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24/05/2017

 

Les theories sur l'origine du pétrole

 

Vous  connaissez  certainement  la théorie  de l'apparition  du charbon.  Le  point  de  vue  sur  ce sujet  est bien  établi :  il  s'est  formé (et  continue de  se former) à partir  des  restes  de la végétation  d'une forêt  qui  autrefois recouvrait   toute  la planète,  y compris  les  zones  de  permafrost,  se  trouvant  habituellement  sur les  hautes strates rocheuses,  végétation qui sous l'effet  de la pression  dans  le  couches   profondes  s'est  décomposée  en charbon.

 

Il  est  logique  de supposer  qu'il  en est de même pour le pétrole.  Au  19 ème siècle,  la controverse  se  résumait  à la question de  savoir  quelle matière  était  à l'origine de la formation du pétrole : la  végétale ou  l'animale ?

 

En 1888, des scientifiques allemands,  Hoefer et  Engler,  firent  une expérience  en soumettant  du poisson  à  une température  de  400 °C   sous une pression de 1 MPa. Ils parvinrent  à  obtenir  des  hydrocarbures,  de la paraffine,  de l'huile lubrifiante, contenant des alcènes,  des  naphtènes et  des  arènes.

 

Plus tard en 1919, l'académicien Zelinsky  tint   une  expérience  similaire mais  avec  un matériau  initial  composé de la vase organique - le sapropèle,  originaire  du lac Balkhach. Il  obtint  dans  la  tranformation du benzène,  du kérozène,  de l'huile brute ainsi  que du méthane.

Par  cette  expérience,  il prouva  l'origine organique du pétrole.  Que pourrait-il  y  avoir  de plus compliqué ?

 

Pourtant,  d'autres partis survinrent, en 1866 le  chimiste français Berthelot suggéra  que le  pétrole  était formé  dans les  entrailles de la terre à  partir de minéraux. Il founit plusieurs expériences  en soutien de sa théorie, synthétisant des hydrocarbures à partir de substances inorganiques.

 

Dix ans plus tard, le 15 octobre 1876, Mendeleïev soumit un exposé détaillé sur la formation du pétrole à la société des  sciences chimiques de Russie. Le  savant pensait que lors  de la formation de la croûte terrestre des fissures  laissèrent pénétrer l'eau dans les  couches profondes, rencontrant finalement les carbures de fer pour réagir sous l'influence de la température et de la pression ambiantes, ce qui conduisit à la formation d'oxydes de fer et des hydrocarbures tels que l'éthane. La substance résultante monte vers la croûte supérieure par les mêmes fractures et sature les roches poreuses. Ainsi  des dépôts de gaz et de pétrole se forment.

 

Dans son raisonnement, Mendeleïev se réfère à des expériences sur l'obtention de l'hydrogène et des hydrocarbures non saturés à partir d'une action de l'acide sulfurique sur la fonte enrichie en carbone.

 

Il est vrai que les hypothèses  du  « chimiste pur » Mendeleïev n'eurent pas beaucoup de succès auprès des géologues, qui pensaient que des expériences menées en laboratoire différaient beaucoup des processus produits dans la nature.

 

D'une manière inattendue, la théorie de l'origine carbonée, ou comme on l'appelle, a-biologique, a acquis  de nouvelles preuves venant des astrophysiciens. L'étude des spectres des  corps célestes a montré que l'atmosphère de Jupiter ainsi que celle d'autres grandes planètes et les gaz des comètes contiennent des composés de carbone et d'hydrognène. Et donc cela veut dire que la nature synthétise des matières organiques à partir de substances inorganiques. C'est en effet sur ce fait que la théorie de Mendeleïev a été construite.

 

Donc à ce jour, il existe  deux théories sur l'origine de la formation du pétrole, l'une biologique qui voit son origine dans les restes d'animaux et de plantes, l'autre a-biologique, développée par Mendeleïev prétendant que son origine est dans la synthèse naturelle de composés inorganiques.

 

Et bien que la plupart des géologues adhèrent à la théorie biogénique (ndt biologique), les litiges subsistent encore jusqu'à ce jour. L'enjeu de la vérité sur cette affaire est trop important : si les partisans de la théorie biogénique ont raison, alors il est à craindre que les réserves de pétroles seront bientôt épuisées. Si la vérité est du côté de leurs adversaires, alors ces craintes sont vaines.  En effet, les tremblements de terre qui se produisent aujourd'hui fracturent la croûte terrestre et il y a suffisament d'eau pour réagir avec le noyau qui selon eux est composé de fer.  En résumé, tout ceci permet de penser que du pétrole se forme de nos jours ce qui veut dire qu'il n'est pas à craindre de voir ses réserves s'épuiser.

