Fiche à trous · Terminale · SVT

Géologie des ressources — Énergie et matières premières

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L'aluminium est l'un des métaux les plus abondants de la croûte, et pourtant on ne l'extrait que dans quelques régions. L'abondance ne fait pas la ressource : il y faut une concentration.

Ressource, réserve, gisement

Règle

Piège

Employer « ressource » et « réserve » comme des synonymes quand on commente l'épuisement d'un gisement.

Devant un chiffre d'épuisement, demander : ressource ou réserve ?

Concentrer : les processus géologiques

Propriété

Les roches carbonées

Propriété

Le passage de la roche mère au gisement exploitable suppose deux conditions supplémentaires : la matière organique doit avoir séjourné dans une fenêtre de température adaptée — trop froid, elle ne se transforme pas ; trop chaud, elle se dégrade —, et les hydrocarbures formés, plus légers, doivent avoir migré puis avoir été arrêtés par une roche imperméable formant un piège. Quatre conditions doivent donc être réunies simultanément, ce qui explique la rareté des gisements.

Exploiter : coûts et limites

Propriété

Le recyclage allonge la durée d'usage des matières déjà extraites mais ne supprime pas le besoin d'extraction : il est limité par les pertes à chaque cycle, par la dispersion de certains métaux dans des alliages ou des composants où ils sont inséparables, et par la croissance de la demande. Le présenter comme une solution complète est inexact ; le présenter comme inutile l'est tout autant.

Une ressource qui ne s'extrait pas : la géothermie

Définition — Géothermie :

La géothermie n'est pas inépuisable pour autant : un réservoir exploité plus vite qu'il ne se réalimente en chaleur se refroidit localement. La ressource est renouvelable à l'échelle du flux, non à celle d'un prélèvement quelconque — distinction qui vaut aussi pour l'eau d'une nappe, et que le mot « renouvelable » masque souvent.

Expliquer la formation et l'exploitation d'un gisement

Ai-je distingué ressource et réserve ?
Ai-je rappelé qu'une réserve dépend du prix et des techniques ?
Ai-je nommé le processus de concentration à l'origine du gisement ?
Pour une roche carbonée, ai-je cité les quatre conditions ?
Ai-je mentionné la migration et le piège pour les hydrocarbures ?
Ai-je évoqué la baisse des teneurs et ses conséquences ?

Corrigé · à détacher

Géologie des ressources — Énergie et matières premières

1. Un élément abondant dans la croûte n'est pas pour autant exploitable : il faut qu'un processus géologique l'ait concentré au-delà d'un seuil qui rend l'extraction rentable. Un gisement est une accumulation localisée dépassant ce seuil ; la roche qu'on en extrait pour en tirer le métal s'appelle le minerai, par opposition aux stériles qu'on écarte. La teneur moyenne de la croûte est le point de comparaison : un gisement représente une concentration de plusieurs dizaines à plusieurs milliers de fois cette teneur selon les éléments.
2. $g i se m e n t = co n ce n t r a t i o nbi e na u - d e l \overset{a}{ˋ} d e l a t e n e u r cr u s t a l e m oy e nn e$
3. Plusieurs mécanismes concentrent les éléments. La cristallisation fractionnée d'un magma sépare les minéraux selon leur température de cristallisation et enrichit certains résidus. La circulation de fluides hydrothermaux dissout des éléments en profondeur et les redépose dans des fractures. L'altération continentale en climat chaud et humide lessive les éléments solubles et laisse sur place les éléments insolubles — c'est l'origine des latérites et des bauxites. Enfin, des processus sédimentaires trient et accumulent selon la densité ou la chimie du milieu.
4. La formation des roches carbonées suppose une production de matière organique abondante, une préservation de cette matière — donc un milieu pauvre en dioxygène, où elle échappe à la décomposition —, un enfouissement rapide sous des sédiments, et une transformation sous l'effet de la température et de la pression. Le charbon se forme à partir de végétaux continentaux accumulés en milieu palustre ; le pétrole et le gaz à partir de matière organique surtout marine, dans des bassins sédimentaires.
5. L'exploitation d'un gisement a des coûts qui ne figurent pas dans son prix de vente : consommation d'énergie et d'eau, production de stériles et de résidus, atteintes aux milieux, et émissions liées à l'extraction comme à l'usage. La teneur des gisements exploités tend en outre à décroître avec le temps, les plus riches étant exploités en premier : à quantité extraite égale, l'énergie nécessaire et les volumes de déchets augmentent.
6. La géothermie exploite la chaleur interne de la Terre, issue pour l'essentiel de la radioactivité du manteau et de la croûte. Contrairement à un minerai ou à une roche carbonée, elle ne prélève pas de matière : elle capte un flux. Son intérêt dépend donc du gradient géothermique local — l'augmentation de température avec la profondeur —, bien plus élevé dans les zones volcaniques et près des dorsales que sous un vieux continent stable.
7. Nommer l'élément ou la ressource, et rappeler sa teneur moyenne dans la croûte.
8. Identifier le processus de concentration : magmatique, hydrothermal, d'altération ou sédimentaire.
9. Pour une roche carbonée, vérifier les quatre conditions : production, préservation, enfouissement, transformation.
10. Distinguer ce qui relève de la ressource et ce qui relève de la réserve.
11. Conclure sur les coûts d'exploitation, y compris ceux qui ne figurent pas dans le prix.