Thème 2 - Enjeux planétaires contemporains

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Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE

7 - Dans le globe le transfert de chaleur se fait...

166 - Le gradient géothermique est l'augmentation de...

161 - Géothermie du grec ancien «gé» : Terre et «thermos» :...

10 - La Guadeloupe ne dispose pas de ressources d'énergies...

160 - Le flux thermique (ou flux de chaleur) correspond au...

252 - La géothermie désigne à la fois la science qui étudie...

163 - 2 modes de transfert de chaleur coexistent : la...

168 - Géothermie et pisciculture de...

162 - La géothermie : quel est le principe ? L’idée est...

131 - Le gradient géothermique correspond à la variation de...

164 - La croute n’est pas un isolant thermique parfait. Le...

Thème 2B - LA PLANTE DOMESTIQUÉE

207 - Pour se nourrir, s’habiller, ou encore se soigner,...

165 - La domestication d'une espèce, animale ou végétale,...

11 - La culture des plantes pour l'alimentation humaine...

248 - Les espèces de blé les plus cultivées aujourd'hui sont...

100 - La plante domestiquée: le Riz doré. Cette variété a...

167 - En génétique, un hybride est un organisme issu du...








Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
2 modes de transfert de chaleur coexistent : la conduction et la convection.
La conduction, où la chaleur se transmet de proche en proche. Elle dépend de la conductivité thermique des matériaux. La convection, où la matière chaude se déplace sous l’effet des différences de densité. Elle sera d’autant plus efficace que le milieu sera peu visqueux.
La croute, agit globalement comme un isolant thermique et bloque l’évacuation de la chaleur interne. Dans le manteau, du fait de la convection, le milieu est plus homogénéisé et la chaleur interne est transférée efficacement vers la surface.

QCM n° 163
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
Géothermie et pisciculture de Mios-le-Teich.
L'installation de la pisciculture de Mios-le-Teich en Gironde a été mise en service sur un ancien forage pétrolier réhabilité pour un usage géothermique. Pour produire annuellement ses 70 tonnes d'esturgeons et quelques centaines de kilos de caviar, elle va chercher de la chaleur à 1 830 mètres de profondeur dans des eaux qui jaillissent à 74° C mais qui ne peuvent être utilisées directement pour l'élevage car leur salinité est trop forte. L'eau d'élevage est prélevée dans une rivière proche et un système d'échangeur permet de lui transférer la chaleur de l'eau géothermale. L'économie d'énergie annuelle est estimée à 4 000 tonnes équivalent pétrole (tep).
Ci-dessous, la coupe géologique schématique nord-sud du bassin de Parentis et du plateau continental aquitain (d’après Valéry et al., 1971).

QCM n° 168
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
Le gradient géothermique est 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, soit environ 3 °C tous les 100 mètres. Le flux thermique (ou flux de chaleur) correspond au transfert thermique qui s'écoule par unité de temps entre les deux milieux. Ce transfert d'énergie interne est réalisé du corps le plus chaud vers le corps le plus froid, ce qui produit à terme une égalisation des températures des deux corps en contact.

QCM n° 166
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
La croute n’est pas un isolant thermique parfait. Le flux géothermique varie selon les contextes géodynamiques. Il est :.
- Très élevé au niveau des dorsales et rifts continentaux, ainsi que pour les points chauds.
- Elevé au niveau de l’arc volcanique.
- Faible sur les continents et les croûtes océaniques..
- Très faible au niveau des fosses

QCM n° 164
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
Géothermie du grec ancien «gé» : Terre et «thermos» : Chaleur. Le gradient géothermal est de l'ordre de 3°C tous les 100 m en moyenne sur Terre.

D’où vient cette chaleur ? Elle vient du passé, lorsqu’il y a 4,55 milliards d'années, des poussières se sont assemblées pour donner naissance à la Terre. Plusieurs couches composent la structure interne du globe, avec au centre un noyau, puis des roches, tous chargés en radioactivité. La chaleur provient de la radioactivité naturelle des roches. La chaleur dégagée par notre globe est la désintégration de la radioactivité de ces roches (90%) et, dans une moindre mesure, le refroidissement du noyau. La surface de la Terre est également réchauffée par l'énergie du soleil, mais elle permet de réchauffer seulement les premiers mètres du sous-sol.

