Les combustibles fossiles

Chapitre 2 Les combustibles fossiles : énergie solaire du passé

Introduction :

Pour vivre et se développer, l’humanité utilise de l’énergie. Une partie de l’énergie provient de combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel qui sont des ressources naturelles largement utilisées pour assurer les besoins énergétiques de l’humanité.

Source : Manuel Seconde Nathan 2008

Problème : En quoi l’utilisation des combustibles fossiles ne participe-t-elle pas au développement durable ?

Voir sortie sur le terrain a Ronchamp

Voir Exercice sur la Quizinière

Q1 : Comment se forment les combustibles fossiles ?

I. La formation des combustibles fossiles

1. La biomasse à l’origine de combustibles fossiles 

MOTS CLES : roche carbonée, charbon, plancton, pétrole, hydrocarbure, fossile

Les fossiles de végétaux retrouvés dans le charbon suggèrent que cette roche carbonée est issue de la transformation des restes de végétaux continentaux. 

Les pétroles contiennent des molécules proches de certaines molécules organiques présentes chez les êtres vivants. Ces hydrocarbures sont issus de la transformation de la matière organique composant le plancton qui correspond à l’ensemble des animaux et végétaux microscopiques flottant à la surface de l’eau. 

Les pétroles, charbons et gaz naturels sont formés de molécules d’origine organique issue de la transformation de la biomasse. 

2. La lente transformation de la biomasse en combustibles fossiles

MOTS CLES : environnements à forte productivité, accumulation de la biomasse, milieu pauvre en dioxygène, enfouissement, faible décomposition

Les environnements à forte productivité permettent d’accumuler une biomasse importante. Dans un milieu pauvre en dioxygène, qui reçoit de fines particules sédimentaires, une petite partie du carbone organique est enfouie et échappe à la décomposition par les organismes décomposeurs. 

a. La formation du charbon

MOTS CLES :, houille, humus, tourbe, anthracite, lignite,

http://www.planete-energies.com/fr/medias/infographies/de-la-foret-au-charbon-une-lente-transformation?&xtmc=&xtnp=1&xtcr=21

Des végétaux terrestres morts s'accumulent dans des lagunes, des lacs ou des marécages. 

La matière organique est d’abord transformée en humus. Puis 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 il s’agit de la lignite (70% de carbone). Quand le charbon est noir et compact, c’est la houille (75 à 93 % de carbone) et enfin l’anthracite avec plus de 93 % de carbone. 

b. La formation du pétrole et du gaz naturel

MOTS CLES : réactions chimiques, hydrocarbures liquides, plancton, hydrocarbures gazeux

http://www.planete-energies.com/fr/medias/infographies/la-lente-formation-des-gisements-d-hydrocarbures?&xtmc=&xtnp=1&xtcr=86?&xtmc=&xtnp=1&xtcr=86

Des débris animaux et végétaux d'origine organique s'accumulent sur le fond des mers fermées, des lagunes, des deltas, des estuaires...  

Quand l'enfouissement de la roche mère atteint une certaine profondeur et une température de l’ordre de 100°C, des réactions chimiques transforment la matière organique en molécules d'hydrocarbures liquides?(les pétroles) : l'oxygène, l’azote, le phosphore et le soufre sont peu à peu éliminés et les atomes de carbone et d’hydrogène se réorganisent. Un enfoncement plus profond permet la formation des hydrocarbures gazeux (le gaz naturel) comme le méthane CH4.

Conclusion :

La subsidence correspond à l’enfoncement du bassin sédimentaire qui entraîne la roche mère en profondeur. La roche est alors soumise à une augmentation de pression et de température qui permet la transformation de la matière organique en combustible fossile. Les charbons sont issus de la transformation de débris végétaux terrestres, les pétroles et les gaz naturels sont d’origine planctonique. 

Source : Manuel Seconde Belin 2010

Q2 : Comment localiser les gisements pour une bonne exploitation des combustibles fossiles ?

II. La localisation et l’exploitation des combustibles fossiles

MOTS CLES : roche imperméable, migration en surface, gisement, roche réservoir

Le pétrole et le gaz, peu denses, migrent vers la surface. Ils s’accumulent

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