 

Examinons les arguments en faveur de l'une ou l'autre théorie.

 

Mais d'abord quelques remarques sur la structure de la terre qui nous permettront de comprendre la construction des hypothèses scientifiques. Pour résumer, la terre se compose de trois sphères concentriques. La première couche est la croûte terrestre solide. Vient ensuite le manteau. Enfin au centre se trouve le noyau. Cette structure est identique depuis 4.5 Mds d'années. Entre la croûte et le manteau du noyau existe une  chaleur intense provoquant  des phénomènes géologiques - tremblements de terre, éruptions volcaniques, dérive des continents...

 

LES THEORIES NON-ORGANIQUES

 

Les premières  théories  sur l'origine du pétrole remontent à l'antiquité. On  a retrouvé par exemple, un récit grec du savant Strabon qui vécut il y a deux mille ans : « Dans le royaume d'Appolon, écrit-il, il existe un lieu appelé Nymphée, un rocher  crachant le feu, sous lequel coulent des sources d'eau chaude et de l'asphalte provenant de la fusion des blocs dans les profondeurs de la terre ».

 

Strabon a ainsi lié deux faits : l'éruption du volcan et la formation de l'asphalte - ainsi qu'il appelait le pétrole. Et... s'est trompé ! Il y  a  ving siècles, n'existait pas à cet endroit de volcan actif dans les lieux mentionnés. Ce que Strabon prenait pour une éruption était en fait l’éjection d'eaux souterraines, accompagnées  de   pétrole et de gaz. Phénomène que l'on peut observer de nos jours à Apchéron et dans la péninsule de Taman.

 

Cependant, malgré l'erreur  du raisonnement de Strabon, il y avait l'hypothèse correcte de la transformation dans la terre. Cette voie a été abandonnée pour longtemps. C'est seulement en 1805 que le célèbre naturaliste allemant Humboldt, se basant sur ses observations des éruptions du Vésuve, reprend ce point de vue : « Nous ne pouvons douter du fait que le pétrole se produit par distillation dans les roches primitives dans de très grandes profondeurs où se produisent les  phénomènes volcaniques », écrit-il.

 

La théorie inorganique  s'est peu à peu installée, et lorsque Mendeleïev présenta sa théorie carbonique de l'origine du pétrole, de nombreux arguments et faits en sa  faveur s'étaient accumulés. Et les années qui suivirent virent encore l'apparition de nouveaux arguments dans ce sens.

 

Au cours des années 1877-1878, des chercheurs français faisant réagir de l'acide chlorhydrique sur de la fonte blanche (ndt- saturée en carbone), de la vapeur d'eau sur du fer incandescent, obtinrent de l'hydrogène ainsi qu'un grand nombre d'hydrocarbures dont l'odeur était proche de celle du pétrole.

 

Outre l'hypothèse volcanique chez les partisans de l'originie inorganique du pétrole, existe aussi celle de l'origine extra-terrestre. En 1889, le géologue Sokolov émis l'hypothèse que dans une période très ancienne, lorsque notre planète n'était encore qu'une bulle de gaz, celui-ci contenait des hydrocarbures.  Lors du refroidissement des gaz et la condensation en phase liquide, ces hydrocarbures se sont dissouts dans le magma formé. Quand ce liquide magmatique s'est solidifié sur la croûte terrestre, selon les lois de la physique, il s'est séparé des hydrocarbures. Ces hydrocarbures sont passés à travers les fissures de la croûte, remontant dans les hautes strates et formant ainsi les gisements de gaz et de pétrole.

 

A notre époque, les deux hypothèses, volcanique et cosmologique, ont été fusionnées par un chercheur contemporain de Novossibirsk, Salnikov. Il a émis l'hypothèse qu'un satellite, contenant en son sein beaucoup d'hydrocarbures, avec une orbite proche de la terre, serait progressivement tombé sur notre planète, comme il arrive parfois avec les satellites artificiels. La poussée intense a augmenté la tectonique des plaques. Des milliards de tonnes de cendre volcanique, de puissantes coulées de boues ont enseveli les hydrocarbures apportés du cosmos dans les couches profondes de la terre, où sous l'effet des hautes températures et pressions ils se sont tranformés en pétrole et en gaz.

