Test 2 Flashcards

1
Q

ORIGINE DU PETROL
La plupart des hydrocarbures sont issue de la transformation de la matière organique issue d’anciens organismes vivants. S’agissait-il de :

Plancton
Dinosaures
plantes terrestres
Mammifères

A

Plancton.

Le pétrole et le gaz naturel sont formés à partir de plancton et d’algues.

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2
Q

TRANSFORMATION DU KEROGENE EN PETROLE
Pour transformer le kérogène en pétrole, la roche doit être:

  • saturée en sel
  • saturée en eau
  • à une température comprise entre 90 et 150 °C
  • enfouie à plus de 25 km et à une température supérieure à 400°C
A

A une température comprise entre 90 et 150 °C.

Le pétrole et le gaz naturel se forment aux températures suivantes:
– Pétrole et gaz – 90 to 160 C.
– Gaz seulement – 160 to 250 C.
– Graphite – >250 C.

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3
Q

GRADIENT GEOTHERMIQUE
Quelle affirmation est correcte ?

  • La Suisse est aux bénéfices d’un gradient géothermique particulièrement haut 50 - 60 °C par km
  • La Suisse est aux bénéfices d’un gradient géothermique particulièrement bas : 10 - 15 °C par km
  • La Suisse est aux bénéfices d’un gradient géothermique standard. 30 - 35 °C par km
A

La Suisse est aux bénéfices d’un gradient géothermique standard. 30 - 35 °C par km.

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4
Q

URANIUM
Indiquer l’affirmation qui n’est PAS correcte:

  • L’Uranium 235 est le principal combustible nucléaire
  • L’Uranium 235 doit être enrichi 2 à 3 fois pour servir de combustible nucléaire
  • L’Uranium 235 est fissile
  • L’Uranium 235 est l’isotope le plus abondant de l’Uranium
A

L’Uranium 235 est l’isotope le plus abondant de l’Uranium.

Uranium - 235 (235U) est le principal combustible nucléaire.
– L’uranium a 2 isotopes principaux.
– 238U - 99,3% (non fissile).
– 235U - 0,7% (fissile).
– 235U doit être enrichi de 2 à 3 fois pour être fissile.

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5
Q

GAZ DE SCHISTE

La plupart des réserves classiques de gaz naturel étant déjà en exploitation à l’heure actuelle, la prospection se tourne maintenant vers le méthane piégé dans les pores des schistes. Néanmoins, cette exploitation est sujette à controverse car :
(Attention plusieurs réponses correctes attendus …)

A

TOUT COCHER:

1) Elle nécessite la fracturation des roches à grande profondeur qui utilise de nombreux produits chimiques pouvant polluer les eaux souterraines.
2) Les petits tremblements de terre provoqués par la fracturation de la roche en profondeur pourraient provoquer des dégâts aux bâtiments à la surface.
3) L’exploitation nécessite de nombreux forages et de grande quantité d’eau.
4) Lors de son exploitation, le gaz peut s’échapper et atteindre la surface.
5) Une erreur de manipulation pourrait enflammer le gaz dans la couche de schiste est provoquer un incendie souterrain très difficile à éteindre et aux conséquences catastrophiques.

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6
Q

GEOLOGIE PETROLIERE

Les schistes argileux, le sel et un calcaire fin non fracturé sont des bon candidats pour être :

  • Une roche source
  • Une roche réservoir
  • Un imperméable
  • Une roche source ou une roche réservoir
A

Un imperméable.

???

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7
Q

Lieux d’exploitation du charbon
La plupart du charbon est exploité dans des ______________ car ils conservent l’épaisse séquence sédimentaire nécessaire à l’enfouissement des couches riche en matière organique.

Bassins
Dômes
Marges actives
Boucliers

A

Bassins.

La tourbe est enfouie à plusieurs km dans un bassin subsident. La compaction éjecte l’eau puis en profondeur, la chaleur transforme la tourbe.
– H, N, et S sont expulsé sous forme de gaz, la teneur en C augmente.
– À 70% de teneur en carbone, la roche devient du charbon

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8
Q

CALCUL DE LA POROSITE

Afin d’en calculer la porosité un échantillon de gravier de 80 cm3 a été considéré. On a mesuré sur cet échantillon un volume de vide de 23 cm3. Quelle est la porosité de ce gravier ?

