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Energies et climat

Il n’y a pas de pétrole abiotique

Le pétrole est un combustible composé d’hydrocarbures, c’est-à-dire essentiellement d’hydrogène et de carbone. Ces substances se présentent sous la forme d’huiles. Les hydrocarbures peuvent aussi être des gaz, dont le méthane CH₄, qui est le principal composant du « gaz naturel ». Ils résultent de la dégradation de matière organique, surtout de plancton et d’algues, sur le plancher des mers. Cette dégradation se fait toujours à l’abri de l’oxygène, sans quoi le carbone s’échapperait sous forme de CO₂. La matière organique morte est le plus souvent mêlée à des argiles qui, au fil des millions d’années, sont enfouies sous d’autres couches de sédiments. Cela augmente leur température et leur pression. Transformés en huile, les hydrocarbures quittent leur roche-mère et montent à travers les sédiments d’autant plus facilement qu’ils sont poreux. C’est le cas des sables, des grès (qui sont des sables cimentés) et de certains calcaires. Ils peuvent être arrêtés par un couche de sédiments imperméables, comme des argiles, du sel ou du gypse. Un réservoir se constitue alors. Si rien ne les arrête, leur ascension se poursuit jusqu’en surface, où ils s’altèrent.

Plateforme pétrolière en Mer du Nord. On exploite des argiles du Kimméridgien (de 157 à 152 Ma). @ SNC-Lavalin.

L’origine biologique de pétrole que nous utilisons est prouvé depuis les années 1980, grâce à des analyses chimiques et isotopiques. De par leurs origines, ces molécules sont parfois complexes. Il y a des alcanes, des cyclanes, qui sont des hydrocarbures saturés, des alcènes et des alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés non aromatiques, ainsi que des hydrocarbures aromatiques dont le benzène. Ces derniers peuvent être polycycliques : naphtalène, anthracène, pyrène, benzo[a]pyrène, etc.

À cela, s’ajoutent des molécules qui comportent encore de l’oxygène, de l’azote et du soufre, sous forme d’huiles et de bitumes. Ce sont les résines et les asphaltènes, de poids moléculaire généralement supérieur à 500. Parmi les cyclanes, figurent les hopanes, possédant entre 27 et 40 atomes de carbone et dérivant d’une molécule rigidifiant les membranes des bactéries. Il y a aussi les stéranes, qui dérivent du cholestérol et des stéroïdes hormonaux. Le cholestérol rigidifie les membranes des eucaryotes, les cellules à noyaux, notamment celles des végétaux et des animaux. C’est leur résistance qui permet à ces molécules de ne pas être détruites par la maturation thermique du pétrole.

Leur présence suffit à prouver que le pétrole provient d’organismes vivants. Mais on utilise également le rapport entre les isotopes 12 et 13 du carbone, le premier étant le plus abondant. Lors de la photosynthèse, les cyanobactéries et les algues incorporent plutôt du carbone 12, de sorte que le rapport ¹²C/¹³C de la matière organique est plus élevé que celui de la matière inorganique.

Théories russo-ukrainiennes

On ignorait encore cela, en 1951, quand le géologue soviétique Nikolaï Koudriavtsev (1893-1971) échafauda une théorie de l’origine abiotique du pétrole. Il n’était pas le premier à y avoir pensé. L’idée avait déjà été émise par Dimitri Mendeleïev en 1877 et par Vladimir Vernadski en 1933, mais la sienne était plus développée. Jusqu’aux années 1980, des milliers d’articles furent publiés à ce sujet, mais surtout en russe, si bien que cette théorie resta largement méconnue des Occidentaux. Du méthane, des cyclanes et des hydrocarbures aromatiques pourraient être synthétisés de manière naturelle dans le manteau terrestre, à partir de dioxyde de carbone CO₂, de monoxyde de carbone CO, d’hydrogène H₂ et d’eau H₂O. On sait que CO₂ et H₂O sont présents sous forme de fluides supercritiques. Ces hydrocarbures pourraient monter dans la croûte continentale grâce à des failles profondes, notamment des fossés d’effondrement liés à des distensions de la croûte. Les régions du lac Baïkal et de Dniepr-Donetsk en sont deux, de même que la plaine d’Alsace et celle de la Limagne dans le Massif central.

