Tous les articles par Alain Préat

Full-time professor at the Free University of Brussels, Belgium apreat@gmail.com apreat@ulb.ac.be • Department of Earth Sciences and Environment Res. Grp. - Biogeochemistry & Modeling of the Earth System Sedimentology & Basin Analysis • Alumnus, Collège des Alumni, Académie Royale de Sciences, des Lettres et des Beaux Arts de Belgique (mars 2013). http://www.academieroyale.be/cgi?usr=2a8crwkksq&lg=fr&pag=858&rec=0&frm=0&par=aybabtu&id=4471&flux=8365323 • Prof. Invited, Université de Mons-Hainaut (2010-present-day) • Prof. Coordinator and invited to the Royal Academy of Sciences of Belgium (Belgian College) (2009- present day) • Prof. partim to the DEA (third cycle) led by the University of Lille (9 universities from 1999 to 2004) - Prof. partim at the University of Paris-Sud/Orsay, European-Socrates Agreement (1995-1998) • Prof. partim at the University of Louvain, Convention ULB-UCL (1993-2000) • Since 2015 : Member of Comité éditorial de la Revue Géologie de la France http://geolfrance.brgm.fr • Since 2014 : Regular author of texts for ‘la Revue Science et Pseudosciences’ http://www.pseudo-sciences.org/ • Many field works (several weeks to 2 months) (Meso- and Paleozoic carbonates, Paleo- to Neoproterozoic carbonates) in Europe, USA (Nevada), Papouasia (Holocene), North Africa (Algeria, Morrocco, Tunisia), West Africa (Gabon, DRC, Congo-Brazzaville, South Africa, Angola), Iraq... Recently : field works (3 to 5 weeks) Congo- Brazzaville 2012, 2015, 2016 (carbonate Neoproterozoic). Degree in geological sciences at the Free University of Brussels (ULB) in 1974, I went to Algeria for two years teaching mining geology at the University of Constantine. Back in Belgium I worked for two years as an expert for the EEC (European Commission), first on the prospecting of Pb and Zn in carbonate environments, then the uranium exploration in Belgium. Then Assistant at ULB, Department of Geology I got the degree of Doctor of Sciences (Geology) in 1985. My thesis, devoted to the study of the Devonian carbonate sedimentology of northern France and southern Belgium, comprised a significant portion of field work whose interpretation and synthesis conducted to the establishment of model of carbonate platforms and ramps with reefal constructions. I then worked for Petrofina SA and shared a little more than two years in Angola as Director of the Research Laboratory of this oil company. The lab included 22 people (micropaleontology, sedimentology, petrophysics). My main activity was to interpret facies reservoirs from drillings in the Cretaceous, sometimes in the Tertiary. I carried out many studies for oil companies operating in this country. I returned to the ULB in 1988 as First Assistant and was appointed Professor in 1990. I carried out various missions for mining companies in Belgium and oil companies abroad and continued research, particularly through projects of the Scientific Research National Funds (FNRS). My research still concerns sedimentology, geochemistry and diagenesis of carbonate rocks which leads me to travel many countries in Europe or outside Europe, North Africa, Papua New Guinea and the USA, to conduct field missions. Since the late 90's, I expanded my field of research in addressing the problem of mass extinctions of organisms from the Upper Devonian series across Euramerica (from North America to Poland) and I also specialized in microbiological and geochemical analyses of ancient carbonate series developing a sustained collaboration with biologists of my university. We are at the origin of a paleoecological model based on the presence of iron-bacterial microfossils, which led me to travel many countries in Europe and North Africa. This model accounts for the red pigmentation of many marble and ornamental stones used in the world. This research also has implications on the emergence of Life from the earliest stages of formation of Earth, as well as in the field of exobiology or extraterrestrial life ... More recently I invested in the study from the Precambrian series of Gabon and Congo. These works with colleagues from BRGM (Orléans) are as much about the academic side (consequences of the appearance of oxygen in the Paleoproterozoic and study of Neoproterozoic glaciations) that the potential applications in reservoir rocks and source rocks of oil (in collaboration with oil companies). Finally I recently established a close collaboration with the Royal Institute of Natural Sciences of Belgium to study the susceptibility magnetic signal from various European Paleozoic series. All these works allowed me to gain a thorough understanding of carbonate rocks (petrology, micropaleontology, geobiology, geochemistry, sequence stratigraphy, diagenesis) as well in Precambrian (2.2 Ga and 0.6 Ga), Paleozoic (from Silurian to Carboniferous) and Mesozoic (Jurassic and Cretaceous) rocks. Recently (2010) I have established a collaboration with Iraqi Kurdistan as part of a government program to boost scientific research in this country. My research led me to publish about 180 papers in international and national journals and presented more than 170 conference papers. I am a holder of eight courses at the ULB (5 mandatory and 3 optional), excursions and field stages, I taught at the third cycle in several French universities and led or co-managed a score of 20 Doctoral (PhD) and Post-doctoral theses and has been the promotor of more than 50 Masters theses.

Le Déluge face aux moraines glaciaires, premier débat sur le changement climatique

par Alain Préat

Le premier doute sur l’interprétation diluvienne fut apporté en 1806 par un botaniste russe, Mickhail Adams, lorsqu’il exhuma un mammouth quasi intact, avec squelette complet, cartilages en place, peau bien préservée et longs poils laineux entiers. Cuvier en conclut immédiatement que ce mammouth était adapté aux régions froides de l’Arctique, y avait vécu et péri et ne pouvait provenir des tropiques. Le débat sur le changement climatique était lancé et allait diviser la communauté des géologues d’Europe et d’Amérique du Nord jusqu’à la synthèse d’Agassiz en 1840. La découverte d’animaux ressemblant aux éléphants dans les dépôts superficiels d’Europe et les plaines gelées du nord de la Sibérie était un problème pour les savants du 18ème siècle, puisque ces animaux n’étaient connus que dans les tropiques, et à l’époque il n’était pas question de changement du climat. Une seule explication était possible et fut proposée en 1728 par le zoologiste allemand Johann Breyne : les animaux ont péri lors du Déluge de Noé, les os et les dents ayant été transportés vers le Nord par les flots, les vents et abandonnés sur place à la fin du Déluge. Ce dernier était universel et les Ecritures bibliques représentaient la clé de l’interprétation de l’histoire naturelle. En 1796 Cuvier, un brillant anatomiste des vertébrés, fut le premier a montrer qu’il s’agissait de mammouths, donc une espèce distincte des éléphants actuels, et le mammouth devint à cette occasion la première espèce reconnue comme éteinte, bien avant les dinosaures en 1820 (suite lien web).
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Le gaz abiotique naturel

par Alain Préat


Probablement pas une nouvelle source rentable d’hydrocarbures…

Tous les hydrocarbures naturels, c’est- à-dire le pétrole y compris le gaz méthane (CH4) parmi d’autres gaz, sont essentiellement liés à l’évolution de la matière organique au cours de son enfouissement dans les séries géologiques. Une partie du méthane sur Terre peut également être produite par des microorganismes adaptés à la vie dans les milieux extrêmes, souvent en l’absence d’oxygène [1]. Mais il est moins connu que le méthane peut aussi être produit par l’altération et/ou le métamorphisme de roches magmatiques basiques et ultraba- siques donnant des serpentinites à partir des péridotites du manteau supérieur [2]. Ces roches présentes à la fois dans les zones océaniques (les dorsales médio-océaniques) et sur les continents dans les zones dites cratoniques (anciennes croûtes continentales très épaisses) sont à l’origine de la production de méthane non biogénique. Les serpentinites résultent de réactions d’hydratation à basse température (< 100°C) des roches ultrabasiques et, outre la production de méthane surtout en présence de dioxyde de carbone, elles sont aussi à l’origine de la production de faibles quantités d’hydrogène (seul mode de production abiotique sur la Terre), d’azote et d’hélium. Cet hydrocarbure abiotique (le méthane) mantellique pourrait être lié à l’origine de la vie sur Terre et le processus expliquerait aussi la présence de différents hydrocarbures sur d’autres planètes et dans de rares météorites. Sur notre planète, on le trouve lié aux systèmes hydrothermaux, aux édifices volcaniques, aux intrusions ignées (roches magmatiques mises en place dans des formations déjà constituées), dans les boucliers cristallins (roches magmatiques et métamorphiques du Précambrien), au Japon, en Nouvelle-Zélande, en Grèce, en Italie, en Russie, aux USA, en Chine, à Oman etc.

