L'énergie solaire, origine des combustibles fossiles

Le soleil : une source d'énergie essentielle

Les combustibles fossiles

Au sein d'un écosystème, la matière organique qui compose les êtres vivants est, à leur mort, consommée par les décomposeurs appartenant au réseau trophique de l'écosystème. La matière organique qu'ils constituent est oxydée par la respiration et redevient, au bout d'un certain temps, de la matière minérale. Le carbone se retrouve alors dans les molécules de dioxyde de carbone. Ce carbone peut être utilisé à nouveau par des végétaux pour fabriquer de la matière organique : c'est une partie du cycle du carbone.

Cependant, dans certaines conditions, la matière organique n'est pas entièrement dégradée et reste dans cet état pendant des millénaires, et même des millions d'années. Cela se produit principalement dans des zones géographiques à forte productivité biologique où une faible proportion de la matière organique échappe à l'action des décomposeurs (comme les zones tropicales), et également dans les zones où la matière organique morte est recouverte rapidement par une couche imperméable comme de l'argile.

La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre qu'ils sont issus d'une biomasse. La matière organique peut donc se retrouver stockée dans des roches sous forme de charbon, de gaz naturel ou de pétrole : ce sont les combustibles fossiles. Ils résultent d'une fossilisation et d'une transformation de la matière organique. Ils se forment beaucoup plus lentement que l'Homme ne les utilise. Ils sont donc considérés comme des énergies non renouvelables.

La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que la transformation et la conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières. La connaissance de ces mécanismes permet de découvrir les gisements et de les exploiter par des méthodes adaptées.

Les combustibles fossiles sont issus de matière organique végétale, formée à partir d'énergie solaire par les producteurs primaires. Indirectement, les combustibles fossiles sont donc également issus de l'énergie solaire.

Origine des différents combustibles

• Le charbon provient de restes de végétaux continentaux (feuilles, débris de bois, etc.). L'enfouissement de ces débris les transforme en charbon. Le charbon est donc très riche en carbone.
• Le gaz et le pétrole proviennent de plancton (végétaux marins microscopiques). Ils sont riches en hydrogène (H) et en carbone (C).

Le processus de transformation

Les restes végétaux tombent au fond de l'eau où ils sédimentent. Ils se mélangent alors à des sédiments comme de l'argile, formant ainsi des boues riches en matière organique. Ces boues contiennent des bactéries anaérobies (c'est-à-dire qu'elles n'ont pas besoin d'oxygène pour vivre) qui minéralisent la matière organique.

Ces bactéries sont responsables de transformations qui se poursuivent tandis que l'enfouissement continue, de plus en plus profondément dans les couches sédimentaires. C'est la subsidence (un enfoncement régulier, dans ce cas sous le poids des sédiments). Il y a donc une augmentation de la température et de la pression. Les bactéries n'interviennent alors plus.

La matière organique subit une dégradation thermique qui la transforme progressivement en combustible fossile. Les molécules organiques perdent de plus en plus leurs atomes d'oxygène et d'hydrogène et s'enrichissent donc en carbone. Cela conduit à la formation d'hydrocarbures, qui sont les principaux constituants du pétrole. Le lieu de cette transformation est la roche-mère, et ce processus peut prendre des millions d'années.

Des gaz peuvent également se former, en partie à partir du méthane produit par les bactéries au début de l'enfouissement. Ils sont aussi produits sous l'effet des conditions de pression et de température lors de la subsidence.