Géophysique : flux de chaleur

[Pachy]

Bonjour,

Si on reporte les points sur un graphique représentant T en fonction de z, reliant les 7 points 'limites' de couches deux à deux, on obtient une ligne brisée nette, avec des ruptures de pente nettes entre couches gréseuses et couches schisteuses, ce qui correspond bien aux calculs des gradients par quotient

(Tn - Tn-1) / (Zn - Zn-1) n et n-1, indices des points limites.

Pour le problème du rôle de la schistosité, une orientation privilégiée de la structure du schiste, il est logique que celle-ci joue un rôle. Et notamment que le parallélisme du plan de schistosité avec l'orientation d'un 'tube de propagation de chaleur' (identifiant à un modèle 'fluide') favorise fortement la propagation de cette chaleur.

Je suis pa

[Pachy]

Bonjour,

Si on reporte les points sur un graphique représentant T en fonction de z, reliant les 7 points 'limites' de couches deux à deux, on obtient une ligne brisée nette, avec des ruptures de pente nettes entre couches gréseuses et couches schisteuses, ce qui correspond bien aux calculs des gradients par quotient

(Tn - Tn-1) / (Zn - Zn-1) n et n-1, indices des points limites.

Pour le problème du rôle de la schistosité, une orientation privilégiée de la structure du schiste, il est logique que celle-ci joue un rôle. Et notamment que le parallélisme du plan de schistosité avec l'orientation d'un 'tube de propagation de chaleur' (identifiant à un modèle 'fluide') favorise fortement la propagation de cette chaleur.

Je suis pa

[Pachy]

Bonjour,

Si on reporte les points sur un graphique représentant T en fonction de z, reliant les 7 points 'limites' de couches deux à deux, on obtient une ligne brisée nette, avec des ruptures de pente nettes entre couches gréseuses et couches schisteuses, ce qui correspond bien aux calculs des gradients par quotient

(Tn - Tn-1) / (Zn - Zn-1) n et n-1, indices des points limites.

Pour le problème du rôle de la schistosité, une orientation privilégiée de la structure du schiste, il est logique que celle-ci joue un rôle. Et notamment que le parallélisme du plan de schistosité avec l'orientation d'un 'tube de propagation de chaleur' (identifiant à un modèle 'fluide') favorise fortement la propagation de cette chaleur.

Je suis pa

[Pachy]

Bonjour,

Si on reporte les points sur un graphique représentant T en fonction de z, reliant les 7 points représentatifs successifs 'limites' de couches, deux à deux, on obtient une ligne brisée nette, avec des ruptures de pente nettes entre couches gréseuses et couches schisteuses, ce qui correspond bien aux calculs des gradients par quotient

(Tn - Tn-1) / (Zn - Zn-1) n et n-1, indices des points limites.

Pour le problème du rôle de la schistosité, une orientation privilégiée de la structure du schiste, il est logique que celle-ci joue un rôle. Et notamment que le parallélisme (ou la perpendicularité?) du plan de schistosité avec l'orientation d'un 'tube de propagation de chaleur' (identifiant à un modèle 'fluide') a son rôle.

sans doute en favorisant la propagation de la chaleur (mais cela reste à vérifier, car de micro couches 'vides' pourraient aussi jouer un rôle d'isolant thermiqu!!!).

Je suis par ailleurs intrigué par les fortes variations de K pour un même matériau.

D'accord que l'orientation de la schistosité l'influence pour le schiste... tout comme sa compôsition exacte.

Mais pour le grès???

Pachy

Note: je rédige aussi une réponse pour l'inapplication de la notion de corrélation en ce cas.

[nico_geol]

et bien c'etai a mon sens tout l'interet de l'exercice.. proposer des explication pour expliquer les différences observées.. Quant a la construction de ton géotherme le coeficient de correlation de tout les points est proche de 0.99 , il existe donc une droite de regression et un gradient moyen de 1°C /44 metres .. je ne vois pas de rupture de pente mais simplement 2 points a une tempéréture a peine plus elevée..

la meilleure explication que l'on a trouvé jusqu'a present pour expliquer cette augmentation de K ,reste la teneur en eau probablement superieure des couches 3 et 4. .. pour le gres (detritique) on peut suposer une plus forte concentration en elements radioactifs..

mais l'exercice s'arrete la et on ne dispose pas de plus d'informations..

[nico_geol]

" Note: je rédige aussi une réponse pour l'inapplication de la notion de corrélation en ce cas. "

Hein ?????

[Pachy]

Bonjour,

La corrélation...

Avant d'user de la corrélation, il faut se livrer à une analyse de système pour identifier les variables et paramètres en jeu.

