La planète terre:varia

La planète terre:
a
planète Terre est une
énigme : troisième plus
proche satellite en orbite
autour du Soleil après Mercure
et Vénus, elle n’est que l’une des
huit planètes faisant partie du
système solaire. Si l’on consi
dère que notre galaxie, la Voie
lactée, comporte probablement
240 milliards d’autres planètes
et que l’ensemble de l’Univers
en compte un nombre incompa
rablement plus gigantesque, on
pourrait en déduire la banalité de
l’astre sur lequel nous vivons.
L
a Terre n’est pourtant pas
banale : l’énergie qu’elle reçoit
permet l’explosion de la vie et
une profusion de ressources, qui
sont utilisées et consommées. Le
cycle de la création de l’énergie
qui se transforme reste un phéno
mène rare et fascinant. Végétaux,
animaux et êtres humains font
partie de ce cycle. Leur présence
rend la géographie terrestre
passionnante.
LA PLANÈTE TERRE,
RESSOURCES
ET CONSOMMATION
THÈME
1
UN VILLAGE AUX PAYS-BAS AU PRINTEMPS
La présence de l’eau, les arbres en fleur, l’église
et les maisons du village évoquent la douceur et
la grande harmonie des rapports entre le cadre
naturel et le monde des hommes. La combinaison
de l’énergie naturelle, de l’eau et des températures
clémentes rend la vie possible et les ressources
abondantes.
LA TERRE VUE DE LA LUNE AU-DESSUS
DU CRATÈRE COMPTON
Cette image a été prise, non par une mission Apollo
des années 1970, mais par le satellite LRO (Lunar
Reconnaissance Orbiter) en 2015. La stérilité de la
surface lunaire, qui apparaît grise, est à l’opposé de
la tonalité bleue de la Terre qui est pourvue d’eau
et d’une atmosphère riche en oxygène. La profusion
d’énergie et de ressources sur Terre est visible dans
ce halo bleu. La Lune, par contraste, ne transmet
l’énergie qu’elle reçoit que par rayonnement.
19
18
C
e qui caractérise la Terre dans le système solaire, c’est l’impor
tance de l’eau, visible depuis l’espace, et qui explique son sur
nom mérité de «
planète bleue
». L’eau a permis l’apparition de la
vie sur Terre il y a quelques 3,8 milliards d’années. D’elle, les hommes
dépendent pour vivre : sans eau, un être humain meurt au bout de quatre
jours. D’elle, dépendent aussi les grands défis du XXI
e
siècle : l’alimenta
tion, la santé, le développement économique… Bien qu’abondante, l’eau
se retrouve aujourd’hui au centre de tensions sociales ou géopolitiques.
Une planète dominée par l’eau
1
CHAP.
Quels sont les grands défis liés à l’eau
?
LA TERRE VUE DU CIEL
Vue de l’espace, la Terre est une planète
bleue, dominée par l’eau.
PUITS DANS LE SAHARA, AU MAROC
L’eau est présente partout sur Terre,
mais elle est plus ou moins acces
sible. Le proverbe touareg «
Aman
iman
», («
l’eau c’est la vie
») existe
dans beaucoup d’autres langues.
Pour les nomades qui vivent dans
le désert du Sahara, les puits déter
minent les itinéraires des caravanes
et la circulation des troupeaux.
21
20
DEVINETTE
Qu’est-ce qu’une source vauclusienne
?
Réponse : 2. C’est la sortie à l’air libre d’une rivière souterraine qui a longtemps
cheminé sous terre. Le cas est fréquent dans les calcaires où la circulation souterraine
est possible car le calcaire est une roche particulièrement soluble. On nomme ces
sources vauclusiennes, parce que le Vaucluse, dans les Alpes du Sud, possède une
source de ce type.
DEVINETTE
Qu’est-ce qu’un puits artésien
?
Réponse : 1. C’est un puits qui donne de l’eau jaillissante sous
pression. Ce cas est possible lorsqu’on trouve une succession
de roches de haut en bas alternativement imperméables puis
perméables, les roches imperméables étant gorgées d’eau (couches
aquifères). Si les réservoirs naturels sont plus élevés que la surface
du sol où l’on fore le puits, l’eau jaillit en surface. Ce phénomène est
courant en Artois d’où le nom de puits artésien.
