Thème 2 : bilan des TP 1, 2 et 3

Thème  : Enjeux énergétiques planétaires contemporains

Introduction

Chaque jour, un être humain consomme :

            de l'énergie

            de la nourriture

            de l'eau

La population humaine va passer de 2.5 milliards en 1950 à 9 milliards en 2050

Comment fournir de l'énergie à tous ?

Comment les nourrir tous ?

Comment les abreuver tous ?

I°) De l'énergie lumineuse aux combustibles fossiles

            A°) La production de Matière Organique par les végétaux chlorophylliens (TP 1)

Comment la MM (matière minérale ) est-elle transformée en MO (matière organique) ?

Les végétaux chlorophylliens sont à la base des chaînes alimentaires : ce sont des producteurs primaires. En effet, ils sont capables de convertir la matière minérale en matières organiques (amidon) grâce à l'énergie lumineuse : c'est la photosynthèse.

Le bilan de la photosynthèse est le suivant : 

6  CO₂ (dioxyde de carbone)  +  6  H₂O (eau)    ==>  C₆H₁₂O₆  (glucose)  +    6 O₂  (dioxygène)

La matière organique formée devient à la fois source de matière et source d'énergie pour le végétal et pour tous les êtres vivants qui s'en nourriront (producteurs secondaires).

La MO produite par les êtres vivants est appelée biomasse.

Rmq : les végétaux puisent également dans le sol des sels minéraux apportant les atomes Ca, Fe, Mg, N, K et P afin de diversifier les matières organiques produites (lipide, protéine...)

            B°) La matière organique fossile : origines et conditions de formation

                        1°) les hydrocarbures, une biomasse fossile

Que sont les hydrocarbures, produits de base de nos civilisations ? TP 2

La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre qu’ils sont issus d’une biomasse :

- restes de végétaux continentaux pour le charbon et la tourbe datant essentiellement du carbonifère (350 Ma). Le charbon se forme donc sur les continents avec un climat équatorial.

- restes de plancton (plancton végétal = phytoplancton et plancton animal = zooplancton) pour le pétrole datant du Jurassique-Crétacé. Le pétrole se forme donc au niveau des plateaux continentaux (dans les profondeurs 0 – 100m).

La matière organique fossile a subi une simplification moléculaire et un tri élémentaire : il ne reste que C et H les autres atomes comme O, N, ou encore Mg sont éliminés.

                        2°) conditions de fossilisation de la biomasse

Comment la MO normalement dégradée peut-elle être fossilisée et conservée ? TP 3

1.Préservation :

Deux conditions sont nécessaires pour préserver es végétaux morts :

- présence d'une importante biomasse

- absence ou faible quantité de dioxygène (milieu anaérobie)

2.transformation :

Au cours des temps géologiques (millions d'années), les matières organiques sont recouvertes par d'autres sédiments et c'est la profondeur qui contrôle leur évolution :

            - de 0 à 1000 m, la M.O. subit une dégradation bactérienne qui élimine les atomes O et N.

            - après 1000 m, la M.O. subit une dégradation thermique qui élimine les atomes O et N.

            - de 2000 à 3000 m il se forme de hydrocarbures liquides

            - de 3000 à 4000 m il se forme de hydrocarbures gazeux

            - après 4000 m la température détruit les hydrocarbures

3.migration :

Les hydrocarbures générés remontent à travers leur roche-mère perméable par différence de densité. Il remontent jusqu'à rencontrer la surface (ils sont alors perdus) ou une couche rocheuse imperméable.

4. piégeage :

Si la couche rocheuse imperméable a une forme adéquate (dôme) elle peut empêcher les hydrocarbures de remonter plus haut et ils sont donc piégés.

Toutes ces conditions ne sont pas couramment  réunies et la préservation des matières organiques fossiles (les hydrocarbures) est très rare.