Soutenance mémoire
Depuis quelques années, les hydrocarbures des roche-mères sont d’actualité. Cette rapide évolution est sûrement due à la connaissance de l’éventuel épuisement des grands gisements du Moyen Orient. Pour le cas de notre pays, seuls les grès bitumineux de Tsimiroro sont en voie d’exploitation. Pourtant Madagascar est reconnu pour avoir de grands potentiels pétroliers. Pour appréhender ces derniers, il serait nécessaire de connaître l’état de maturation des roches mères, source des hydrocarbures, c’est ce qui nous a poussés à choisir ce thème.
GENERALITES SUR LA GENESE DES HYDROCARBURES
GENESE DES HYDROCARBURES
Définition
Tout d’abord, il faut comprendre que les hydrocarbures sont des« huiles de pierre», en effet ce sont des énergies fossiles non renouvelables (à l’échelle humaine) et épuisables. Ils sont inégalement répartis dans le monde. En d’autres termes, les hydrocarbures sont des molécules de formule brute CnH2n dont la combustion libère de grandes quantités d’énergie. Les hydrocarbures peuvent être gazeux (méthane), huileux (pétrole) ou solides (charbon). Chimiquement, les hydrocarbures sont des composés organiques qui ne comportent que des atomes de carbone et d’hydrogène. Ils ont pour formule brute générale Cx Hy, x et y étant des nombres entiers positifs. Exemple : C4H10 (butane) : x = 4 et y = 10. Il y a différents types d’hydrocarbures : hydrocarbure cyclique, hydrocarbure normal, hydrocarbure saturé; le pétrole et le gaz naturel sont des hydrocarbures.
Pour ce qui est du pétrole, c’est un combustible fossile dont la formation date d’environ 20 à 350 millions d’années. Aussi appelé « huile » ou « pétrole brut », il provient de la décomposition d’organismes marins (principalement de plancton) accumulés dans des bassins sédimentaires, au fond des océans, des lacs et des deltas.
Origine du pétrole et des gaz naturels
Les hydrocarbures sont les produits de l’histoire géologique d’une région, et particulièrement de la succession de trois conditions :
● L’accumulation de matière organique, végétale essentiellement ;
● Sa maturation en hydrocarbures ;
● Son emprisonnement.
La matière organique
La matière organique est issue d’êtres vivants (plancton, végétaux, animaux, etc.), composée pour l’essentiel de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène. Elle forme ce que l’on appelle la biomasse. Cette biomasse est généralement détruite par des bactéries mais une faible partie (moins de 1%) se dépose au fond de milieux aquatiques.
Dans cet environnement pauvre en oxygène, la matière organique est en partie préservée. Elle se mélange ensuite à des matières minérales (particules d’argiles ou sables fins), créant ainsi des boues de sédimentation. Celles-ci s’accumulent par couches successives sur des dizaines voire des centaines de mètres.
Soulignons que la matière organique est un constituant très courant des sédiments et des roches sédimentaires même si elle n’est généralement présente qu’en faible proportion. L’étude de sa structure, de ses propriétés physiques (pétrographie organique) ou de sa composition chimique (géochimie organique) est susceptible d’apporter des informations pertinentes sur ses origines. L’environnement dans lequel elle s’est déposée et son évolution diagénétique est aussi très importants pour connaître leur source. La transformation de la matière organique en hydrocarbure s’échelonne sur des dizaines de millions d’années.
Du point de vue de sa composition chimique, la matière organique sédimentaire se compose de deux fractions distinctes .
● Le kérogène est la fraction insoluble dans les solvants organiques comme l’alcool. Le kérogène est constitué de grosses molécules organiques liées les unes aux autres et formant une structure 3D complexe. C’est la matière première de la formation de l’huile et du gaz. En effet c’est une substance riche en Carbone et en Hydrogène qui en s’enfonçant de plus en plus va subir une dégradation thermique et suivant la profondeur va donner de l’huile ou du gaz selon le cas . Selon leur origine terrestre, marine et/ou lacustre, les kérogènes présentent des compositions chimiques très différentes. Trois types de kérogène ont été définis sur la base de leurs compositions élémentaires sans que les types intermédiaires ne soient exclus. Ils sont classiquement représentés dans le diagramme de Van Krevelen illustrant le rapport atomique H/C en fonction du rapport atomique O/C.
