Thèse de Pauline DODINET

Soutenance de thèse de Pauline DODINET - laboratoire LOG

Résumé : 

La sulfuration de la matière organique est un processus réputé pour conduire à la préservation de la matière organique sédimentaire sur des échelles de temps géologiques. Si elle se déroule dans des sédiments contenant une matière organique peu dégradée et chimiquement réactive, la sulfuration peut a priori empêcher l’activité des organismes méthanogènes et la génération de méthane biogénique. Afin de tester cette hypothèse, les sédiments récents du bassin de Guaymas (Mexique) ont été choisis avec les objectifs suivants : (i) étudier la diagenèse de la matière organique et en particulier sa sulfuration, (ii) étudier l’impact de la sulfuration sur la production de méthane dans les sédiments. L’analyse Rock-Eval 7S ® (RE7S) a été principalement utilisée. C’est une méthode thermique rapide qui quantifie différentes formes de soufre et de carbone (organique Corg, Cmin, Sorg, Smin, Ssulfate) sans préparation chimique. Cette technique a été développée pour des roches sédimentaires et sa mise en œuvre dans ce travail a nécessité des adaptations pour l’analyse des sédiments récents, en particulier pour la quantification des espèces soufrées.
Via l’analyse de nombreux standards, il a été mis en évidence plusieurs difficultés lors de l’analyse des sédiments récents au RE7S. Ces difficultés incluent une surestimation des composés soufrés libérés au début du programme de température, des interactions entre les effluents soufrés et la matière organique, des interactions à plus haute température entre les effluents soufrés et les carbonates ainsi que des difficultés pour la quantification du gypse. En dehors des espèces soufrées libérées en début de programme, la spéciation du soufre obtenue après correction par le logiciel de traitement apparaît néanmoins globalement satisfaisante.
L’application de l’analyse RE7S aux sédiments du bassin de Guaymas a mis en évidence une MO majoritairement marine. Au cours de l’enfouissement, celle-ci est dégradée sous l’effet de la sulfatoréduction bactérienne puis de la méthanogenèse. Les échantillons les plus profonds sont à l’entrée de la fenêtre à huile. Malgré des contextes différents, dans la majorité des sites étudiés, la sulfuration de la matière organique est maximale à proximité de l’interface sulfate-méthane, mais diminue dans les sédiments plus profonds. Ces observations sont confirmées par l’analyse spécifique de kérogènes préparés à partir d’échantillons choisis.
La MO soufrée qui se forme dans les sédiments du bassin de Guaymas perd son soufre plus en profondeur. Cette « désulfuration » de la matière organique s’observe en particulier dans la zone de production du méthane biogénique. Ces observations suggèrent que dans le cas du bassin de Guaymas, la sulfuration de la matière organique n’impacte que faiblement la méthanogenèse.

Mots-clés : Matière organique sédimentaire,environnement de dépôt,H2S,méthane biogénique,fluides géothermaux,modélisation de bassin