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Larderello (Italie), paradis de la géothermie

Il y a quelques jours, les vacances d’été étant terminées avec la rentrée des classes, j’en ai profité pour faire un saut d’une dizaine de jours en Toscane. Il fait encore beau à cette époque de l’année et les invasions touristiques de l’été ont laissé place à des groupes de plus petite taille. A côté des sites traditionnels de Pise, Florence et Sienne, j’avais l’intention de faire une halte à Larderello, bien connue pour sa production d’énergie géothermique.
La commune d’un millier d’habitants est située sur les ‘Collines Métallifères’ à 390 mètres d’altitude. C’est une agglomération rapportée qui appartient en grande partie à ENEL, la principale compagnie d’électricité en Italie.

Un premier puits de forage a atteint 4093 mètres de profondeur le 3 décembre 1979. Depuis cette époque, de nombreux autres forages ont été effectués, si bien qu’aujourd’hui la géothermie fournit 25% de l’électricité en Toscane et 2% de l’électricité en Italie.

Quand on arrive à Larderello, on découvre des collines parcourues par de très nombreux tuyaux qui brillent au soleil et la ville est dominée par deux tours de refroidissement liées à la production de l’énergie.

 

Larderello est située au centre de la « Valle del Diavolo », ainsi appelée en raison de son paysage ponctué d’évents boracifères, avec les colonnes caractéristiques de vapeurs blanches. Elle étaient déjà connues à l’époque de Dante Alighieri et lui auraient inspiré certains paysages de l’Enfer.
La France est un peu présente car Larderello qui tire son nom de François Jacques de Larderel, un industriel de Livourne, mais d’origine française, qui, vers 1827, perfectionna l’extraction de l’acide borique. Une conséquence de cette extraction a été une déforestation provoquée par l’utilisation croissante du bois pour permettre à Larderel d’exploiter directement la vapeur naturelle afin d’évaporer l’eau pour obtenir de l’acide borique.
Après son développement suite à la création de l’usine boracifère de Larderel, Larderello est devenue la première centrale au monde pour l’exploitation de l’énergie géothermique à des fins de production d’électricité. Des puits furent creusés à partir de 1931 pour alimenter une production plus importante et c’est en 1937 que furent construites les premières tours de refroidissement. Par la suite, ENEL a construit une centrale électrique qui, en captant directement la vapeur du sol, la canalise vers des turbines reliées à des alternateurs.
À ce jour, il existe 34 centrales électriques alimentées par de la vapeur endogène prélevée directement dans le sous-sol grâce à des puits similaires aux puits de pétrole, pour une puissance totale installée proche du gigawatt ; l’usine de production la plus puissante est celle de Valle Secolo, composée de deux groupes de 60 MWe chacun.
A Larderello, le Musée de la Géothermie raconte l’histoire de la géothermie en illustrant les recherches et les techniques de forage à l’aide de maquettes. On explique au visiteur cette activité industrielle liée à la chaleur de la terre. Il est particulièrement intéressant d’assister à une démonstration du soffione – le souffleur – une bouche de vapeur désaffectée, mais dont la puissance de sortie et le bruit donnent une bonne idée de la pression. Il est d’ailleurs demandé aux visiteurs de rester à une cinquantaine de mètres, par pitié pour leurs oreilles.

 

A proximité de Larderello, en bordure de la bourgade de Sasso Pisano, il est possible d’observer des manifestations géothermiques naturelles. Pour cela, il faut escalader une colline, parfois emprunter des marches, pour observer des fumerolles, de petites marmites de boue ou d’eau chaude, et même de petits geysers. J’ai personnellement beaucoup apprécié cette visite. La température des fumerolles est très variable selon les endroits et oscille globalement entre 45 et 85°C. Attention ! Je déconseille cette visite par forte chaleur estivale.

 

Dans des bourgades comme Sasso Pisano, les maisons sont chauffées grâce à la géothermie. Les habitants m’ont expliqué que le coût est beaucoup plus faible que l’électricité obtenue par les centrales conventionnelles. La géothermie explique aussi l’absence de panneaux photovoltaïques ou d’éoliennes dans la région. Ces dernières gâcheraient forcément le paysage de la Toscane qui est superbe.