Le meilleur argument de cette théorie est la présence de pétrole en quantité exploitable dans des roches plutoniques et métamorphiques. Elles sont très différentes des roches sédimentaires, souvent qualifiées de cristallines car constituées de cristaux visibles à l’œil nu. Les premières sont des magmas solidifiés en profondeur puis amenées vers la surface par les forces tectoniques et mis à l’affleurement par l’érosion. Le granite est la plus connue d’entre elles. Il est évident qu’aucun pétrole biologique n’a pu se former dans ces roches. C’est pareil pour les roches métamorphiques comme le gneiss, qui ont été transformées en profondeur sous de fortes pressions et températures. Les roches cristallines constituent fréquemment un « socle » sur lequel une « couverture » sédimentaire s’est déposée quand il se trouvait sous la mer.

On peut très bien imaginer qu’en plus du pétrole biologique, formé dans des sédiments, du pétrole abiotique, constitué d’hydrocarbures légers, soit venu des profondeurs du manteau. Mais pour les tenants de la théorie russo-ukrainienne, la totalité du pétrole est abiotique, même celui trouvé dans des couches de sédiments. Pour qui connaît l’Arabie saoudite, ce n’est pas une idée très naturelle. Ses gigantesques réserves de pétrole sont contenues dans la couverture sédimentaire au nord-est du pays. Les roches-mères et les roches-réservoirs datent toutes les deux du Jurassique (de 201 à 145 Ma). Quant au socle cristallin, il affleure au sud-ouest et il ne contient pas de pétrole.

Pour Vladimir Porfirev (1899-1982), le pétrole saoudien provenait pourtant du manteau. Son ascension l’aurait conduit à traverser le socle puis les sédiments à partir du Miocène, une période commencée il y a seulement 23 millions d’années, grâce à un réseau de fractures. Dans la région de la Volga et de l’Oural, des réserves de pétrole ont été trouvées sous les sédiments du Dévonien supérieur (de 383 à 359 Ma). Certaines reposent quasiment sur le socle précambrien (remontant à plus de 541 Ma). Cela prouverait qu’elles avaient traversé ce socle. Autour de la mer Caspienne, plus de 80 champs de pétrole et de gaz sont situés dans le socle cristallin.

Estimation des réserves mondiales d’hydrocarbures effectuée en 2000 par l’U.S. Geological Survey. Production cumulées, réserves connues et réserves à découvrir. Il n’y a pas de lien avec les zones tectoniques.
1 Ancienne Union Soviétique : 17,9 % pétrole, 34,5 % gaz.
2 Moyen-Orient et Afrique du Nord : 35,4 % pétrole, 23,9 % gaz
3. Pacifique Est : 4,6 % pétrole et 8,1 % gaz.
4. Europe : 3,4 % pétrole, 6,7 % gaz.
5. Amérique du Nord : 10,9 % pétrole et 3,3 % gaz.
6. Amérique Centrale et du Sud : 16,2 % pétrole et 10,4 % gaz.
7. Afrique sub-saharienne et Antarctique : 11 % pétrole et 5 % gaz.
8. Asie du Sud : 0,6 % pétrole et 2,6 % gaz.

Désastre en Suède

En Occident, la théorie de l’origine abiotique du pétrole est connue grâce à l’astrophysicien Thomas Gold (1920-2004), qui en est resté un fervent défenseur jusqu’à sa mort. Bien qu’il ait su lire couramment le russe, il ne l’a probablement pas trouvée chez les auteurs russo-ukrainiens, mais chez le pittoresque astrophysicien Fred Hoyle (1915-2001), qui a développé la théorie de la nucléosynthèse stellaire mais a aussi rejeté le Big Bang (c’est lui qui l’a nommé ainsi, par dérision), soutenait que la vie n’était pas née sur Terre et que le fossile de l’Archéoptéryx provenant d’Allemagne était un faux.