QCM n° 161
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
Dans le globe le transfert de chaleur se fait principalement sous deux formes : la conduction et la convection. Le transfert de chaleur par conduction est d'un mouvement de chaleur à travers de la matière immobile par agitation atomique. D'une manière générale, le flux moyen est l'expression de l'évacuation de chaleur par conduction, c'est à dire par diffusion à travers la lithosphère rigide. La conductibilité thermique des roches est très faible, ce mécanisme est efficace mais très lent.
Le transfert de chaleur par convection est un mouvement de chaleur associé à un mouvement de matière, celle‐ci transporte sa chaleur. Le flux géothermique, très élevée aux dorsales océaniques, traduit l'ascension importante de matière chaude à leur niveau. Le flux élevé sous les chapelets d'îles est l'expression du volcanisme.
A partir de l'étude de la carte mondiale des flux thermiques ci-dessous, cocher la proposition exacte pour chaque question.

QCM n° 7
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
La géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe ainsi que les processus industriels qui visent à l'exploiter, pour produire de l'électricité et/ou de la chaleur.
Contrairement à la géothermie classique, peu profonde, la géothermie à haute température est une technique de production d’électricité qui récupère la chaleur fossile dans les grandes profondeurs du sous sol : entre 2000 m et 5000 m !
Le but : faire tourner des turbines grâce à de la vapeur d’eau, récupérée à de très grandes profondeurs (entre 2 et 5 Kilomètres).
La géothermie profonde aussi appelée « haute température » utilise la technique de fracturation hydraulique (phase de « stimulation ») ainsi que des quantités importantes d’eau et de produits chimiques (acide chlorhydrique). Et ce pour augmenter la surface d’échange de chaleur, créer, déboucher et agrandir les fissures dans lesquelles l’eau va circuler.

Document 1 : différents types d'exploitations géothermiques


Document 2
: gradients géothermiques de différents forages en Europe


QCM n° 252
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
Le flux thermique (ou flux de chaleur) correspond au transfert thermique qui s'écoule par unité de temps entre deux milieux. Ce transfert d'énergie interne est réalisé du corps le plus chaud vers le corps le plus froid, ce qui produit à terme une égalisation des températures des deux corps en contact. Le gradient géothermique est 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, soit environ 3 °C tous les 100 mètres. Le document ci-dessous présente le flux géothermique de la planète qui est à l'origine du gradient géothermique.

QCM n° 160
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
La Guadeloupe ne dispose pas de ressources d'énergies fossiles. Mais la géothermie est un atout énergétique majeur. Ainsi, une centrale géothermique a pu être installée sur le site de Bouillante. A l'aplomb de ce site, se situe une zone de fracturation de la roche à environ 500 mètres de profondeur ; dans cette zone de fracturation, les eaux infiltrées (eau de pluie et eau de mer) se réchauffent. Document ci-dessous - Contexte géologique de l'île de la Guadeloupe. À partir des connaissances, répondre au QCM en cochant la bonne réponse.

QCM n° 10
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
Le gradient géothermique correspond à la variation de température entre 2 profondeurs. Il s’exprime en °C/m ou en K/km. En Europe, le gradient géothermique moyen est de 1°C tous les 33 m  soit 3°C tous les 100 m.

Le flux géothermique correspond au flux thermique qui atteint la surface en provenance des profondeurs de la Terre. Afin d’établir ce flux géothermique, on évalue, tout d’abord, la température des roches à différentes profondeurs, ce qui permet de calculer le gradient géothermique et on détermine en laboratoire la conductivité thermique des roches, c’est-à-dire la facilité avec laquelle une roche transmet la chaleur. La valeur moyenne du flux géothermique est de 0,06 W/m2 ou J/m2/s, ce qui représente un débit d’énergie, c’est-à-dire une puissance. Il s’agit donc d’une quantité d’énergie thermique dissipée par unité de surface et par unité de temps.

QCM n° 131
Thème 2A - GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE
La géothermie : quel est le principe ? L’idée est simple : il s’agit de récupérer l’énergie stockée sous nos pieds sous la surface de la Terre et de s’en servir pour chauffer les bâtiments ou produire de l’électricité. En France, la température moyenne au niveau du sol tout au long de l’année est de 10 à 14° C puis, au-delà de plusieurs de dizaines de centimètres, au fur et à mesure que l’on s’enfonce, elle augmente en moyenne de 3,3° C tous les 100 mètres (c’est ce que l’on appelle le gradient géothermal). Les roches peuvent ainsi atteindre 140° C à 4 000 mètres de profondeur ! Voilà une chaleur disponible 24 heures sur 24, 365 jours par an, qui ne dépend ni du climat, ni des saisons, ni du jour ou de la nuit. Pour peu qu'on sache correctement l'exploiter, nous avons donc sous les pieds une réserve d’énergie quasi-inépuisable car réapprovisionnée en permanence ! De plus, elle permet d’être indépendant au niveau énergétique par rapport à un pays tiers, ce qui n’est pas le cas aujourd’hui avec les énergies fossiles. Il existe deux modes d’exploitation de la chaleur du sous-sol : la production de chaleur et la production d’électricité. Avec la géothermie à très basse (température inférieure à 30° C) et basse énergie (température entre 30 et 90° C), on récupère la chaleur du sous-sol pour l’exploiter directement ou grâce à des pompes à chaleur. Elle servira à chauffer des maisons, des immeubles, des piscines…

