Le terme « flux thermique géothermique » désigne l’énergie thermique qui se dissipe constamment de ses sources à l’intérieur de la terre vers la surface, soit par convection, soit par conduction. La chaleur géothermique est la force motrice d’une variété de processus géologiques à plusieurs échelles qui se déroulent dans la croûte terrestre, par exemple la tectonique des plaques. Elle est également à l’origine de réactions chimiques telles que la dégradation thermique de la matière organique, qui conduit à la formation d’hydrocarbures (pétrole et gaz). La température interne de la terre augmente avec la profondeur. Près de la surface, le gradient géothermique moyen est relativement constant avec en moyenne 30 K pour chaque kilomètre de profondeur. Cependant, il existe aussi des endroits où il peut être plus élevé, par exemple le long des dorsales médio-océaniques ou des panaches mantelliques.
Comment le flux de chaleur est-il déterminé ?
Même s’il est appelé mesures du flux de chaleur, le flux de chaleur lui-même n’est pas mesuré directement. Mais en se basant sur l’hypothèse, que la conduction thermique est le processus de transport dominant à travers la croûte terrestre, et que le flux de chaleur conductif se produit dans la direction de la température décroissante, le flux de chaleur peut être calculé comme le produit du gradient thermique vertical et de la conductivité thermique (loi de Fouriers). Si toutefois d’autres mécanismes comme l’advection de chaleur sont impliqués (par exemple les processus d’écoulement des fluides), le transport de chaleur peut être caractérisé par des gradients thermiques non linéaires et se produire également horizontalement.
Quelle est l’utilité des mesures de flux thermique ?
Dans le domaine de la géologie pétrolière, les mesures de flux thermique sont essentielles dans l’exploration de nouveaux réservoirs de pétrole et de gaz, car elles fournissent des contraintes critiques pour la modélisation des bassins sédimentaires et aident aux calculs de maturité thermique. Les mesures de flux thermique permettent également d’analyser la stabilité des dépôts d’hydrates de gaz.
Le marché en plein essor de l’énergie éolienne offshore a ouvert un nouveau champ d’activité pour les mesures de flux thermique, car en particulier les valeurs de conductivité thermique fournissent des informations utiles pour estimer les mécanismes de dissipation de l’énergie thermique et aussi l’impact environnemental des câbles électriques.
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