Pour Gold, du méthane monte du manteau dans les toutes les zones où il peut se frayer un chemin et se transforme en pétrole dans les couches supérieures de la croûte. Il a porté une attention particulière aux zones sismiques, où les failles sont actives. Les cratères de météorites étaient également pour lui des zones d’investigation, grâce aux fractures créées par l’impact. C’est avec celui de Siljan en Suède que Gold connut son échec le plus retentissant. Il est daté de 377 Ma (Dévonien supérieur) et a 52 km de diamètre, si bien que c’est la plus grande structure d’impact connue en Europe.

En 1986, Gold persuada la compagnie suédoise Vattenfall d’y effectuer des forages. Des sédiments de l’Ordovicien et du Silurien (de 485 à 419 Ma) reposent sur un socle granitique qui comprend des intrusions de dolérite – un magma basaltique solidifié. Leur présence avait été détectée grâce à une prospection sismique. Un premier forage atteignit ces intrusions, qui s’avérèrent être riches en méthane. Néanmoins, la théorie de Gold ne fut pas confirmée et l’anneau de Siljan ne fut pas considéré comme une source exploitable de gaz. On put en extraire 80 barils de pétrole, mais il provenait des additifs organiques, des lubrifiants et de la boue utilisée pour le forage. L’opération était un fiasco dans lequel plusieurs dizaines de millions de dollars avaient été engloutis.

Mais il est vrai qu’on trouve du pétrole dans des roches cristallines

Il reste à expliquer la localisation de champs pétrolifères dans des socles cristallins, un peu partout dans le monde. Ils sont généralement trouvés par hasard. Les roches elles-mêmes ne peuvent pas contenir des fluides, car elles ne sont pas poreuses, mais elles comportent des réseaux de fractures dans lesquels ils sont susceptibles de séjourner. L’une des plus importantes réserves se trouve au large du Vietnam. Les socles sont composés de granites et de granodiorites. La compagnie Vietsovpetro en a commencé l’exploitation en 1986. À la fin de 1991, une centaine de puits étaient forés, la moitié pénétrant dans le socle. En 1988, quand le champ du Tigre Blanc a été testé grâce au puits MSP-1-1, un flux de pétrole de 1 500 mètres cubes par jour a été obtenu, si bien qu’il a été considéré comme un réservoir significatif.

Pour comprendre comment des hydrocarbures sont arrivés dans ces roches magmatiques, il est nécessaire d’élargir son point de vue. On s’aperçoit qu’il y a toujours des sédiments porteurs d’hydrocarbures à proximité et que ceux-ci ont pu migrer. Par exemple, l’accumulation de sédiments sur le socle est susceptible de comprimer les hydrocarbures et de les pousser dans les fractures. Ils migrent ainsi vers le bas, alors que leur faible densité devrait les faire monter. Le socle n’est pas toujours une surface plane. Si elle comporte des reliefs, des sédiments peuvent se déposer en contrebas de roches magmatiques et les hydrocarbures sont en mesure de s’installer dedans grâce à une migration latérale. Il est également possible que des roches volcaniques (basalte, andésite, rhyolite) contiennent du pétrole, mais de même, il y a toujours des sédiments à proximité. Ces roches sont d’anciens magmas solidifiés en surface, qui ont parfois recouvert les sédiments et ont pu participer à la maturation thermique du pétrole.

Quoi qu’il en soit, l’origine biologique des hydrocarbures peut toujours être démontrée grâce à des analyses. La théorie du pétrole abiotique n’a jamais aidé les géologues à trouver des réserves, même dans l’ex-Union Soviétique, et elle est considérée aujourd’hui comme invalide. Elle a cependant été reprise par des conspirationnistes comme L. Fletcher Prouty, un ancien officier de l’U.S. Air Force décédé en 2001 et dépourvu de la moindre connaissance en géologie mais doué d’une certaine influence. Il a affirmé que le pétrole n’est pas une énergie fossile et est donc inépuisable, mais que les dirigeants nous le cachent afin d’en faire monter le prix. Si c’était vrai, on finirait par s’en rendre compte.

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