A

environ 0.29. (n = 23 / 80)

Porosité = rapport du volume des vides dans un
échantillon sur le volume de l’échantillon.
n = V vide / V total

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9
Q

POMPES A CHALEUR
Une pompe à chaleur permet:

  • de produire de l’électricité
  • de rehausser la température d’une source thermique pour la rendre utilisable pour du chauffage
  • de rehausser la température d’une source thermique pour la rendre utilisable pour de la réfrigération
A

De rehausser la température d’une source thermique pour la rendre utilisable pour du chauffage.

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10
Q

Stock d’eau sur Terre
Les océans sont les plus grands réservoirs d’eau terrestre. Quel est le second plus grand réservoirs d’eau sur Terre ?

Les lacs
Les rivières
Les eaux souterraines
Les calottes polaires et les glaciers

A

Les calottes polaires et les glaciers.

Les réserves d'eau sur la planète:
Océans: 95.96%
Glace: 2.96%
Aquifères: 1.05% (plus grande réserve d'eau douce!)
Lacs et rivières: 0.009%
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11
Q

LOI DE DARCY

La loi de Darcy permet de calculer :

  • la quantité d’eau stocké dans un aquifère
  • la quantité d’eau qui s’évapore
  • la quantité d’eau s’écoulant dans un aquifère
  • la qualité de l’eau de l’aquifère
A

La quantité d’eau s’écoulant dans un aquifère.

Q / A - K = ∆h / ∆l

Q = débit de filtration,
A = surface de la section du filtre
∆H = différence de niveau d’eau,
∆l = distance entre les mesures
K est la conductivité hydraulique
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12
Q

POROSITE VS PERMEABILITE

Quelle est la bonne définition de la perméabilité d’une roche ?

  • Rapport du volume des vides dans un échantillon (sédiment, sol, roche) au volume total de l’échantillon.
  • Rapport du volume d’eau mobile (eau dans les vides communiquants) à saturation (Vc) au volume total V.
  • Propriété d’un milieu poreux saturé qui exprime la facilité avec laquelle celui-ci peut être traversé par un écoulement. C’est le coefficient de proportionnalité entre le le débit spécifique et le gradient hydraulique.
  • C’est l’inverse de la résistivité électrique de la roche. On s’en sert en géophysique pour mesurer la facilité qu’à un courant électrique à traverser un massif rocheux. Il permet d’exprimer l’intensité du courant électrique en fonction de la différence de tension via la loi d’Ohm.
A

Propriété d’un milieu poreux saturé qui exprime la facilité avec laquelle celui-ci peut être traversé par un écoulement. C’est le coefficient de proportionnalité entre le le débit spécifique et le gradient hydraulique.

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13
Q

OCEANS

Les océans contiennent quelle proportion de l’eau Terrestre ?

A

96 %

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14
Q

PRECIPITATION EN SUISSE

En Suisse, les précipitations annuelles moyennes sont de l’ordre de

15 m/an
500 mm/an
10 mm/an
1.5 m/an

A

1.5 m/an

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15
Q

UTILISATION DE L’EAU

Quel est le secteur d’activité qui consomme le plus d’eau globalement sur Terre ?

L’industrie.
La distribution d’eau potable.
L’agriculture et donc la production de nourriture.

A

L’agriculture et donc la production de nourriture.

Consommation mondiale par
secteur d’activité :
• Agriculture: 2880 km3 / année
• Industrie: 975 km3 / année
• Collectivités: 300 km3 / année
• Perte dans les réservoirs: 275 km3 / année
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16
Q

QU’EST-CE QU’UN AQUIFERE ?

Quelle est la bonne définition pour un aquifère ?

  • Ensemble des eaux comprises dans la zone saturée, dont toutes les parties sont en liaison hydraulique.
  • Corps (couche, massif) de roches perméables comportant une zone saturée, et étant suffisamment conducteur pour permettre un écoulement significatif.
  • Corps (couche, massif) de roches saturées, très faiblement conducteur en eau souterraine, dont on ne peut extraire économiquement des quantités d’eau appréciables (argiles, marnes, ardoises).
  • Formation semi-perméable (sables limoneux, grès poreux et peu fissurés).
A

Corps (couche, massif) de roches perméables comportant une zone saturée, et étant suffisamment conducteur pour permettre un écoulement significatif.