Photos: C. Grandpey

Nouvelle alerte climatique // New climate warning

Selon une nouvelle étude, publiée le 1er février 2022 dans les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences, le monde court un risque de plus en plus important de devoir faire face à des événements météorologiques extrêmes. Pour arriver à cette conclusion, les auteurs de l’étude ont analysé comment l’augmentation de la température de surface de la Terre modifiera à la fois l’humidité et une partie de l’énergie contenue dans l’atmosphère.
Des chercheurs originaires de Chine et des États-Unis expliquent qu’à mesure que les températures de la planète augmentent, l’humidité et l’énergie contenue dans l’atmosphère le font encore plus rapidement. L’augmentation de l’humidité et de l’énergie atmosphérique est fortement corrélée aux tendances montrées par les épisodes extrêmes de chaleur et de précipitations.
Le réchauffement de la surface de la Terre provoque une augmentation plus rapide de l’humidité car l’air chaud peut absorber plus de vapeur d’eau, tandis que le réchauffement des mers et des terres envoie plus d’eau dans l’atmosphère par évaporation.
On sait que des émissions non contrôlées de gaz à effet de serre pourraient entraîner jusqu’à 4,8°C de hausse des températures de surface d’ici 2100, mais l’étude nous apprend qu’une telle situation pourrait faire grimper la mesure intégrée jusqu’à 12°C d’ici 2100, par rapport à l’ère préindustrielle. Cela pourrait aboutir à une augmentation de 60 % des précipitations extrêmes, avec une augmentation de 40 % de l’énergie nécessaire à l’alimentation des tempêtes tropicales.
Dans le même temps, les épisodes de chaleur extrême pourraient devenir 14 à 30 fois plus fréquents en raison de la combinaison d’une chaleur et d’une humidité élevées. Cette combinaison meurtrière de chaleur et d’humidité ultra-élevées que l’on voit actuellement dans certaines parties de l’Inde, du Golfe Persique, de l’Amérique du Nord et de l’Europe, s’accentuera et deviendra encore plus meurtrière. L’étude qualifie une telle augmentation de « débilitante », en particulier pour les populations vulnérables qui n’ont pas accès à la climatisation.
C’est l’augmentation de l’humidité accompagnée de la hausse des températures qui transformera le changement climatique en une crise climatique d’ampleur mondiale. L’amplification de l’humidité qui va de pair avec le réchauffement deviendra plus prononcée à mesure que le climat se réchauffera car elle augmente de façon exponentielle avec la température.
Dans la conclusion de leur étude, les auteurs posent cette question: « Combien de preuves supplémentaires faudra-t-il pour démontrer que nous allons droit dans le mur si nous n’infléchissons pas la courbe des émissions de gaz à effet de serre?
Source : Yahoo Actualités.

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According to a new study, published on February 1st, 2022 in the Proceedings of the National Academy of Sciences, the world is at growing risk of extreme weather events. To come to this conclusion, the aauthors of the study analysed how increasing surface temperatures will alter both humidity and a measure of the energy contained in the atmosphere.

Researchers in China and the U.S. explain that as global temperatures climb, humidity and atmospheric energy do so even faster. The boost in humidity and atmospheric energy are strongly correlated with trends in extreme heat and precipitation events.

Surface warming is causing a faster increase in humidity, since warm air can hold more water vapor, and warming seas and land surfaces are giving up more water into the atmosphere through evaporation.

While unchecked emissions might bring up to 4.8°C of surface warming by 2100, the study finds it could cause the integrated measure to climb by up to 12°C by 2100, relative to the preindustrial era. This could yield up to a 60% increase in extreme precipitation, with a 40% increase in the energy to power tropical thunderstorms.

At the same time, heat extremes could become 14 to 30 times more frequent, due to the combination of high heat and humidity. The most lethal combinations of ultra-high heat and humidity, which are being seen now in parts of India, the Persian Gulf, North America and Europe, would get hotter and even more deadly. The study calls this increase « debilitating » especially for vulnerable populations that lack access to air conditioning.

