Intitulé : Identification de la contribution des différents groupes fonctionnels oxygénés au sein des pyrogrammes CO/CO2 du Rock Eval de la matière organique sédimentaire grâce à la RMN 13C du solide.

Établissement d’accueil : IFP Energies nouvelles
Adresse : 1 & 4 avenue de Bois Préau – 92852 Rueil Malmaison
Direction : Géosciences
Département : Géofluides et roches
Niveau du stage M2
Durée du stage : 5-7 mois, année 2018

Descriptif du sujet

La diagenèse organique correspond aux transformation biologiques, chimiques et physiques de la matière organique dans les premières centaines de mètres de la pile sédimentaire. Cette diagenèse engendre des évolutions compositionnelles et structurelles fortes du kérogène, la fraction insoluble de la matière organique. Notamment, la teneur en oxygène du kérogène diminue fortement, en conséquence de la perte de fonctions organiques oxygénées (carboxyles, esters, hydroxyles, carbonyles, etc…), un processus communément appelée la défonctionnalisation.

IFPEN développe et exploite un équipement dédié à la caractérisation du contenu en matière organique des sédiments, le Rock Eval. Cet instrument détermine, entre autres, un paramètre de la roche renseignant sur la proportion d’oxygène organique dans celle-ci, appelé l’indice d’oxygène (IO). Lorsque les roches analysées sont peu matures, typiquement dans la fenêtre dite diagénétique, l’IO peut être important, et souvent mal défini, du fait d’un aspect difficilement quantifiable des pyrogrammes. Cette caractéristique est pressentie comme relative à la diversité et la forte abondance de fonctions oxygénées libérées lors de la pyrolyse. Afin de mieux préciser l’origine du carbone et de l’oxygène quantifié dans les pyrogrammes relatifs à l’IO, nous proposons de mener une étude quantitative comparée des caractéristiques de ces pyrogrammes et des abondances relatives en fonctions oxygénées déterminées par RMN 13C du solide sur les même échantillons. En effet, la RMN 13C du solide permet de faire l’analyse non destructive de la distribution du carbone du kérogène au sein des différentes fonctions chimiques constitutives de celui-ci.

Cette étude doit permettre de déterminer la contribution des différents groupes fonctionnels oxygénés au pyrogramme du kérogène, et potentiellement d’exploiter l’IO comme indice de maturité diagénétique des kérogènes.

Pour ce faire, le candidat pourra exploiter des données existantes sur des séries d’échantillons naturels, ainsi qu’étudier les conditions de pyrolyse du Rock Eval sur les caractéristiques des pyrogrammes contribuant à l’IO.

Ce stage est une entrée en matière pour un sujet de thèse déposé pour un démarrage en 2018.

Connaissances requises : Géochimie organique, bases de données, traitement du signal, analyses en laboratoire

Contact : virgile.rouchon[a]ifpen.fr

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