● La fraction extractible ou lipidique est la fraction soluble dans les solvants organiques. Elle est composée d’une très grande diversité de petites molécules libres.
Les différents types de kérogènes
On distingue ainsi 4 grands types de kérogènes en fonction de leur environnement de dépôt qui donnent quatre kérogènes différents :
♦︎ Le type I se caractérise par des valeurs élevées de H/C et assez faibles de O/C. Il s’agit de kérogène contenant très peu de composés aromatiques et/ou hétéroatomiques (contiennent N, S, O). Le « kérogène-type » de cette famille correspond à du matériel très aliphatique, supposé d’origine algaire ou bactérienne, ayant sédimenté dans des environnements laguno-lacustres parfois très restreints (très forte salinité). Le processus de préservation sélective est à l’origine de ces kérogènes. Les kérogènes de la formation « Green River Shales » qui se trouve en Colorado résultant de dépôts sédimentaires dans un groupe de lacs de montagnes (sont typiques de cette famille). Les bogheads (appelés aussi torbanites ou coorongites) d’Autun, variété de charbon bitumineux formé à partir d’algues et pouvant donner des huiles légères, est aussi un exemple de cette classe de kérogènes.
♦︎ Le type II se caractérise quant à lui par des valeurs de rapports atomiques H/C et O/C intermédiaires entre le type I et le type III. Ces kérogènes sont supposés d’origine marine et issue de matériel dérivé du phytoplancton, du zooplancton et des bactéries. Ces kérogènes sont à l’origine de nombreux pétroles bruts et gaz à travers le monde (Dévonien et Crétacé du Canada, Silurien du Sahara). Les kérogènes isolés des sédiments du Toarcien du Bassin de Paris correspondent aux kérogènes typiques de cette famille.
♦︎ Le type III se caractérise par des rapports atomiques H/C faibles et O/C très élevés. Les kérogènes de cette famille proviennent de l’accumulation de matériel issu de végétaux supérieurs. Ils sont constitués par des structures aromatiques et se caractérisent par les nombreuses fonctions oxygénées qu’ils contiennent. Les kérogènes du bassin de Douala (Cameroun) sont typiques de cette famille. Ces kérogènes constituent de nombreux charbons (Lignites, houilles et anthracite) et roches mères de pétrole (ex : gisements indonésiens).
♦︎ Le type IV correspond à du matériel organique continental ou marin caractérisé par un rapport H/C faible et associé à de très fortes valeurs d’O/C. Cette famille correspond à du matériel remanié ou très oxydé. Des kérogènes typiques de cette famille ont été observés dans des sédiments d’âge Crétacé de la baie de Biscaye (Espagne). Ils ne constituent aucun gisement d’intérêt économique.
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I : GENERALITES SUR LA GENESE DES HYDROCARBURES
Chapitre I : GENESE DES HYDROCARBURES
I.1 Définition
I.2 Origine du pétrole et des gaz naturels
I.3 Les différents types de kérogènes
I.4 Evolution du kérogène
I.5 Les différents types de gisements pétrolier et différents types de pétrole
Chapitre II : MODE DE FORMATION DE GISEMENT PETROLIER
II.1. Migration
II.2 Piégeage
II.3 Gisement pétrolier
Partie II : ETATS DES ROCHE-MERES D’HYDROCARBURES A MADAGASCAR
Chapitre III : FORMATION DES BASSINS SEDIMENTAIRES MALGACHES
III.1 Stratigraphie des bassins sédimentaires malgaches
III.2 Contexte géodynamique des bassins malgaches
Chapitre IV : METHODOLOGIE GENERALE
IV.1. Exploitation des données acquises
IV.2. Les seuils et limites utilisés par méthode géochimique
IV.3. Les études faites par les compagnies pétrolières à Madagascar
Chapitre V : POTENTIEL DES ROCHE-MERES DANS LES BASSINS SEDIMENTAIRES MALGACHES
V.1. Potentiel des roches mères dans le bassin d’Ambilobe
V.2. Potentiel des roches mères dans le bassin de Mahajanga
V.3. Potentiel des roches mères dans le bassin de Morondava
V.4. Synthèse du potentiel des roches mères dans les bassins sédimentaires malgaches
V.5. Discussion sur le potentiel des roches mères dans les bassins sédimentaires malgaches
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
ANNEXE