1
Un puits qui voit l’eau jaillir naturellement sous
pression ?
2
Un puits creusé par un artisan puisatier
?
3
Un puits typique de la province de l’Artois
?
1
Une source qui fonctionne par intermittence
?
2
La sortie à l’air libre d’une rivière souterraine déjà adulte
?
3
Une source d’eau gazeuse
?
ANECDOTE
C’est une rivière à source vauclusienne, mais particulière
ment originale. En effet, la Loue sort adulte des calcaires
du plateau d’Ornans au nord du Jura, mais on ne connais
sait pas l’origine de ses eaux. Or en 1901, l’usine Pernod
de Pontarlier fut détruite par un incendie et dix millions de
litres d’alcool et d’absinthe se déversèrent dans le Doubs.
Quatre jours plus tard, la Loue était fortement alcoolisée,
ce qui prouvait un passage souterrain (on dit une «
perte
»)
entre le Doubs et la Loue. On imagine la joie des poissons…
L’ORIGINALITÉ DE LA RIVIÈRE
LOUE DANS LE JURA
LE GRAND BASSIN ARTÉSIEN
EN AUSTRALIE
Le cas le plus spectaculaire est celui du Grand
Bassin artésien d’Australie. Dans cette région
qui est l’une des plus sèches du monde, un
aquifère immense s’étend en profondeur du lac
Eyre au golfe de Carpentarie. Les puits arté
siens creusés jusqu’au grès poreux y donnent
de l’eau tiède (souvent 30 °C) et plus ou moins
salée, ce qui plaît aux bovins que l’on élève
dans la région. Cette nappe aquifère repré
sente 8
700 milliards de mètres cubes d’eau.
500 km
N
Puits artésien
Niveau de l’eau souterraine
A
B
A
B
Tropique du capricorne
Coupe :
Couche de sables
Couche imperméable
Couche poreuse gorgée d’eau (grès)
Carte :
Étendue du bassin Artésien
Cours d’eau de surface
et lac Eyre
Loue
Doubs
Doubs
Ornans
Arbois
Salins
Pontarlier
Source de la Loue
Incendie de l’usine
Pernod en 1901
20 km
Altitude supérieure à 500 m
Écoulement souterrain de la Loue
Altitude supérieure à 500 m
É
coulement souterrain de la Loue
Puits artésien
LE SAVIEZ-
VOUS ?
Complète la grille avec les mots appropriés.
1.
Réservoir d’eau souterrain
2.
Pluie, neige, grêle
3.
Embouchure divisée en une multitude
de petits bras
4.
Une rivière qui se jette dans un fleuve
5.
Naissance d’un cours d’eau
6.
Il peut arrêter les nuages et provoquer
la pluie
7.
La surface couverte par l’eau d’une rivière
8.
Quand l’eau coule à la surface du sol
9.
Quand l’eau d’un cours d’eau déborde
10.
Construction humaine qui permet
d’arrêter l’eau, de la pomper ou de produire
de l’électricité
11.
Du côté de la montagne…
12.
Eau qui peut être bue par l’homme
13.
Un petit cours d’eau en montagne
Solution : 1. nappe phréatique ; 2. précipitations ; 3. delta ;
4. affluent ; 5. source ; 6. relief ; 7. lit ; 8. ruissellement ;
9. inondation ; 10. barrage ; 11. amont ; 12. potable ; 13. torrent.
1
8
9
2
3
4
5
7
12
6
11
10
13
MOTS CROISÉS DE LA TERRE
37
36
L’
énergie est une ressource indispensable, sur laquelle reposent
les sociétés humaines pour le transport, le chauffage, l’éclai
rage, le fonctionnement des usines… Aujourd’hui nos sociétés
dépendent de trois énergies non renouvelables : le pétrole, le charbon,
le gaz. Un premier défi va donc être de faire face à l’épuisement annoncé
de ces trois ressources. Un autre défi sera de faire face à l’augmentation
spectaculaire de la consommation mondiale en énergie.
Les défis de l’énergie
2
CHAP.