Définitions
• Aquifère : formation géologique (couche, massif)
perméable contenant une nappe d’eau souterraine
• Nappe d’eau souterraine : ensemble des eaux
comprises dans la zone saturée d’un aquifère
• Aquiclude : formation géologique de roches saturées,
très faiblement perméable, dont on ne peut pas extraire
économiquement des quantités d’eau appréciables
(argiles, marnes)
• Aquitard : formation semi-perméable (sables limoneux,
grès poreux et peu fissurés)

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17
Q

PIEGE A PETROLE

Laquelle de ces structures géologiques n’est PAS un piège à pétrole?

  • un dôme de sel
  • un anticlinal
  • une faille
  • un synclinal
A

Un synclinal.

Pièges à hydrocarbures :

  • l’anticlinal
  • le dôme de sel
  • Piège par faille
18
Q

EAU POTABLE

En Suisse, l’eau de consommation des ménages est constituée :

  • par 80% de l’eau des lacs et des rivières
  • par 80% d’eau souterraine
  • par 50% de l’eau des lacs et 50% d’eau souterraine
A

Par 80% d’eau souterraine.

19
Q

POTENTIEL GEOTHERMIQUE

Concernant le potentiel géothermique des aquifères profonds sous le plateau Suisse, quelle affirmation est correcte :

  • Il diminue en allant du jura vers les Alpes
  • Il est relativement constant
  • Il augmente en allant du jura vers les Alpes
  • Il augmente aux abords des lacs
A

Il augmente en allant du jura vers les Alpes

???

20
Q

RECHARGE DES NAPPES

Sachant que sur le Plateau suisse, les pluies sont grossièrement bien réparties au cours de l’année, contrairement à l’évapotranspiration qui varie avec la saison et avec l’activité et la croissance des plantes, pensez-vous que la recharge des nappes s’effectue principalement (saisons):

régulièrement au cours de l’année
au printemps et en été
en automne et en hiver
en été et automne

A

En automne et en hiver.

21
Q

BASSIN VERSANT

Quel est le principal bassin versant en Suisse ?

Rhône
Rhin
Danube

A

Le Rhin.

22
Q

CHALEUR INTERNE

Aujourd’hui, la majorité de la chaleur interne de la Terre est fournie par :

A

La radioactivité.

Source de chaleur:
• Désintégration radioactive des radio-isotopes
• Energie résiduelle datant de la phase d’accrétion de la Terre

23
Q

PRECIPITATION ET ALTITUDE

Est-ce que la quantité des précipitations augmente en général avec l’altitude (vrai/faux)?

A

Vrai.

24
Q

EAU DOUCE SUR LA TERRE

75 % de l’eau douce sur Terre est stockée dans :

les lacs.
les rivières et ruisseaux.
les cavités karstiques.
les glaciers continentaux et polaires.

A

Les glaciers continentaux et polaires.

25
Q

LYSIMETRE

A quoi sert un lysimètre ?

  • Le lysimètre est un dispositif de type seuil hydraulique permettant de mesurer le débit des rivières.
  • Le lysimètre est un outil pour mesurer le taux d’évaporation pour une surface d’eau libre.
  • Le lysimètre est un système permettant de faire un bilan hydrique sur un sol et d’estimer l’évapotranspiration par les plantes.
  • Le lysimètre sert à mesurer la productivité des plantes sous conditions de stress hydrique.
A

Le lysimètre est un système permettant de faire un bilan hydrique sur un sol et d’estimer l’évapotranspiration par les plantes.

26
Q

QUEL PUIT EST ARTESIEN

Le dessin ci-dessous représente une coupe schématique verticale à travers des formations géologiques.
Quatre emplacements possibles sont représentés. Lequel choisiriez-vous pour essayer de réaliser un puits artésien ?

A

D.

Si le niveau piézométrique est supérieur à la topographie alors on peut avoir des puits artésiens = puits dont l’eau jaillit sans pompage. Sur le shéma il faut donc choisir le puits en-dessous du niveau piézométrique.

27
Q

FENÊTRE A HUILE

Quelle substance un schiste argileux va-t-il produire à des températures inférieure à celle de la fenêtre à huile?

du graphite
du pétrole
du charbon
du kérogène

A

Du kérogène.

