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Les microbes vivant dans les puits de goudron montrent que le pétrole peut être dégradé de l’intérieur

Un examen révolutionnaire du pétrole brut pourrait transformer les connaissances de l’industrie relatives à sa décomposition.

Recherche fondamentale

Le pétrole reste un produit de base essentiel pour une série de secteurs. Son coût et sa disponibilité influencent quotidiennement les décisions commerciales, tandis que les pénuries peuvent avoir des répercussions très néfastes sur l’ensemble de l’économie. La biodégradation microbienne — le processus par lequel les substances organiques sont décomposées en plus petits composants par des organismes microbiens vivants — joue un rôle fondamental dans la qualité du pétrole. Les études actuelles suggèrent que ce processus a généralement lieu dans la zone de transition pétrole-eau des réservoirs de pétrole. Au-dessus de cette zone se trouve essentiellement le pétrole, tandis qu’en dessous se trouve principalement l’eau. «Le pétrole est constitué d’un vaste mélange de différents composés», explique Rainer Meckenstock, coordinateur du projet EcOILogy de l’Université de Duisbourg-Essen, en Allemagne. «Certains composés comme les alcanes (des composés organiques qui ne sont constitués que d’atomes d’hydrogène et de carbone liés par des liaisons simples) sont moins stables et seront dégradés par des microbes avant les composés aromatiques plus stables.» Lorsque les alcanes et les plus petites molécules sont dégradés, la viscosité du pétrole change. Le pétrole «plus lourd» qui en résulte est de moindre valeur économique et est également plus difficile à extraire de la subsurface. Lorsque le pétrole est fortement dégradé, il se transforme en goudron ou en bitume moins onéreux, qui est poli en asphalte et utilisé pour paver les routes.

Analyser les gouttelettes d’eau

L’inspiration pour le projet EcOILogy, qui a été soutenu par le Conseil européen de la recherche (CER), est venue après une visite au plus grand lac de goudron naturel du monde, le Pitch Lake en Trinité-et-Tobago. «Tout ce goudron dégradé m’a fait me demander si les gouttelettes d’eau encapsulées dans le pétrole pouvaient permettre aux micro-organismes de dégrader le pétrole à différents niveaux, et pas uniquement dans la zone de transition pétrole-eau», ajoute Rainer Meckenstock. Lors de cette visite, et d’autres visites à des suintements naturels de pétrole aux États-Unis, Rainer Meckenstock a récolté de petits échantillons de gouttelettes d’eau dispersées dans le pétrole. Leur analyse a révélé qu’elles contiennent des communautés complexes de microbes. «Nous avons découvert ces gouttelettes d’eau contenant des micro-organismes dans tous les suintements de pétrole», explique Rainer Meckenstock. «Cela indique l’existence d’une caractéristique générique. Les microbes étaient vivants et actifs, et présents dans des densités étonnamment élevées.» L’ADN de ces microbes a ensuite été séquencé, et la composition des communautés microbiennes analysée. Chaque gouttelette constituait un mini-écosystème, totalement isolé de l’environnement. Rainer Meckenstock et son équipe ont également développé une nouvelle méthode pour évaluer les taux de dégradation. Ils ont révélé les délais extrêmement longs, des millions d’années, nécessaires à la dégradation d’un litre de pétrole.

Comprendre la dégradation du pétrole

Les résultats du projet EcOILogy pourraient être très intéressants pour l’industrie pétrolière mondiale. «Nous savons que la dégradation microbienne est essentielle à la qualité du pétrole», explique Rainer Meckenstock. «Cependant, nos résultats indiquent que la biodégradation du pétrole n’a pas lieu uniquement dans la zone de transition pétrole-eau du réservoir de pétrole. Les micro-organismes peuvent également prospérer dans des gouttelettes d’eau et dégrader le pétrole de l’intérieur.» Ce nouveau concept suggère que l’ampleur de la dégradation est liée à la quantité globale d’eau dans le réservoir de pétrole. Rainer Meckenstock et son équipe envisagent de continuer à étudier la composition de ces mini-écosystèmes présents dans les gouttelettes d’eau, ainsi que leurs fonctions essentielles comme le recyclage des nutriments. «Notre objectif consiste à expliquer comment les micro-organismes et les communautés microbiennes complexes peuvent survivre dans des conditions aussi extrêmes dans des réservoirs de pétrole», conclut-il. «Ils doivent faire face à des concentrations saturées de pétrole, à la chaleur et à la séparation des nutriments.»

Mots‑clés

EcOILogy, pétrole, goudron, alcanes, réservoir, bitume, microbien

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