 

Pour légitimer ses conclusions, Salnikov indique l'emplacement particulier de ces gisements. En reliant les emplacements des gisements découverts, il a obtenu des sinusoïdes parallèles qui, d'après lui, ressemblent aux trajectoires des satellites artificiels de la terre.

 

La liste des hypothèse inorganiques ne serait pas complète sans mentionner le célèbre pétro-géologue Koudriavtsev. Il a rassemblé et synthétisé dans les années 50, de gigantesques données géologiques sur les gisements de pétrole et de gaz connus dans le monde.

 

Tout d'abord, il a attiré l'attention sur le fait que la plupart des gisements de pétrole et de gaz ont été découverts dans les zones de fractures profondes de l'écorce terrestre. Cette idée n'est pas nouvelle en soi : ce fait a également attiré l'attention de Mendeleïev. Mais Koudriavtsev a considérablement élargi l'application géographique de ces conclusions ainsi que leur argumentation.


Par exemple, dans le nord de la Sibérie, dans une région appelée la ride de Markhinine, on trouve très souvent des résurgences de pétrole en surface. Sur une profondeur de deux kilomètres les roches sont imbibées de pétrole. Et dans le même temps, l'analyse montre que la proportion de carbone est très faible : entre 0.02% et 0.04%. Mais à mesure qu'on s'éloigne de la ride, la quantité de roche enrichie en composés organiques augmente, alors que la quantité de pétrole diminue fortement.

 

Se basant sur ce fait ainsi que d'autres données, Koudriavtsev affirme que le gisement pétrolifère de la ride  Markhinine n'est probablement pas associé à la matière organique, mais à une fracture dans les profondeurs de la terre qui fournit le pétrole.

 

De semblables formations se trouvent dans d'autres régions du monde. Par exemple, dans l’état du Wyoming, États-Unis, les habitants se sont depuis longtemps chauffés avec des blocs d'asphalte qu'ils prennent dans les Montagnes de cuivres voisines. Mais ces montagnes granitiques ne peuvent accumuler le pétrole ou le gaz. Ces minéraux peuvent remonter des profondeurs terrestres à travers les fissures.

 

De plus, des traces d'huile apparaissent dans le tubes de kimberlite utilisée par la nature pour synthétiser le diamant. De tels canaux, venant des cassures explosives dans la croûte terrestre, conséquentes de la percée profonde des gaz et magmas, peuvent être  tout à fait appropriés pour la formation de pétrole et de gaz.


Réunissant tous ces faits, Koudriavtsev a établi son hypothèse magmatique de l'origine du pétrole. Se sont d'abord formés dans le manteau de la terre à partir de carbone et d'hydrogène, sous hautes pressions et températures, les radicaux hydrocarbures CH, CH2 et CH3. Ils traversent la matière du manteau de la zone de haute pression vers la zone de basse pression, et prioritairement vers les zones de fractures, où la baisse de pression est particulièrement marquée. En montant dans les différentes couches de l'écorce terrestre, les hydrocarbures, dans des zones  moins chaudes, réagissent entre eux et avec l'hydrogène formant le pétrole. Ainsi formé le pétrole liquide peut se déplacer verticalement et  horizontalement à travers les fissures et s'accumuler dans des poches imperméables.

 

A partir de ces bases théoriques, Koudriavtsev conseilla de chercher de l'huile non seulement dans  les couches hautes de l'écorce mais plus profondément. Cette prévision s'est brillament confirmée et chaque année les profondeurs de forage augmentent.

 

Dans les années 60 on a réussi à répondre à cette question importante : « Pourquoi les hydrocarbures si fragiles, constituant le pétrole, ne se désintègrent pas en éléments chimiques légers  dans les couches profondes de la terre,  siège  de hautes températures  ? » . Car en effet, c'est ce que l'on peut constater dans les expériences de laboratoire. De telles réactions sont à la base du procédé de craquage du pétrole. Il s'avère que dans la nature c'est l'association de réactions simples qui génère des composés complexes... La modélisation mathématique des réactions chimiques prouve qu'une telle synthèse est tout à fait possible si aux hautes températures nous combinons les hautes pressions. Ces deux paramètres comme on le sait, sont réalisés dans les entrailles de la terre.

 

Article original ngfr.ru

Traduit par Piero Canova pour TdR