Principe de la conduction thermique
Définition : Transfert d'énergie thermique par contact direct entre particules, sans déplacement macroscopique de matière. C'est le principal mode de transfert dans la croûte terrestre.
\( \varphi = -\lambda \frac{dT}{dz} \)
Loi de Fourier de la conduction thermique
Caractéristiques :
Se produit dans les solides
Par agitation des atomes/molécules
Du chaud vers le froid
Par agitation des atomes/molécules
Du chaud vers le froid
Loi de Fourier
Conductivité thermique (W/m·K)
Gradient thermique (K/m)
Valeurs typiques
Granite : λ ≈ 2.5 W/(m·K)
Eau : λ ≈ 0.6 W/(m·K)
Péridotite : λ ≈ 3.5 W/(m·K)
Gradient géothermique :
Moyenne : 25-30°C/km
Variable selon les régions
Plus élevé en contexte volcanique
Variable selon les régions
Plus élevé en contexte volcanique
Rôle dans la Terre
Dans la croûte : principal mode de transfert
Manteau : secondaire par rapport à la convection
Noyau : conductivité élevée mais faible épaisseur
Applications
Géothermie (énergie renouvelable)
Mesure du flux géothermique
Modélisation thermique des bassins sédimentaires
Exemples de flux :
Océan : 100 mW/m²
Zone active : 150-200 mW/m²
Craton : 40-50 mW/m²
Zone active : 150-200 mW/m²
Craton : 40-50 mW/m²
Différences avec autres modes
Conduction : transfert par contact direct
Convection : transfert par déplacement de matière
Rayonnement : transfert par ondes électromagnétiques
Facteurs influençant λ
- Composition minéralogique
- Température (λ diminue avec T)
- Pression (λ augmente avec P)
- Porosité (λ diminue avec porosité)
- Humidité (λ augmente avec H₂O)
Erreurs Fréquentes
Erreur 1 :
Confondre conductivité et capacité thermique
Erreur 2 :
Négliger la variation de λ avec la température
Erreur 3 :
Considérer la conduction comme le seul mode dans le manteau
