Les hydrocarbures

Hydrocarbures

Intro

Un hydrocarbure est un composé organique contenant exclusivement des atomes de carbone et d’hydrogène. On distingue les hydrocarbures saturés (les alcanes où les atomes de carbone sont reliés à un nombre maximum d’atome d’hydrogène. Cette chaîne carbonée est constituée uniquement de liaison simple) des hydrocarbures qui possèdent une ou plusieurs insaturations (les alcènes, les alcynes et les composés aromatiques). La chaîne carbonée de ces derniers présente au moins une liaison double ou triple. Ces différents types d’hydrocarbures présente une structure linéaire, ramifiée ou cyclique.

Le pétrole et le gaz naturel sont des hydrocarbures important. Par ailleurs, ils ne se mélanges pas avec l’eau.

Les hydrocarbures constituent une ressource énergétique essentielle pour l’économie depuis la révolution industrielle mais ils sont aussi source de gaz à effet de serre à cause de leur utilisation massive. Ce sont des ressources non –renouvelables dont les gisements commencent à s’épuiser ou à être très coûteux et difficiles à exploiter comme les gisements marins.

Origine des hydrocarbures

La première source actuelle d’hydrocarbure est le pétrole qui est un combustible fossile dont la formation date d’environ 20 à 350 millions d’années. Il provient de la décomposition d’organismes marins (principalement de plancton) accumulés au fond des océans, des lacs. La transformation de la matière organique en pétrole s’étend sur des dizaines de millions d’années, en passant par une substance intermédiaire appelée kérogène. Le pétrole produit peut ensuite se trouver piégé dans des formations géologiques particulières, appelées « roches-réservoirs » qui constituent des gisements de pétrole.

La matière organique est issue d’êtres vivants (plancton, végétaux, animaux...). 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), ce qui créé ainsi des boues de sédimentation. Au fil du temps, les boues de sédimentation s'accumulent et durcissent. Si elles contiennent au moins 1 à 2 % de matière organique, elles pourront jouer le rôle de roche mère qui, à terme, conduira à des gisements de pétrole et gisements de gaz. Toutefois, pour qu'il soit atteint, le site concerné doit présenter des caractéristiques uniques:

    - un climat chaud favorisant le développement d'importantes quantités de plancton

   - la proximité de l'embouchure d'un grand fleuve charriant beaucoup de débris végétaux

   - pas de montagne à proximité pour limiter les volumes de sédiments minéraux.

Très lentement, la roche-mère est soumise à des températures de plus en plus fortes et la matière organique qui la compose se retrouve écrasée par le poids des sédiments, la pression augmentant en moyenne de 25 bars par 100 mètres. Elle s'enfonce dans la croûte terrestre sous le poids des sédiments : elle parcourt quelques mètres ou quelques centaines de mètres par million d'années. Cet affaissement progressif débouche sur la formation d'un bassin sédimentaire.

Dans ces conditions physiques, les atomes d'azote, de soufre et de phosphore finissent par disparaître et la matière organique se transforme en kérogène, un matériau intermédiaire composé d'eau, de CO2, de carbone et d'hydrogène ; le mélange d’hydrocarbures liquides forme ce qu’on appelle du pétrole brut ou, à des pressions supérieur, du gaz.

 La seconde source est le charbon qui est un combustible fossile d’origine organique composé d’hydrogène, de soufre, d’oxygène et surtout de carbone. Selon la teneur en carbone, la profondeur et la température du gisement, il en existe plusieurs catégories :

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