Quel est le rôle joué par les ressources
énergétiques dans le développement
des territoires ?
HONG KONG, UNE VILLE AUX FORTS BESOINS ÉNERGÉTIQUES
Hong Kong est considérée comme la ville la plus lumineuse
au monde. Cela s’explique par les fortes densités de popula
tion observées dans la ville, mais aussi par son haut niveau de
développement.
L’ÉCLAIRAGE EN AFRIQUE LA NUIT
Cette reconstitution à partir d’images
spatiales de la luminosité terrestre
la nuit met en évidence le contraste
entre les pays s’étendant de l’Europe
au Japon, où l’éclairage public et privé
est intense, et la plus grande partie de
l’Afrique, mal éclairée ou non éclairée ,
sauf dans ses deux extrémités et dans
la vallée du Nil.
39
38
Équateur
Gisements énergétiques fossiles
Hydrocarbures (pétrole et gaz)
Houille
Énergies
renouvelables
et déchets
(hors électricité)
9,6 %
Charbon
(hors électricité)
3,3 %
Produits
pétroliers
raffinés
(hors électricité)
45,1 %
Consommation
d’énergie finale en
France en 2015*
162,2 Mtep
*Consommation corrigée
des variations climatiques
Gaz naturel
(hors électricité)
19,1 %
Électricité
22,9 %
Hydrocarbures (pétrole et gaz)
Houille
100 km
Golfech
Le Blayais
Civaux
Belleville
Saint-Alban
Cruas
Tricastin
Bugey
Dampierre
Nogent
Cattenom
Chooz
Gravelines
Paluel
Penly
Flamanville
Chinon B
Saint-Laurent
La Hague
Allemagne
(16,5)
Suisse
(11,7)
Italie
(14,9)
Espagne
(6,2)
Royaume-Uni
(11,8)
Puissance installée
des centrales nucléaires (MW)
Exportation d’électricité permise
par la production des centrales
nucléaires (milliards de kWh)
5 200
3 600
2 900
2 600
1 800
Usine d’enrichissement
de l’uranium
Usine de retraitement
des combustibles irradiés
A. Les énergies fossiles
Les trois grandes
énergies fossiles
sont le charbon, le pétrole et le gaz.
On les trouve dans le sol, à plus ou moins grande profondeur. Elles sont
issues de la décomposition, il y a plusieurs milliers d’années, de débris
végétaux (pour le charbon) ou de planctons (pour le pétrole et le gaz).
Les bassins sédimentaires sont ainsi souvent riches en hydrocarbures
(pétrole, gaz) alors que les bordures des massifs anciens sont riches en
charbon (Appalaches).
Utilisées parfois depuis longtemps (pétrole), leur exploitation s’est vrai
ment intensifiée à l’ère industrielle : le charbon a ainsi été ressource
principale de la première révolution industrielle, utilisé aussi bien pour
faire tourner les machines à vapeur que pour produire de l’acier. Le
pétrole joue lui un rôle croissant à partir du XX
e
siècle avec l’essor du
moteur à explosion et de l’automobile, de l’aéronautique, mais aussi de
la plasturgie et de la pétrochimie.
B. L’énergie nucléaire
L’énergie nucléaire repose sur des minerais dont les stocks sont limi
tés (uranium, plutonium). Elle utilise la chaleur libérée par la
fission
de
noyaux d’uranium ou de plutonium pour fournir de l’énergie, et pourrait
à l’avenir utiliser leur
fusion
. Son avantage est double : elle a permis à
des pays dénués d’énergies fossiles de développer une certaine indé
pendance énergétique à partir des années 1970 (le nucléaire fournit
ainsi 77
% de l’électricité en France), et par ailleurs elle ne rejette pas de
gaz à effet de serre. De nombreuses controverses existent cependant
quant au stockage des déchets radioactifs et risques liés à son utilisa
tion (accidents nucléaires de Tchernobyl et Fukushima).