Or il y a ici une variable fondamentale, totalement indépendante de quelque autre : la profondeur z !

Et une variable dépendante T, température, laquelle est fonction de la profondeur, notamment.

Mais elle est aussi fonction d’un certain nombre d’autres paramètres, notamment K. Sont apparus aussi au fil de la ‘discussion’, le rôle de la charge en eau, de la schistosité, de la radioactivité éventuelle, de la présence d’une intrusion… Et sans doute aussi de la nature du ciment dans le cas des grès, si ne n’est aussi de l’éventuelle porosité (creux entre les grains quartzeux) et la granulométrie…

Si on représente T en fonction de z, comme la température augmente 'toujours' (sauf cas très très très exceptionnel) avec la profondeur, on obtient toujours des points présentant une forme d'alignement approximatif. Ceci serait supposer que les variations de T sont liées uniquement aux variations de z, alors que ces variations de T sont aussi liées aux variations de K (par une relation fonctionnelle).

Mathématiquement, nous ne sommes pas en le cas d'une corrélation : une corrélation s'utilise entre variables non dépendantes qui statistiquement varient d’une manière qui paraît liée... alors qu'il est évident que T est fonction de z (il y aurait dès lors lieu à faire usage éventuel d'une droite de régression et non une corrélation).

Corrélation : souvent il s’agit de deux variables en réalité dépendantes toutes deux d’une troisième non connue ou non mesurée…

De plus, au premier examen, il faut rechercher non pas une régression linéaire simple mais bien une relation fonctionnelle de T en fonction de deux variables (z et K), voire d'autres variables (humidité, source d'émission de chaleur ou d'absorption - courant d'eau)...

Qui plus est, nous sommes dans le cas d’existence de discontinuités certaines. Et donc certainement pas de l’ajustement à une simple droite de régression…

... Pour le gradient de température ‘moyen’, on fait usage d'autres méthodes mathématiques, moins sophistiquées et plus adaptées...

En effet, on peut évaluer un gradient « moyen » de différentes manières.

La plus simple étant de calculer un gradient ‘effectif’ à partir des valeurs ‘extrêmes’ de température et profondeurs.

On peut aussi calculer une moyenne pondérée des 6 gradients en chaque couche, avec pour coefficient de pondération l’épaisseur des couches.

Ou, et cela a tout autant de sens, calculer la moyenne simple des gradients, éventuellement en le faisant pour chacun des deux types de roches.

J'arrête car il y a encore à dire…

Pachy

[nico_geol]

ok Pachy, je vois ce que tu veu dire.. mais a l'echelle nous concernant , et vu le niveau ( maitrise j'imagine) de l'exercice.. ne peut t'on pas se limiter a une corrélation globale des températures observées ? Ta technique est fortemet conseillée pour des différences de gradient a plus grande echelle je pense..

Ce que je propose c'est etant donné que l'exercice a deja eté corrigé, Stoof pourrait nous mettre la correction en ligne.. ????

voila je te dis ca parceque en théorie on considere en théorie que sur les premier kilometres de la croute continentale le gradient géothermique est stable et linéaire.. donc je pense que le but de l'exo etait d'expliquer pourkoi on observe un gradient aparement plus faible que la normale ( isolation de la couverture sedimentaire) et expliquer la petite variation la petite variation des températures observée ..

[Pachy]

Bonjour,

Moi aussi je suis curieux de voir à quoi aboutit cet exercice.

Autre curiosité: mes messages édités 5 fois... Bon, j'ai dû faire une fausse manoeuvre !!! Excuses.

Pachy

[Stoof]

oui je met la correction dés que je l'ai

[Stoof]

Voila, le prof a donné la correction.

il attendait donc une analyse et une interpretation des données...

les données nous permette de faire une interpretation pertinente au niveau de la variation de temperature observée.

L'interpretation la plus justifiable etait l'apport de chaleur dans la couche 3 par un fluide comme de l'eau.

le but de l'exercice etait donc de fournir une interpretation des données, correct et en accord avec la quantité de données que l'on avait, d'autre interpretations plus complexes, sans données suppelmentaire, n'est donc pas pertinentes.

l'interet de cette exercice etait d'apprendre à analyser et interpréter des données sans aller jusqu'a affirmer ce qui n'est pas justifiable.

voili voilou

[Pachy]

l'interet de cette exercice etait d'apprendre à analyser et interpréter des données sans aller jusqu'a affirmer ce qui n'est pas justifiable.

Bonjour Stoof,

C'est effectivement un très bon but d'exercice mais ton prof a dû torturer bien des méninges.

Pachy

[thomas.s]

Aie , ma tete :coucou!: