Application des techniques de géochimie organique pétrolière à l'étude de problèmes environnementaux : polluants organiques, inertage et stockage des déchets

par Pierre Faure

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Patrick Landais.

Soutenue en 1999

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Le rejet des contaminants, leur transfert par dissémination dans l'environnement ou par concentration dans des matrices d'inertage, et leur piégeage naturel dans des sédiments ou artificiel dans des sites de stockage appropriés, correspondent aux trois étapes fondamentales du " cycle " des pollutions organiques. Or, ces éléments du cycle des polluants (source - transfert - piège) sont également ceux qui gouvernent le cycle des matières premières et en particulier du pétrole. La caractérisation des roches-mères, l'étude de la migration des huiles et la recherche de pièges à hydrocarbures sont en effet les principales préoccupations de l' exploration pétrolière qui a, dans cette optique, développé un ensemble d'outils analytiques performants. Afin de vérifier la faisabilité du transfert de ce " savoir-faire " pétrolier vers des préoccupations environnementales, trois exemples caractéristiques impliquant des composés organiques ont été traités : L’étude de sédiments aquatiques continentaux a révélé qu’il était possible. Dans les systèmes simples de corréler des contaminants avec leurs sources. En revanche, de telles corrélations semblent difficilement réalisables dans des systèmes plus complexes. Néanmoins, des pollutions diffuses ont pu être identifiées sur L'ensemble des échantillons étudiés et impliquent des contaminations à l’échelle des bassins versants. Les techniques développées par les pétroliers pour l'analyse des matières organiques complexes ont été appliquées aux bitumes d'inertage. Elles permettent de caractériser leur structure et leur réactivité vis-à-vis des déchets et de mettre en évidence des similitudes entre bitumes industriels el naturels utilisables comme analogues naturels. La réactivité de la matière organique associée aux sédiments d'un site potentiel pour Le stockage souterrain de déchets nucléaires a été étudiée. Des oxydations à 60°C et 100°C ont été réalisées durant 2 à 4096 heures et ont permis de déterminer trois phases successives: la première est marquée par des processus d'évaporation et d'adsorption, la seconde par la modification de la distribution des hydrocarbures, la troisième par l'oxydation du kérogène et la néogenèse de composés mobilisables. Les résultats présentés dans ce mémoire suggèrent de poursuive l’adaptation de l'approche de géochimie pétrolière aux problématiques environnementales. Ils montrent que le potentiel analytique de la géochimie pétrolière est en mesure d’apporter des informations importantes dans le traçage des pollutions et la réactivité des constituants organiques impliqués dans le cycle des polluants.


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