C. Les énergies non conventionnelles
Des progrès techniques permettent aujourd’hui d’exploiter des énergies
dites non conventionnelles : sables bitumineux au Canada, gaz et pétrole
de schiste aux États-Unis. Ces énergies non conventionnelles ont per
mis aux États-Unis d’acquérir une certaine indépendance énergétique,
mais elles sont critiquées car leur exploitation est jugée très polluante
et est donc interdite en Europe. Le gaz de schiste est ainsi extrait du sol
à l’aide de la technique de la fracturation hydraulique, jugée dangereuse
pour le sous-sol. Des progrès techniques permettent enfin d’exploiter
des gisements
offshore
profonds, autrefois inaccessibles ou non ren
tables (Brésil).
Les énergies non renouvelables
LEÇON
1
2
4
3
LE BOUQUET ÉNERGÉTIQUE
FRANÇAIS (2015)
Le diagramme montre la ventilation des éner
gies utilisées dans la production d’électricité ; à
ne pas confondre avec la consommation éner
gétique globale dans laquelle le pétrole repré
sente 42
% du total.
STOCKAGE DU PÉTROLE
EN ARABIE SAOUDITE
L’Arabie saoudite, l’un des princi
paux producteurs de pétrole brut du
monde, stocke le pétrole extrait de
son sous-sol dans d’immenses réser
voirs d’hydrocarbures auprès des
quels les navires pétroliers viennent
s’approvisionner.
L’ÉNERGIE NUCLÉAIRE
EN FRANCE (2010)
Les centrales nucléaires comportent chacune
plusieurs réacteurs (dont certains sont arrê
tés) ; elles exigent d’énormes quantités d’eau
pour refroidir ces derniers, c’est pourquoi
elles sont construites sur des fleuves ou sur le
littoral.
Le commerce du pétrole est très spéculatif car il dépend des
niveaux de production et des stocks, qui dépendent eux-mêmes
de décisions politiques. Les estimations des réserves ne sont pas
toujours sûres.
LES GISEMENTS ÉNERGÉTIQUES FOSSILES
La prospection des hydrocarbures dépend du prix du pétrole
brut ; lorsqu’il est élevé, la prospection reprend et l’exploitation
augmente.
Énergies fossiles
énergies produites à partir
de charbon, de pétrole ou de
gaz, issus de la fossilisation
d’êtres vivants (planctons)
ou de matières organiques
(arbres, végétaux), enfouis
dans le sol pendant des
millions d’années.
Fission nucléaire
processus où deux
noyaux atomiques légers
s’assemblent pour former
un noyau plus lourd.
Processus utilisé dans les
centrales nucléaires.
Fusion nucléaire
se produit dans la
combustion des étoiles et
du Soleil et n’engendre
pas de déchets radioactifs.
Des atomes à très haute
température se rapprochent
et fusionnent. Ce processus
n’est pas encore maîtrisé
par l’homme.
Offshore
terme anglais (littéralement
« en dehors des côtes
», «
au
large
»), utilisé pour désigner
des activités en mer.
DÉFINITIONS :
5
LES PRINCIPAUX PRODUCTEURS MONDIAUX DE PÉTROLE
MILLIERS DE BARILS/JOUR
EN 2014
PART DE LA PRODUCTION
MONDIALE
ARABIE SAOUDITE
11 505
13,0 %
É
TATS-UNIS
11 723
13,0 %
RUSSIE
10 838
12,4
%
CHINE
4 246
4,9 %
1
41
40
100 km
100 km
LEÇON
2
Contrairement aux énergies fossiles et à l’énergie nucléaire, il ne s’agit
pas d’énergies de stocks, donc limitées, mais d’énergies de flux, qui se
renouvellent sans cesse.
A. L’énergie hydraulique
L’énergie hydraulique est utilisée depuis longtemps : des moulins à eau
permettaient autrefois d’utiliser la puissance de l’eau pour scier du bois,
forger des métaux. Depuis la fin du XIX
e
siècle, l’hydroélectricité permet
de produire de l’électricité à l’aide de grands barrages. Elle a l’avantage
d’être souple et constitue en France une source d’appoint, mais des réa
lisations gigantesques ont eu des conséquences sociales et écologiques
problématiques. Le barrage des Trois-Gorges, en Chine, a détruit de
nombreux villages et a déplacé 1,5 million de personnes.
