Les traces de bitume

Claire BARBARIN
2A
Aurélie BERTHAUD
Alyette MARECHAL
Sciences et Vie de la Terre
S.V.T.
Dossier terrain
Les traces de combustibles fossiles en Limagne
Premier arrêt – Puy de la Poix
Localisation générale :
Le Puy de la Poix est une butte volcanique (ou petit volcan) culminant à quelques
mètres de hauteur (346 m d’altitude seulement) situé à l’ouest de Clermont-Ferrand, et de la
chaîne des Puys. Ce puy se situe en plein milieu de la chaîne des Puys. C’est une curiosité
géologique puisque cette butte présente un ruisseau de bitume. C’est donc une source dite
bitumeuse, puisqu’elle s’écoule d’un ruisseau. C’était autrefois, une attraction touristique
majeure, en raison de sa rareté : ce ruisseau est la seule source d’hydrocarbures en Auvergne.
Néanmoins, cette curiosité est tombée dans l’oubli, jusqu’à ce que des chercheurs le
redécouvrent et tentent d’en refaire parler.
Le ruisseau :
En arrivant sur le site, nous pouvons observer un ruisseau. Le ruisseau du Puy de la
Poix possède un affleurement. Voici ses dimensions approximatives : son diamètre est d’un
mètre seulement et sa profondeur, de 40 cm. C’est une cavité remplie de bitume, et
recouverte ou mélangée avec des dépôts de végétaux. Le mélange noir et visqueux observé
dans le ruisseau est de l’eau stagnante salée ainsi que du bitume. Les bulles de gaz
remontent à la surface, et sont actuellement remplies d’acide sulfurique (H2S). Nous pouvons
également constater la présence de flaques d’huile à la surface qui démontrent la présence
des hydrocarbures.
Ce bitume a pu
remonter en surface grâce
aux
cheminées/fractures
volcaniques du Puy de la
Poix, ainsi qu’en utilisant sa
faible densité.
Formation du bitume :
Le bitume s’est formé par différents couches successives. Les végétaux se
décomposant, ils ont ainsi déposé de la matière organique. Cette dernière s’est enfouie au fil
des ans à moins de 2000 mètres de profondeur, mais remonte en surface aujourd’hui.
Cependant, deux autres conditions sont nécessaires pour la formation du bitume : l’anaérobie
(l’absence de dioxygène), ainsi qu’une forte pression. Ce bitume s’est formé durant la période
de Miocène, c’est-à-dire qu’il date d’entre -23 et -33 millions d’années.
Les deux raisons d’absence d’hydrocarbures en Auvergne est le fait qu’il n’y ait pas
d’anaérobie stricte, ce qui a pour conséquence principale une légère oxydation de la matière
organique, qui se minéralise. De plus, il n’y a pas d’anticlinal suffisant pour retenir les
hydrocarbures et les maintenir en anaérobie.
2ème arrêt – Carrière de Gandaillat
Affleurement n°1 : position géologique de la carrière
Monts du Forez
La divergence des plaques terrestres (lithosphériques) permet la formation des fossés
d’effondrement en Limagne, ainsi que l’écartement entre Les Monts du Forez et la Chaîne des
Puys. Cela provoque donc une zone d’extension, avec au milieu, une zone d’effondrement
dont le trou est comblé.
La carrière de Gandaillat se situe à l’est de Clermont-Ferrand. Nous pouvons relever la
présence d’édifices géologiques environnants tels que le plateau de Gergovie (datant de 17
millions d’années), la chaîne des Puys (dont les volcans les plus anciens datent de 7 000 ans)
et la plaine de la Limagne (datant de 35 millions d’années).
Cette carrière a été exploitée en particulier pour la construction d’une autoroute, qui
se situe à quelques mètres de l’endroit. Aujourd’hui, une partie sert de champs
d’entraînement aux tirs des militaires du 92ème Régiment d’Infanterie d’Auvergne.
Schéma d’interprétation de la formation de Gandaillat
Affleurement n°2 : les roches de la carrière
Cette carrière est majoritairement composée de roches calcaires (gris, gros bloc) et de
marne (beige, friable). Ce sont des roches sédimentaires.