Fenêtre à huile (à pétrole) : décrire le passage entre ces états solides, liquides et gazeux (kérogène → hydrocarbures solides → liquides (pétroles plus ou moins fluides) → hydrocarbures plus légers → hydrocarbures gazeux (gaz naturel) )

28
Q

CYCLE HYDROLOGIQUE

Comment les ordres de grandeur du taux d’évaporation sur les terres et en mer se comparent ?

  • La quantité évaporé sur les terres est bien plus grande que la quantité évaporée sur les océans.
  • La quantité évaporé sur les océans est bien plus grande que la quantité évaporée sur les terres.
  • Les deux flux sont égaux.
  • Il n’y a pas de comparaison raisonnable car le taux d’humidité sur l’océan est tellement fort que l’évaporation ne se produit pas de façon significative.
A

La quantité évaporé sur les océans est bien plus grande que la quantité évaporée sur les terres.

Flux annuel moyen en Milliers de km3/an:
Océan: évaporation = 434; précipitation = 398
Continents: évaporation = 71; précipitation = 107

29
Q

ORIGINE DU CHARBON

Le charbon est issu de la transformation de la matière organique issue d’anciens organismes vivants. S’agissait-il de :

Plantes terrestres
Dinosaures
Plancton
Mammifères

A

Plantes terrestres.

1) La végétation s’accumule dans un environnement sans oxygène.
2) L’absence d’oxygène empêche la dégradation de la matière organique.
3) Les transgressions marines enfouissent ces dépôts.
La formation du charbon nécessite de la chaleur et de la pression
4) La compaction et la décomposition transforment les restes végétaux en tourbe (environs 50% de carbone)

30
Q

RIVIERE PERENNE

Les rivières et cours d’eau qui s’écoulent toute l’année même en l’absence de pluie, sont essentiellement alimentés par …

La fonte des glaciers
La résurgence d’eau souterraine le long de sources
La condensation dans la zone non saturée dans les zones amont des cours d’eau

A

La résurgence d’eau souterraine le long de sources.

31
Q

PROFONDEUR DES RESERVES

La plus grande profondeur à laquelle il est possible de trouver du pétrole est :

1 km
6.5 km
à la base de la lithosphère
au niveau du Moho

A

6.5 km

Car si on va plus profond, la température augmente et le kérogène se transforme en gaz naturel ou en graphite.

32
Q

Parmi les sources suivantes d’énergie, laquelle n’est pas un combustible fossile ?

  • Le gaz naturel
  • Le charbon
  • L’uranium
  • Le pétrole
A

L’uranium (pas d’origine organique).

33
Q

Quelle est la séquence des différents types de charbon, en allant de la moins bonne qualité à la meilleure ?

anthracite, bitumineux, lignite
lignite, bitumineux, anthracite
bitumineux, lignite, anthracite
bitumineux, anthracite, lignite

A

lignite, bitumineux, anthracite

  • Tourbe (précurseur du charbon).
    – Lignite: appelée également charbon brun. C’est le charbon de plus basse qualité. Il est essentiellement utilisé comme combustible pour la production électrique.
    – Charbon subbitumineux: principalement utilisé pour la production électrique à vapeur. Il est également une source importante d’hydrocarbures aromatiques légers pour l’industrie de synthèse chimique.
    – Charbon bitumineux: c’est un minerais dense principalement utilisé comme combustible dans les centrales thermiques à vapeur-électrique. Des quantités importantes sont aussi utilisées pour des applications de chaleur et d’électricité dans les manufactures et pour produire du coke (utilisation sidérurgique).
    – Anthracite: la meilleure qualité; plus dur, glacé, le charbon noir utilisé principalement pour le chauffage d’espaces résidentiels et commerciaux.
    – Graphite
34
Q

Les formations meubles (sables, graviers) ont généralement une porosité de l’ordre de :

  • 1 %
  • 15 %
  • 60 %
  • 80 %
A

15 %

Ordre de grandeur de la porosité:
Basalte: 5 - 30 %
Granite: 0.1 - 5%
Calcaire: 0.1 - 20%
Grès cimenté: 2 - 15%
Conglomérat: 2 - 20%
Shales: 0.1 - 10%
Sable: 15 - 25%
Gravier: 10 - 20%
Silt: 0.1 - 2%
Argile: 0.1 - 1%
35
Q

La majorité des réserves de charbon ont été déposées dans les marais pendant :

A

Le Carbonifère.

