Bilan TP11 : La formation des combustibles fossiles.

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1 Bilan TP11 : La formation des combustibles fossiles. Atelier 1 : La formation d'un gisement de charbon L'origine biologique du charbon est montrée par la présence de fossiles de végétaux dans les roches sédimentaires qui entourent les veines de charbon Plantes tropicales fossilisées datant de 300 millions d'années (états-unis)

2 Atelier 1 (suite) : Formation du charbon : - Des végétaux terrestres morts s'accumulent dans des lagunes, des lacs ou des marécages. - La matière organique est d abord transformée en acides humiques (qui donnent aux sols leur couleur brune). - Le premier stade de formation du charbon est la tourbe (50 à 70% de carbone). - Lorsque les fragments de bois sont encore reconnaissables à l œil nu c est le lignite (70% de carbone), - quand le charbon est noir et compact, c est la houille (75 à 93 % de carbone) et enfin l anthracite (plus de 93 % de carbone).

3 Atelier 1 (suite) : Les différentes étapes de formation de charbons

4 Atelier 1 (suite) : a. Dans un premier temps, les végétaux se déposent dans des bassins sédimentaires. b. La subsidence (enfoncement progressif du fond du bassin) de cette zone provoque l enfouissement de la végétation, ce qui empêche sa décomposition. c. Un ralentissement de la subsidence favorise le retour de la végétation. Ce phénomène se répète, expliquant l alternance des couches de grès/argile et de charbon. A l'abri de l'air, dans l eau, les débris végétaux se transforment progressivement (en plusieurs dizaines de Ma) en roches sous l effet de bactéries anaérobies (sans O2), puis de l augmentation de la pression et de la température. Cette transformation aboutit à la formation de charbon.

5 Atelier 2 : La formation d'un gisement de pétrole - Des débris animaux et végétaux (d'origine planctonique) s'accumulent sur le fond des mers fermées, des lagunes, des deltas, des estuaires. Les hydrocarbures sont des molécules carbonées provenant des molécules vivantes à l'origine du pétrole, ce sont des fossiles géochimiques

6 Atelier 2 (suite) : - Quand l'enfouissement de la roche mère atteint à mètres pour des températures de 100 C apparaît la fenêtre à huile. - Des réactions chimiques transforment la matière organique en molécules d'hydrocarbures liquides (l'oxygène, l azote, le phosphore et le soufre sont peu à peu éliminés, les atomes de carbone et d hydrogène se réorganisent). - Un enfoncement plus profond, entre et mètres, permet le passage aux hydrocarbures gazeux (ex. le méthane CH4). C est la fenêtre à gaz. Au delà, la matière organique est entièrement désorganisée.

7 Bilan - Les pétroles, charbons et gaz naturels sont formés de molécules organiques. - Ils ont pour origine des lieux à forte productivité permettent d accumuler une biomasse importante. - leur formation nécessite un milieu pauvre en dioxygène (lacs, marécages, lagunes, deltas, estuaires ), - le dépôt d'un sédiment à grain fin enfouie la matière organique (0,1%) qui ainsi échappe à la décomposition. - L enfoncement du bassin sédimentaire entraîne la roche mère en profondeur qui est soumise à une augmentation de pression et de température ce qui permet la transformation de la matière organique en combustible fossile (perte des éléments O, N, P notamment, donc enrichissement relatif en carbone et hydrogène). - Les charbons sont issus de la transformation de débris végétaux terrestres, les pétroles et les gaz naturels sont d origine planctonique. - Le pétrole et le gaz, peu denses, migrent vers la surface. Ils s accumulent dans des pièges formés d une roche magasin poreuse (ex. sable ou grès) surmontée d un toit formé d une roche imperméable (ex. argile, sel gemme). - On appelle gisement le lieu où l accumulation d une ressource géologique permet son exploitation.

8 Forte productivité primaire Forte productivité primaire Continent Océan Forêt Sédiment riche en M.O. (végétaux morts) x millions d années Sédiments riches en matière organique Couverture par une roche imperméable (argile,...) Sédiment riche en M.O. (phytoplancton mort) Phytoplancton Roche imperméable Charbon Enfouissement ( Pression et Température) Teneur en carbone Roche imperméable Roche perméable Roche mère Roche combustible Gisement 200 ans Gisements +/- exploitables Épuisement ressources gaz et pétrole Roche réservoir Roche mère Gisement

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