It is the humidity increase accompanied by warming which makes climate changes into a climate crisis worldwide. The humidity amplification of the warming becomes more pronounced as the climate becomes warmer in the future because it increases exponentially with temperature.

In the conclusion of their study, the authros ask: « How much more evidence do we need to see that it’s going to be bad if we don’t bend the emissions curve downward?

Source: Yahoo News.

 

Anomalies thermiques à la surface de la Terre en 2021 (Source: NASA)

Réchauffement climatique : nouvelle alerte de la NASA et de la NOAA // Global warming : NASA and NOAA send a new alert

Selon une nouvelle étude publiée en juin 2021 dans la revue Geophysical Research Letters par des chercheurs de la NASA et de la NOAA, la quantité de chaleur piégée par la Terre a quasiment doublé depuis 2005. Ce nouvel apport de chaleur contribue au réchauffement des océans, de l’air et des terres.

À l’aide de données satellitaires, les chercheurs ont mesuré le déséquilibre énergétique de la planète (DET), autrement dit la différence entre la quantité d’énergie que la planète absorbe du soleil et celle qui est renvoyée dans l’espace. S’il y a un déséquilibre positif, la Terre absorbe plus de chaleur qu’elle n’en perd. En 2005, il y avait un déséquilibre positif d’environ un demi-watt par mètre carré d’énergie solaire, alors qu’en 2019, le déséquilibre positif était d’un watt par mètre carré.

Les chercheurs expliquent que cette augmentation d’énergie équivaut à l’utilisation, par l’ensemble des habitants de la planète, de 20 bouilloires électriques en même temps. L’équipe scientifique doit poursuivre ses recherches pour déterminer les facteurs à l’origine de cette augmentation, mais on sait déjà qu’une augmentation des émissions de gaz à effet de serre, la diminution de la couverture nuageuse et de la banquise font partie des causes probables, ainsi que les variations cycliques du climat. Une chose est sûre, les humains en sont en grande partie responsables de cette situation très inquiétante.

Source : NASA.

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According to a new study published in June 2021 in the journal Geophysical Research Letters by NASA and NOAA researchers, the amount of heat trapped by the Earth has roughly doubled since 2005. This is contributing to warming oceans, air, and land.

Using satellite data, the researchers measured the planet’s energy imbalance, which is the difference between how much energy the planet absorbs from the sun and how much is radiated back into space. If there is a positive imbalance, the Earth is absorbing more heat than it is losing. In 2005, there was a positive imbalance of about half a watt per square metre of energy from the sun, whereas in 2019, the positive imbalance was one watt per square metre.

The researchers explain that this energy increase is equivalent to everyone on Earth using 20 electric tea kettles at the same time. The scientific team needs to conduct more research to determine the factors behind the increase, but there is evidence that a rise in greenhouse gas emissions and decrease in cloud cover and sea ice could be part of it, as well as cyclical variations in the climate. One thing is certain, humans are largely responsible for this worrying situation.

Source: NASA.

 

Inventaire de l’accumulation d’énergie sur Terre en ZJ (1 ZJ =1021J) pour les composantes du système climatique terrestre de 1960 à 20. Le flux net à TOA (top of atmosphere) du programme NASA CERES est affiché en rouge. (Source : Karina von Schuckmann et al / global-climat).

L’énergie des volcans sous-marins // The energy of submarine volcanoes

La plus grande partie de l’activité volcanique sur Terre se produit dans les profondeurs de nos océans, souvent à plusieurs kilomètres sous leur surface. Toutefois, contrairement aux volcans terrestres, la détection d’une éruption sur le fond marin se révèle souvent très difficile. Il reste encore beaucoup à apprendre sur le volcanisme sous-marin et ses effets sur le milieu environnant. Comme je l’ai souligné à plusieurs reprises, nous connaissons la surface de la planète Mars,  nous sommes capables d’y faire voler un hélicoptère, mais les abysses de nos océans, là où se produit le phénomène de subduction et où se déclenchent les séismes les plus meurtriers, restent inconnus.

Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications explique que les volcans sous-marins en éruption au fond des océans peuvent générer une énergie extrêmement puissante. On croyait auparavant que les volcans sous-marins étaient beaucoup moins puissants que ceux sur terre en raison des coulées de lave relativement lentes qu’ils produisent. Toutefois, des submersibles déployés dans le nord-est du Pacifique ont fourni des données qui montrent que les volcans sous-marins peuvent libérer de puissants panaches – appelés méga panaches – qui distribuent des cendres volcaniques sur de grandes distances sous-marines. Les panaches sont poussés par des colonnes d’eau chauffée à haute température. Ils suivent les mêmes schémas que les panaches générés par les éruptions volcaniques sur terre. Ils se déplacent d’abord verticalement puis s’étalent horizontalement.

Les chercheurs estiment que les méga panaches produits par les grandes éruptions sous-marines produisent suffisamment d’eau pour remplir environ 40 millions de piscines olympiques. Cependant, leur source est restée longtemps ambiguë. La nouvelle étude est la première à relier le phénomène à l’émission de magma d’un énorme volcan sous-marin.

Pour mieux comprendre le processus des éruptions volcaniques sous-marines, les chercheurs ont proposé une simulation qui montre que l’énergie nécessaire pour générer de tels panaches de cendres est énorme. Les éruptions les plus puissantes peuvent libérer suffisamment d’énergie pour alimenter un continent. Le problème est de savoir comment exploiter cette énergie.

La nouvelle étude fournit la preuve que les méga panaches sont directement liés à l’émission de lave et sont responsables du transport des cendres volcaniques dans les profondeurs de l’océan. Les recherches montrent également que ces panaches peuvent se former en quelques heures en libérant une énorme quantité d’énergie.

À l’avenir, les scientifiques espèrent utiliser les technologies de télédétection pour observer en direct l’activité des volcans sous-marins afin de pouvoir mieux l’étudier.

Référence : « Rapid heat discharge during deep-sea eruptions generates megaplumes and disperses tephra » – Pegler, S. S., & Ferguson, D. J. – Nature Communications.

Source : The Watchers.

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The majority of Earth’s volcanic activity occurs underwater, mostly at depths of several kilometres, but in contrast to terrestrial volcanoes, detecting that an eruption has occurred on the seafloor can be very difficult. There remains a lot to be done to learn about submarine volcanism and its effects on the marine environment. As I have pointed out several times, we know the surface of Mars, we are able to fly a helicopter there, but the abyss of our oceans, where the phenomenon of subduction occurs and where the the deadliest earthquakes are triggered,  remain unknown.

A new research published in Nature Communications explains that submarine volcanoes erupting at the bottom of the oceans can release extremely powerful energy, high enough to power a continent. It was previously believed that underwater volcanoes were much less powerful than those on land due to relatively slow-moving lava flows. Submersibles operated in the North East Pacific have released data which show that submarine volcanoes can release powerful and huge plumes called megaplumes, distributing volcanic ash across wide underwater distances. The plumes are formed by columns of heated water. They follow the same patterns as plumes generated by volcanic eruptions on land. The plumes move vertically first and then spread out horizontally..

The researchers estimate that the megaplumes produced by large underwater eruptions have enough water to fill about 40 million Olympic-sized swimming pools. However, their source have long remained ambiguous. The new research is the first to link the phenomenon with the release of magma from a huge submarine volcano.

To better understand the process of underwater volcanic eruptions, the researchers came up with a simulation, which showed that the release of energy needed to generate such expansive ash plumes was enormous. The largest eruptions could release energy high enough to power a continent. The problem is how to tap this energy.

The new study provides evidence that megaplumes are directly linked to the eruption of lava and are responsible for transporting volcanic ash in the deep ocean. It also shows that plumes can form in a matter of hours, creating an immense rate of energy release.

In the future, scientists hope to use remote-sensing technologies to livestream activity of underwater volcanoes as they are happening.

Reference : « Rapid heat discharge during deep-sea eruptions generates megaplumes and disperses tephra » – Pegler, S. S., & Ferguson, D. J. – Nature Communications.

Source : The Watchers.

Source : Wikipedia