Avec la géothermie à haute énergie (températures supérieures à 150° C), on exploite des zones naturellement plus chaudes où la vapeur d’eau, extraite du sous-sol, alimente des turbines pour produire de l’électricité.

QCM n° 162
Thème 2B - LA PLANTE DOMESTIQUÉE
Pour se nourrir, s’habiller, ou encore se soigner, l’Homme met à profit la biodiversité végétale. Il a d’abord utilisé des plantes sauvages, puis, il y a environ 10 000 ans, il a commencé à domestiquer les plantes afin de pouvoir les cultiver. Les espèces cultivées ont été sélectionnées artificiellement à partir des espèces sauvages dans des régions appelées foyers de domestication (qui diffèrent selon l’espèce cultivée concernée). Ce processus s’appelle domestication. Les caractères que l’Homme a sélectionnés sont ceux qui facilitent la culture, la récolte et l’utilisation de l’espèce cultivée.

QCM n° 207
Thème 2B - LA PLANTE DOMESTIQUÉE
La culture des plantes pour l'alimentation humaine mais aussi l'habillement, l'énergie, la médecine, etc., constitue un enjeu majeur pour l'humanité. Au Néolithique (12 000 à 4 000 environ avant J-C), la sédentarisation de l'homme s'est accompagnée d'une domestication des espèces végétales, qui s'est poursuivie depuis.

QCM n° 11
Thème 2B - LA PLANTE DOMESTIQUÉE
La plante domestiquée: le Riz doré. Cette variété a été développée pour essayer de compenser le déficit en vitamines A du riz en introduisant des gènes additionnels afin de permettre la synthèse de β-carotène. En 2005, la nouvelle variété appelée riz doré a été annoncée, qui produit jusqu'à 23 fois plus de β-carotène que la variété originale de riz doré.

QCM n° 100
Thème 2B - LA PLANTE DOMESTIQUÉE
En génétique, un hybride est un organisme issu du croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres (croisement intergénérique) différents. L'hybride présente un mélange des caractéristiques génétiques des deux parents (notamment, pour ce qui est de la sélection végétale). L'hybridation est généralement naturelle dans le sens qu'elle fait appel au processus normal de reproduction sexuée, mais elle peut aussi être provoquée par génie génétique.

QCM n° 167
Thème 2B - LA PLANTE DOMESTIQUÉE
La domestication d'une espèce, animale ou végétale, est l'acquisition, la perte ou le développement de caractères morphologiques, physiologiques ou comportementaux nouveaux et héréditaires, résultant d’une interaction prolongée, d'un contrôle voire d'une sélection délibérée de la part des communautés humaines. La principale utilité des plantes domestiques est la production alimentaire, ainsi que celle d'autres produits utiles comme, le coton, ou la soie. La domestication des plantes a accompagné les débuts de l'agriculture et a été un facteur essentiel du développement humain. Si elle a permis la révolution néolithique, c'est aussi un processus qui se prolonge aujourd'hui, l'homme ayant domestiqué un grand nombre d'espèces (plus de 200) végétales depuis la dernière période glaciaire il y a 10 000 ans.

QCM n° 165
Thème 2B - LA PLANTE DOMESTIQUÉE
Les espèces de blé les plus cultivées aujourd'hui sont le blé tendre, Triticum aestivum et le blé dur, Triticum turgidum. Les données archéologiques indiquent que ces espèces sont cultivées depuis 10000 ans.
Il existe également des espèces sauvages de blé : T. monococcum, T. speltoïdes et T. tauschi (T. = abréviation de Triticum). Les études cytologiques de toutes ces espèces ont permis d'établir l'origine des espèces de blé cultivées.

Document 1 : origine génétique des espèces cultivées et nombre de chromosomes de chacune des espèces. On précise que la méiose ne présente aucune anomalie dans les croisements présentés.

QCM n° 248