Nouvelle-Zélande

L'île fumante

GEYSERS
La drôle de machine

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la centrale géothermique de Wairakei

La formation des geysers

Un geyser jaillit quand la base d'une colonne d'eau située en profondeur est vaporisée par la proximité de la roche volcanique chaude. La force avec laquelle elle est expulsée dépend de sa profondeur. En effet, son poids augmente avec la profondeur et accroît la pression exercée sur sa base, élevant ainsi le point d'ébullition de l'eau. Quand l'eau arrive à ébullition, elle se dilate et remonte en surface. La pression baisse alors proportionnellement à la réduction de poids de la colonne, et le point d'ébullition de l'eau restant dans la colonne diminue. Ainsi, la colonne entière se vaporise instantanément, provoquant l'éruption du geyser.

Certains geysers jaillissent à intervalles réguliers, mais la plupart le font irrégulièrement et cette périodicité peut fluctuer de quelques minutes à des années. La périodicité de l'éruption dépend de variables telles que la chaleur fournie, la quantité, le taux d'arrivée d'eau à la surface, la nature du canal du geyser et ses connections souterraines. La durée de l'éruption varie elle-même selon le geyser, de quelques secondes à des heures. La hauteur de la colonne mesure de 1 mètre à 100 mètres environ, et la quantité d'eau éjectée en une seule éruption peut être de quelques litres ou de centaines de milliers de litres.

L'ensemble des geysers que l'on connaît sont situés dans trois pays, la Nouvelle-Zélande, l'Islande et les États-Unis. Le geyser le plus célèbre du monde est l'Old Faithful dans le National Park Yellowstone aux États-Unis, qui crache entre 38 000 et 45 000 litres à chaque éruption. L'Old Faithful jaillit à des intervalles extrêmement réguliers, qui varient entre 37 et 93  minutes ; selon les périodes, le jet d'eau de vapeur peut atteindre 52  mètres. En Nouvelle-Zélande, le Waimangu (geyser aux eaux noires, situé dans la vallée du même nom) a été connu pour être le plus grand du monde : actif entre 1901 et 1904, le Waimangu projettait ses eaux à 400 mètres de hauteur. Il devait son nom aux boues noires et aux pierres qui se mêlaient à ces eaux. Son cycle d'éruption était de 36 heures.

La géothermie

Science relative à la chaleur interne de la Terre : son application pratique principale est la recherche de concentrations naturelles d'eau chaude – la source de l'énergie géothermique – qui seront utilisées pour générer de l'électricité ou, plus directement, pour le chauffage des locaux et dans les processus de séchage industriel. La chaleur est produite dans la croûte et le manteau supérieur de la Terre, essentiellement par la désintégration d'éléments radioactifs. L'énergie géothermique est transférée à la surface de la Terre par diffusion, et par les mouvements de convection du magma (roche fondue), et de l'eau circulant en profondeur. L'eau chaude qui arrive à la surface de la Terre se manifeste sous la forme de sources chaudes, de geysers et de fumerolles. Les sources chaudes sont utilisées depuis l'Antiquité pour leurs vertus thérapeutiques et comme lieu de détente. Les premiers immigrants d'Islande transportaient l'eau des sources chaudes jusqu'à leurs abris par l'intermédiaire de conduits de bois.

Dans les centrales électriques, la production de vapeur à partir des fluides naturellement chauds qui existent dans les systèmes géothermiques est une alternative à la production de vapeur sous pression produite en brûlant les énergies fossiles, en utilisant l'énergie nucléaire ou d'autres moyens. Les forages, dans les systèmes géothermiques, se font à des profondeurs de plus de 3 000 mètres, atteignant des concentrations d'eau et de vapeur chauffées par des magmas situés encore plus en profondeur. La vapeur est purifiée à la tête de puits, avant d'être transportée par de grands tubes isolés, jusqu'aux turbines.

L'énergie géothermique fut utilisée pour produire de l'électricité en 1904 en Toscane (Italie) où la production d'électricité continue encore aujourd'hui. Les fluides géothermiques sont également utilisés pour chauffer des groupes de bâtiments à Budapest, dans la banlieue de Paris, en Islande, à Reykjavík et dans d'autres villes.

La plus grande centrale électrique utilisant l'énergie géothermique se trouve aux États-Unis, à The Geysers, dans le nord-est de la Californie. En 1991, The Geysers avait une capacité de production d'approximativement 1 400 MW, assez pour satisfaire la plus grande partie de la demande en électricité de la ville de San Francisco, située à 170  kilomètres au sud. Une nouvelle technique pour exploiter l'énergie géothermique a été initiée au Nouveau-Mexique en forant dans de la roche chaude et sèche située au-dessus d'un système volcanique au repos, et en injectant de l'eau qui revient sous forme de vapeur brûlante. Dans le monde entier, la capacité de production des installations géothermiques installées dans 18 pays était d'environ 5 800 MW en 1990, elle dépasserait aujourd'hui les 10 000 MW. .