Origine et exploitation des combustibles fossiles : problèmes liés à leur utilisation

Avant les vacances de Printemps, le mardi 22 avril 2014, la classe de 2°4 a eu la chance d’assister à une conférence sur les combustibles. Celle-ci fut présentée par M. Davide Olivero, géologue, professeur à la faculté de Lyon 1 de Villeurbanne, qui est intervenu pendant 2h.

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Il a commencé par nous expliquer que lorsque l’on parle de combustibles, on pense directement au mot « problème ». En effet, ce sont la plupart du temps des énergies non renouvelables qui polluent fortement (en utilisant ces combustibles, en 2011 la Chine, les Etats-Unis et l’Europe ont rejeté 34 076 327 382 tonnes de CO2) et sont donc néfastes pour l’environnement. Ce renvoi de dioxyde de carbone dans l’atmosphère augmente la production de gaz à effet de serre et donc entraîne une augmentation de la température. D’ici 2100, les hausses de température varieront entre 0,3 et 4,8 °C, ce qui débouchera sur une fonte des glaces et donc la hausse du niveau des mers et océans.
Les combustibles fossiles sont des hydrocarbures, contenant du carbone et de l’hydrogène, ce sont des ressources naturelles localisées parmi les roches sédimentaires du sous-sol. Ils se présentent sous des formes diversifiées : le pétrole, le gaz naturel et le charbon.
M. Olivero nous a expliqué leur formation : de l’accumulation de la matière organique à sa transformation en hydrocarbures, puis leur migration à travers les couches géologiques jusqu’à la formation des gisements exploitables.
Pétrole, gaz naturel et charbon, énergies non renouvelables, représentent 89% de la consommation humaine contre seulement 11% pour les énergies renouvelables comme la biomasse, l’hydroélectricité, l’éolien, le solaire ainsi que la géothermie, jugés peu efficaces.
Parmi les énergies non renouvelables utilisées par l’homme, on trouve aussi le gaz de schiste, qui est un gaz non conventionnel. Celui-ci est piégé dans les roches sédimentaires et ne subit pas de migration primaire (où des fluides s’échappent de la roche si la pression est suffisante). L’utilisation de ce gaz aux Etats-Unis est actuellement de 14% et selon les études réalisées, celle-ci devrait passer à 45% d’ici 2030. Mais l’’exploitation du gaz de schiste n’est pas sans danger pour l’environnement : pollution des nappes phréatiques, des rivières, nombre important de puits nécessaires et impact sur les paysages…
La croissance démographique entraîne une augmentation de la consommation des énergies non renouvelables. Par exemple, depuis le 1er janvier, 2 572 398 423 tonnes de charbon ont été consommées.
Si celle-ci continue de s’accroître, dans 40 ans, le pétrole, qui représente 32% de la consommation, aura disparu, dans 60 ans le gaz sera épuisé et dans 120 ans il n’y aura plus de charbon. En résumé, d’ici un siècle, toutes les énergies non renouvelables seront épuisées si leur utilisation continue d’augmenter. De plus, en brûlant ces énergies on renvoie du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, ce qui modifie le cycle du carbone. Cela entraine une forte pollution, qui débouche sur un dérèglement climatique portant fortement atteinte à la faune et la flore.

C’est pour toutes ces raisons qu’il est indispensable de mettre en place des systèmes écologiques tournés vers le développement durable si nous voulons protéger notre planète.

Ce travail a été réalisé en lien avec les cours de SVT (A. Portelli) dans une démarche d’éducation au développement durable (EDD).
La classe de 2nde4

Un exemple de formation de combustible fossile : le gaz naturel

On appelle combustible fossile un combustible riche en carbone, issu de la décomposition d’êtres vivants, morts et enfouis dans le sol depuis plusieurs millions d’années. Il s’agit du pétrole, du charbon et du gaz naturel. Ces sources d’énergie ne sont pas renouvelables car elles demandent des millions d’années pour se reformer et parce qu’elles sont utilisées beaucoup plus rapidement que le temps nécessaire à les reformer.

Le gaz naturel est en fait un mélange d’hydrocarbures, essentiellement constitué de méthane.

Il y a quelques dizaines de millions d’années, des restes fossilisés de végétaux aquatiques se sont accumulés au fond des océans. Au cours du temps, des couches de sédiments se sont déposées au-dessus de cette « strate riche ».  Les ères défilent : le nombre de ces couches s’amplifie et elles s’épaississent. Des bactéries s’y glissent et se chargent d’effectuer les transformations qui engendreront la formation d’un composé solide appelé kérogène, alors encore sous forme de petits grumeaux. Ce kérogène se mélange aux sédiments, afin de créer la roche mère. Ceci représente une couche de la composition de la croûte terrestre. Puis, ces épaisseurs de kérogène se multiplient et la température augmente. On constate qu’entre 2500 et 5000 mètres de profondeur, et sous l’action des températures en hausse, le kérogène se transforme en gaz accompagné de pétrole liquide. Dès 4000 mètres, on trouve exclusivement du gaz (méthane en particulier).

L’expulsion du gaz et du pétrole s’opère lors de la migration primaire. Celle-ci se caractérise par une pression très forte en partie due à la température. La roche mère reste avec les grumeaux, tandis que les gaz sont éjectés.

                                                                       Céline DIONIZIO & Morgan SARRY (2nde 7)

Article rédigé à la suite de la  conférence de Monsieur Davide OLIVERO, maître de conférences à l’Université Claude Bernard à Lyon, le vendredi 30 mars dans le cadre du cours de SVT.