Chapitre 7
Activité 1 - documentaire
Le Soleil à l'origine des combustibles fossiles
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Introduction
La biomasse issue de la photosynthèse, une fois morte, est généralement
dégradée et minéralisée par des organismes dans le sol. Mais, dans certaines
conditions, cette matière organique peut être fossilisée.
Comment l'énergie solaire est-elle stockée à long terme ?
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- La sédimentation
- La formation de roches sédimentaires
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Documents
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Doc. 1L'observation de roches carbonées
Fossile de fougère dans un schiste houiller.
Les schistes houillers sont les roches trouvées au contact des gisements de charbon (roche visible au premier plan). Le charbon est un combustible fossile.
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Doc. 2Une reconstitution de forêt dense du Carbonifère, il y a environ 300 millions d'années
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Doc. 3La formation d'une couche de charbon
Les trois schémas a, b, c représentent trois étapes chronologiques de la formation de charbon par enfouissement de matière organique des végétaux terrestres. L'enfoncement de la croûte provoque une augmentation de la pression et de la température accompagné d'un appauvrissement en oxygène.
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Doc. 4La durée de formation des combustibles fossiles
Les énergies fossiles (le gaz naturel, le pétrole et la houille dont on extrait le charbon) mettent des millions d'années à se former. La durée exacte de leur formation dépend de différentes conditions (température, pression, profondeur, etc.). Selon les spécialistes, les gisements actuels datent de deux périodes principales (200 à 350 millions d'années et 20 à 150 millions d'années). On estime que moins de 1 % de la biomasse des êtres vivants qui ont peuplé la Terre a formé les ressources fossiles.
On peut faire un petit calcul : si l'on compare la durée de formation des énergies fossiles (environ 200 millions d'années) à une durée d'une semaine, les hommes commencent à utiliser les énergies fossiles le dimanche à moins d'une seconde de minuit. À minuit, les énergies fossiles sont épuisées.
On peut faire un petit calcul : si l'on compare la durée de formation des énergies fossiles (environ 200 millions d'années) à une durée d'une semaine, les hommes commencent à utiliser les énergies fossiles le dimanche à moins d'une seconde de minuit. À minuit, les énergies fossiles sont épuisées.
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Doc. 5Les étapes de la formation du pétrole et du gaz
a. Dans certaines conditions, les êtres vivants morts tombent au fond de l'océan et sont rapidement ensevelis par les sédiments.
b. En l'absence de dioxygène, la matière organique enfouie se transforme très lentement (plusieurs dizaines de millions d'années) en pétrole sous l'effet de la température et de la pression.
c. Le pétrole formé remonte jusqu'à une roche réservoir recouverte d'une couche imperméable.
d. En haut de la couche de pétrole, une poche de gaz naturel (du méthane \mathrm{CH}_4) se forme souvent.
On estime actuellement les réserves mondiales de pétrole, c'est-à-dire le pétrole que l'on est sûr de pouvoir exploiter un jour, à 1 200 milliards de barils, soit 1,9 \times 10^{11} m3.
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Doc. 6Quelques caractéristiques des principaux combustibles fossiles
| Type de combustible fossile | Pouvoir calorifique par unité de masse (kJ.kg-1) | Émissions de gaz à effet de serre (kg de CO2 par kg de combustible brûlé) |
|---|---|---|
| Pétrole brut | 41,9 x 103 | 3,07 |
| Gaz naturel | 49,6 x 103 | 2,77 |
| Charbon (anthracite) | 26,7 x 103 | 2,64 |
Pétrole brut obtenu directement après extraction.
Brûleur de gaz naturel.
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Combustible fossile : combustible riche en carbone formé par la transformation de matière organique enfouie dans le sol pendant plusieurs millions d'années.
Houille : roche carbonée présentant 80 à 90 % de sa masse en atomes de carbone, et qui, lorsqu'elle est exploitée comme combustible fossile, est appelée charbon.
Pouvoir calorifique par unité de masse : énergie libérée par la combustion d'un kilogramme de matière.
Roche carbonée : roche résultant de l'enfouissement de sédiments riches en matière organique.
Houille : roche carbonée présentant 80 à 90 % de sa masse en atomes de carbone, et qui, lorsqu'elle est exploitée comme combustible fossile, est appelée charbon.
Pouvoir calorifique par unité de masse : énergie libérée par la combustion d'un kilogramme de matière.
Roche carbonée : roche résultant de l'enfouissement de sédiments riches en matière organique.
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Questions
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1. Doc. 1, Doc. 2 et Doc. 3 Rédigez un texte expliquant les grandes étapes nécessaires à la formation du charbon.
2. Doc. 3, Doc. 4 et Doc. 5 Comparez la formation du charbon et du pétrole sous forme de tableau.
3. Doc. 4 et Doc. 5 Expliquez pourquoi les combustibles fossiles ne peuvent pas être considérés comme des énergies renouvelables à l'échelle du temps humain.
4. Doc. 4 et Doc. 6 Listez les avantages et les inconvénients de l'usage massif des combustibles fossiles.
5. Synthèse Expliquez en quoi les combustibles fossiles stockent tous indirectement l'énergie issue du Soleil.
| Formation de charbon | Formation de pétrole | |
|---|---|---|
| Matière organique d'origine | ||
| Durée de formation | ||
| Conditions de formation |
3. Doc. 4 et Doc. 5 Expliquez pourquoi les combustibles fossiles ne peuvent pas être considérés comme des énergies renouvelables à l'échelle du temps humain.
| Avantages de l'usage massif des combustibles fossiles. | Inconvénients de l'usage massif des combustibles fossiles. |
|---|---|
5. Synthèse Expliquez en quoi les combustibles fossiles stockent tous indirectement l'énergie issue du Soleil.
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