36
Q

L’approvisionnement en hydrocarbure a subit récemment de profond changement avec l’exploitation des ressources non conventionnelles parmi lesquelles on trouve les hydrocarbures de schistes (gaz et le pétrole). Pourquoi leur exploitation n’a-t-elle débuté que récemment ?

  • Ces ressources n’étaient pas connues auparavant
  • Leur exploitation n’était pas rentable
  • La technique permettant de fracturer la roche pour les exploiter n’existait pas
  • Ils étaient trop profonds pour être exploités
A

Leur exploitation n’était pas rentable.

37
Q

Quelle est la technique de géothermie basse température la plus répandue en suisse?

L’utilisation thermique des nappes phréatiques
L’utilisation thermique des eaux de surfaces
Les pieux énergétiques
Les sondes géothermiques verticales

A

Les sondes géothermiques verticales.

Sondes géothermiques verticales: 55’000
Chaleur de nappes phréatique: 4’000
Utilisation thermique des eaux de surfaces: 50
Pieux énergétiques: 30

38
Q

On réalise une expérience pour mesurer la conductivité hydraulique d’un sable. Les mesures sont effectuées à l’aide d’une colonne ayant une section de 0.001 m2. On mesure un débit de 0.00015 m3 en 5 minutes, et la différence de niveau d’eau entre l’entrée et la sortie du perméamètre est de 30 cm entre les 2 points distants de 60 cm. Quelle est la conductivité hydraulique de l’échantillon en m/s ?

  1. 001 m/s
  2. 05 m/s
  3. 3 m/s
  4. 002 m/s
A

0.05 m/s

Q / A - K = ∆h / ∆l (attention à convertir les unités!)

Q = débit de filtration,
A = surface de la section du filtre
∆H = différence de niveau d’eau,
∆l = distance entre les mesures
K est la conductivité hydraulique
39
Q

Lorsque l’on dit qu’une roche à une forte porosité mais une faible perméabilité, que veut-on dire ?

Que la roche contient peut d’espace ouvert (fissures, pores), mais que les pores sont bien connectés et que l’eau peut circuler facilement.

Que la roche contient beaucoup d’espace ouvert (fissures, pores), mais que ces espaces sont mal connectés les uns aux autres et que donc l’eau ne peut pas bien circuler à travers la roche.

Que la roche contient beaucoup d’eau souterraine qui peut circuler aisément

A

Que la roche contient beaucoup d’espace ouvert (fissures, pores), mais que ces espaces sont mal connectés les uns aux autres et que donc l’eau ne peut pas bien circuler à travers la roche.

40
Q

La figure ci-dessous représente une coupe schématique à travers le sous-sol. La coupe représente la topographie du sol, un aquifère sous-jacent et le niveau de la nappe.
Une petite maison représente une source de pollution. On vous demande quel forage (A, B, ou C) présente le plus grand risque d’être contaminé par cette source de pollution ?

A

B.

Car le niveau pléziométrique de A. se situe en-dessus de la source de pollution et C. est séparée de la source de pollution par une rivières…

41
Q

Quelle affirmation est FAUSSE ?

1) La production économiquement rentable d’électricité n’est possible qu’à partir de 110°C
2) La production d’électricité empêche, en général, l’exploitation a des fins thermique d’une même ressource géothermique.
3) Avec une pompe à chaleur, une ressource à 10°C peut suffire pour le chauffage
4) Les centres thermaux utilisent généralement une eau dont la température est comprise entre 30 et 60°C

A

La production d’électricité empêche, en général, l’exploitation a des fins thermique d’une même ressource géothermique.

Au contraire, on essaye de maximiser l’utilisation d’énergie d’une source en procédant par cascade (plusieurs utilisation en fonction de la plage de température nécessaire)

42
Q

On utilise la méthode de Turc pour :

  • pour calculer la lame d’eau moyenne d’un bassin versant
  • pour calculer l’évapotranspiration moyenne d’un bassin versant
  • pour calculer le ruissellement moyen d’un bassin versant
  • pour mesurer la perméabilité d’un aquifère
A

Calculer l’évapotranspiration moyenne d’un bassin versant.