reached, and we were still far from the Givetian.
Finally, drilling was stopped at 5406m deep. we were still in the layers of the Fransian. The Givétien, the initial objective of the drilling, remained out of reach. This thickness of sediment revealed exceptional subsidence rates in the region. Wherever the infiltration water could reach them, they were dissolved and replaced by breaches of collapse. These permeable breccias constitute the main productive level of the Dinantien geothermal aquifer. The dissolving of anhydrites is also responsible for the high sulphate load in geothermal waters.
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Questions:
1) at the coordinates, what do you see? How is the water? and what does it do?
2) Go down and take some water, place it in a container and put a thermometer in it, leave the thermometer for a few minutes, what degree does it indicate? How is the water? (clear, muddy,...)