Cette carrière s’est formée par sédimentation, les couches de roches se superposant
les unes sur les autres. L’eau présente autrefois, s’est évaporée, à cause du climat tropical.
Les dépôts meubles déposés au cours du temps, permettent d’être consolidés sous
formes de roches grâce à plusieurs paramètres physico-chimiques : la pression (qui compacte
les sédiments), et l’hydrolyse (qui forme une sorte de ciment).
La superposition des couches de roche et leur épaisseur variable peut s’expliquer par
le fait qu’il y ait plusieurs étapes de sédimentation. En effet, la profondeur du lac, variable
selon le climat explique l’épaisseur variable des couches.
Calcaire
Stromatolithe
Marne
Calcaire
Stromatolithe
Calcaire
Marne
Schéma de l’alternance des trois couches de roches observées
La durée permettant le dépôt d’une alternance composée de ces trois roches est de
20 000 ans, soit une unité astronomique.
Document 1 – Succession de strates de Gandaillat
L’acide chlorhydrique (HCl) détecte la présence de calcaire.
Nom de la
roche (de bas
en haut)
Observation
macroscopique
Composition
déduite des
tests
Fossiles éventuels
Milieu de
formation
(couche 1)
- couleur : bleu,
gris, beige
- test à la
langue : oui,
âpre à la
langue
Peu de fossiles (Cypris)
- Type de milieu :
aquatique
Marne
- aspect : friable
- Profondeur : lac
d’une centaine de
mètres non salé
→ composant
= argile
- test à l’HCl :
légère
effervescence
→ composant
= calcaire
(couche 2)
Calcaire
(CACO3)
- couleur : beige
clair, blanc, gris
- aspect :
compact, bloc
- test à la
langue : pas de
résultat
- ostracodes (crustacés,
carapace bivalve)
→ composant
= pas d’argile
- Profondeur :
quelques dizaines
de mètres
maximum
- test à l’HCl :
effervescence
importante
→ composant
= calcaire
- Type de milieu :
lacustre
(aquatique)

- des gastéropodes d’eau
douce
- œufs de tortue et
d’oiseaux
- fragments du squelette
de petits rongeurs et
d’antilope
Climat propice à
l’érosion et à la vie
aquatique, donc
forte
sédimentation
(couche 3)
Calcaire
(CACO3)
- couleur :
mauve /gris
violacé
- aspect : très
compact, choufleur
- odeur : non
- organisme marin
- test à la
langue : pas
de résultat
- Profondeur :
quelques mètres
→ composant
= pas d’argile
- test à l’HCl :
effervescence
→ composant
= calcaire
- Type de milieu :
aquatique &
climat tropical
cyanobactérie provenant
de la symbiose entre une
algue et un champignon
Affleurement n°3 : Les traces de bitume
Souvent le bitume à imprégné ces affleurement, remplissant les espaces libres.
Trois campagnes pétrolières réalisées dans la région ont montré que ces bitumes sont
présents jusqu’à 1500 m de profondeur. Cette épaisseur a permis aux sédiments de se
transformer en bitume mais a été insuffisante pour qu’apparaissent pétrole et gaz naturel.
Nous pouvons trouver des traces de bitume dans le stromatolithe, ainsi qu’à côté du
basalte.
Traces de bitume dans le stromatolithe
Traces de bitume à côté du basalte
Les conditions indispensables pour la formation du bitume sont la présence de
matière organique, la pression et l’anaérobie.
Les hydrocarbures présents dans cette carrière n’ont pas pu se transformer en pétrole
car l’anaérobie n’était pas totale (légère oxydation), et le temps d’emprisonnement de la
matière organique n’a pas été assez long.
Pour remonter à la surface le bitume à emprunter le même trajet que la lave.
Affleurement n°4 : Le climat à l’oligocène (entre -35 et -25 Ma) :
Les indices du climat passé (paléoclimat) régnant à
L’environnement dans lequel ces indices
l’Oligocène en Auvergne
se sont formés
(températures/profondeur
d’eau/végétation)
-
profondeur du lac diminuant au
cours du temps
-
stromatolithes vivant dans un climat
tropical
-
fente de dessiccation, traces
d’assèchement à la surface des
roches
Le paléoclimat à l’Oligocène en Auvergne était un climat tropical.