L’énergie des marées est utilisée pour produire de l’électricité en France
(usine marémotrice de la Rance) ou en Corée du Sud. Mais cette techno
logie est limitée. Des projets cherchent par ailleurs à utiliser l’énergie des
courants marins (
hydroliennes
) ou l’énergie de la houle (
houlomotrice
).
B. L’énergie éolienne
L’énergie éolienne est elle aussi utilisée depuis longtemps : au Moyen
Âge, des moulins à vent permettaient de moudre des grains ou de pres
ser des olives. Depuis le début des années 2000, elle connaît un renou
veau spectaculaire. Certains pays sont devenus les champions de l’éo
lien comme l’Allemagne et l’Europe du Nord, bien que cela présente deux
inconvénients : le caractère aléatoire du vent et l’impact sur le paysage.
On implante désormais les parcs éoliens en mer (offshore) car les vents
y sont plus réguliers.
C. L’énergie solaire
L’énergie solaire, du fait de son faible rendement, a confiné longtemps
son utilisation au chauffage domestique ou collectif (toits équipés de
panneaux solaires), même si des centrales solaires de grande taille sont
construites en France dans les régions du Sud comme Cestas (Gironde).
Si les régions les plus ensoleillées dans le monde sont destinées à être
équipées (Espagne, Californie, Maroc), l’Allemagne représentait 45
%
du parc mondial installé en 2015. Ces énergies ont l’avantage d’être
propres et inépuisables, servant d’appoint, mais non souples (stockage
impossible). L’énergie solaire est utilisée indirectement pour la produc
tion de
biomasse
terrestre (production d’énergie grâce à la décomposi
tion de déchets) ou de biomasse marine (à base d’algues).
Les énergies renouvelables
UN GISEMENT ÉOLIEN EN FRANCE
La tramontane (entre Pyrénées et Massif central)
et le mistral (couloir rhodanien) sont les vents les
plus puissants du pays. Si le vent augmente sur les
reliefs, il est plus régulier sur les côtes. Plusieurs
champs éoliens sont en cours d’installation au sud
de la Bretagne et en Manche.
HAUTEUR DES ÉOLIENNES
ET PRODUCTION D’ÉNERGIE
MOYENNE ANNUELLE
D’INSOLATION EN FRANCE
La centrale solaire Thémis de
Targassonne (Pyrénées-Orientales),
édifiée au début des années 1980,
était une centrale expérimentale,
elle a aujourd’hui cessé son activité.
Cestas (Gironde) représente la plus
grosse et la plus récente en France
avec 300 MW (soit le tiers d’un réac
teur nucléaire moyen).
UNE CHAUFFERIE ALIMENTÉE PAR LA BIOMASSE
Cette chaufferie au bois alimentant le chauffage urbain de Saint-Germain-en-
Laye couvre 60
% des besoins de la commune (3
900 logements) grâce à 12
500
tonnes de bois provenant en partie de la ville.
UN PANNEAU SOLAIRE
La performance des panneaux photovoltaïques a été fortement
améliorée ces deux dernières décennies, ce qui explique la multi
plication des sites dans le monde.
1
Biomasse
énergie produite à partir de la
combustion ou dégradation
de matières organiques (bois,
végétaux, déchets agricoles
ou ménagers). Plus ancienne
énergie utilisée par l’homme,
depuis la découverte du feu à
la préhistoire.
Houlomotrice
énergie des vagues.
Énergie produite grâce au
mouvement de la houle.
Hydrolienne
turbine sous-marine,
qui utilise l’énergie des
courants pour produire de
l’électricité.
DÉFINITION :
2
4
5
3
Moyenne annuelle d’insolation en heures
d’ensoleillement :
> 2 600
2 600
2 000
< 1 800
Plaine
Moins de 400
400-700
700-1 200
1 200-1 800
Plus de 1 800
Colline
Moins de 150
150-250
250-400
400-700
Plus de 700
Côte maritime
Moins de 100
100-200
200-300
300-500
Plus de 500
Cestas
Targassonne
Puissance en w/m
2
:
Cathédrale
de Strasbourg
hauteur = 124 m
Diamètre = 125 m
Puissance = 5 MW
Diamètre = 70 m
Puissance = 1,5 MW
Diamètre = 30 m
Puissance = 0,3 MW
43
42
Par défaut

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