Formation

 

 

 

1- Formation du pétrole

 

 

      Le pétrole est le résultat de longues transformations chimiques qui s'échelonnent sur des millions d'années.

      Le pétrole est un hydrocarbure (H-C). Les hydrocarbures se forment au fond des océans. En temps normal, les matières organiques*, composées de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote (C-H-O-N) déposées au fond des océans sont décomposées par des bactéries. Mais dans tous les milieux pauvres en oxygène, appelés anaérobies*, comme les lacs, les deltas, les lagunes..., les bactéries responsables de la décomposition sont moins présentes, donc les matières organiques se déposent et se mélangent avec les sédiments : sable, sel, argile.

      Cependant, il existe des bactéries anaérobies qui, pour vivre, captent les éléments azote (N) et oxygène (O) des matières organiques. On appelle ce phénomène la dégradation biochimique.

 

 

La dégradation biochimique (source:www.planeteterre.com)

 

 

     On obtient du kérogène qui, étant donné sa présence en faible proportion, est disséminé sous forme de petit filet dans la partie minérale appelée roche mère. Puis, grâce à la tectonique (celle des plaques par exemple) et sous l'influence de son poids, ce kérogène s'enfonce plus profondément dans l'écorce terrestre et se fractionne : c'est l'enfouissement. Il est alors soumis à une température et une pression de plus en plus élevées. Les atomes de carbone et d' hydrogène s'unissent pour former de nouvelles molécules : c'est la pyrolyse*. Ces molécules sont appelées hydrocarbures : elles sont présentes sous forme gazeuse (méthane CH4) ou liquide (huiles). A 2000 mètres par exemple, une partie des kérogènes se transforme en huiles -environ 10%-, une plus petite partie en gaz et la plus grande partie continue sa transformation. Entre 2000 et 3000 mètres, la production d'huiles est à son maximum, mais à 3000 mètres, elle devient moindre au profit de celle du gaz. Si l'enfouissement dépasse les 4000 mètres, la température est si élevée qu'elle détruit les huiles et les gaz présents. Ces fourchettes de profondeur où se forment huiles et gaz sont nommées, en jargon pétrolier, fenêtres à huiles et fenêtres à gaz (les valeurs citées ci-dessus sont indicatives car le gradient géothermique* varie en fonction de la situation géographique).

 

 

 

      A ce moment de la transformation, les hydrocarbures sont encore sous forme de gouttelettes disséminées dans la roche-mère. La pression de gaz dans les gouttelettes contenant le kérogène initial augmente avec la profondeur, et lorsque cette pression devient suffisante pour vaincre l'imperméabilité de la roche-mère, la fraction liquide et la fraction gazeuse sont progressivement expulsées. On appelle cette expulsion la migration primaire.

La migration ( source : www.planeteterre.com)

 

 

                                                                

Morceaux de roche réservoir où l'on peut apercevoir des traces de pétrole ( pris en photo au laboratoire d' SVT du lycée)

 

Quelques roches réservoirs:grès ,calcaire,dolomite.

 ( source :"L'enjeu du pétrole", Les yeux de la découverte,

Gallimard jeunesse,2007)

       Après avoir été expulsés de la roche-mère, les hydrocarbures et les gaz entament une migration secondaire : ils se dirigent vers la surface sous l'effet de la pression, et en suivant les courants d' eaux souterrains, à travers des roches poreuses* (qui permettent donc le passage des liquides ). Si aucun phénomène ne stoppe cette remontée, les hydrocarbures atteignent la surface et sont détruits par les bactéries. Mais la plupart du temps, ils rencontrent une roche imperméable de sel, de marne*... qui piège les hydrocarbures liquides et les gaz et qui forme un gisement : cette roche est appelée roche réservoir. A cause de leur densité respective, les gaz occupent la partie la plus haute, l'huile se situe au milieu, l'eau dans la partie inférieure. Le stockage des hydrocarbures sera favorisé si la roche imperméable forme une voute par exemple. Selon la géologie des sous - sols, il existe quatre grands types de piège :

 


(source : www.planeteterre.com)

                                                 

Piège anticlinal dans les monts Zargos au sud ouest de l'Iran ( source : "L'enjeu du pétrole", Les yeux de la découverte,Gallimard jeunesse)

 

      Le pétrole est souvent piégé sous des plis anticlinaux, endroits où les roches ont été plissées en forme d' arche par les mouvement de la croute terrestre. En effet si l' une des strates est imperméable le pétrole en migration est stoppé.

 

      Parfois, les couches rocheuses se brisent et glissent vers le haut ou le bas de la cassure: c' est une faille . Ces failles peuvent créer des pièges par exemple quand une roche imperméable se décale et vient obstruer une roche perméable dans laquelle du pétrole est en migration.

 

 

      Les pièges stratigraphiques sont dus à des variations au sein des couches elles mêmes. Ils se forment souvent à partir d' anciens lits de rivières où des poches de sables perméables sont piégées au sein de schistes argileux* et de grès fins moins perméables . ­

 

 

      Lorsque des masses de sel se forment en profondeur, la chaleur et la pression provoquent leur remontée en forme de dôme appelé diapir. En s'élevant les dômes rompent et repoussent les couches supérieures et traversent des couches perméables, arrêtant la migration du pétrole .

      En 1947, le professeur Laigret a recrée les conditions d' apparition du pétrole à l'institut pasteur de Tunis (Cf annexes p II et III). Il réunit des bactéries anaérobies: des bacille perfingens, des catalyseurs: de la silice et de l'iode, et une solution de substances nutritives dans un milieu aqueux neutre maintenu à 37 ° C. Il provoque une fermentation et on obtient du méthane. Dans une deuxième expérience le docteur Laigret a mis comme substance nutritive un acide gras supérieure sous forme de savon . Après quelques jours il a obtenu un liquide ambré et non miscible à l'eau: du pétrole .

      La formation millénaire du pétrole en fait déjà un or noir . On arrive a recréer les conditions de sa formation, ce qui laisse un espoir en cas de pénurie bien que cette méthode fastidieuse et peu productive ne soit pas exploité.

      Le pétrole est donc le fruit de plusieurs millénaires de formation ce qui en fait une ressources rare et ce qui renforce son appellation d'or noir.

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