Une des plus belles occurrences est celle du site Chimaera dans le Golfe d’Antalya en Turquie, le plus grand champ onshore [3] de méthane abiotique actuel. En effet, ce champ est lié à une zone faillée avec serpentinisation de péridotites et d’ophiolites suite à l’obduction [4] des Alpes. Le gaz de Chimaera (87% de méthane, 10% d’hydrogène et quelques pourcents d’autres hydrocarbures) brûle en formant une vingtaine de flammes de 50 cm de hauteur. Ce méthane s’échappe également sans brûler à partir de failles ou de fissures qui libèrent annuellement environ 200 tonnes de ce gaz dans l’atmosphère. Les arbres et les sols de la région sont totalement brûlés sur 2000 m2. Les analyses isotopiques du carbone et de l’hydrogène confirment qu’il s’agit bien de gaz abiotique. Des datations au carbone 14 montrent que cette source gazeuse a plus de 50 000 ans d’âge. Elles furent observées par Pline l’Ancien il y a près de 2000 ans qui les considérait comme des « flammes éternelles ». Le méthane émis jusqu’à aujourd’hui est de l’ordre de 400 millions de mètres cubes et représente une faible portion d’un réservoir sous pression. Homère (fin du VIIIe siècle avant J-C) avait déjà noté dans l’Iliade la présence de Chimères ou monstres crachant du feu et dévorant les humains à Chimaera près du site archéologique de Cirali.

Qu’en est-il de l’aspect commercial de ce gaz ? On estime aujourd’hui que ce méthane abiotique représente bien moins de 1 % du gaz présent dans la plupart des réservoirs d’hydrocarbures. Son évaluation reste à faire, d’autant plus qu’il ne peut être mis en évidence que par des analyses isotopiques détaillées du carbone, de l’hydrogène et/ou de l’hélium (ce dernier provenant du manteau). De plus, jusqu’à aujourd’hui, ce gaz n’a été mis en évidence que sur la partie continentale du Globe (onshore), rien ou très peu est connu au niveau de la partie offshore immergée, par exemple au niveau des dorsales médio-océaniques où l’altération des péridotites est un processus dominant.

Sept sites hydrothermaux actifs producteurs de méthane, d’hydrogène et d’azote abiotiques suite aux processus de serpentinisation sont connus le long de la dorsale médio-atlantique et chaque site fonctionnerait plusieurs dizaines de milliers d’années (au moins 30 000 ans) avant de s’éteindre. La théorie du gaz (et du pétrole) abiotique formé à grande profondeur (à partir de dépôts de carbone, datant peut-être de la formation de la Terre) a été développée en Union Soviétique (et Ukraine) après la Seconde Guerre mondiale et a jeté le trouble dans la communauté scientifique pendant fort longtemps. À ce moment-là, les grands champs pétroliers du Moyen- Orient venaient d’être découverts et la formation du pétrole était encore sujette à discussion. Les mécanismes proposés par les soviétiques se sont révélés erronés et la théorie a été abandonnée après quelques décennies (1950-1980) lorsque l’origine organique du pétrole (cf. SPS, n°312 [5]) a été définitivement démontrée. Néanmoins la « théorie soviétique » continue à intriguer les non spécialistes et constitue d’ailleurs l’objet de l’intrigue majeure d’une BD récemment parue aux éditions du Lombard [6].

Notons enfin que depuis 1913, la chimie est à même de produire du méthane en laboratoire à partir de dioxyde de carbone et d’hydrogène ce qui a valu à Paul Sabatier le prix Nobel. Depuis lors, la « réaction Sabatier » fut menée suivant plusieurs voies, par exemple en remplaçant le dioxyde de carbone par le monoxyde de carbone (réaction Fischer-Tropsch ayant permis à l’Allemagne nazie et à l’Afrique du Sud – au temps de l’apartheid – de produire du méthane à partir de charbon). Les réactions chimiques ont cependant lieu à des températures nettement plus élevées que celle de production du gaz non biogénique naturel.

En conclusion, en l’état actuel des connaissances, le méthane abio- tique bien que non quantifié n’a pas le potentiel d’une source d’hydrocarbures rentable. En effet, il semble- rait qu’il soit associé en très faible quantité aux hydrocarbures habituels (pétrole et gaz biotiques) et est donc exploité avec ces derniers.

Alain Préat

Géologue, professeur à l’ULB (Université Libre de Bruxelles), département des Sciences de la Terre et de l’Environnement.

1 Il s’agit des Archées (encore appelées Archéobactéries) c’est-à-dire de microorganismes unicellulaires proca- ryotes (pas de noyau, pas d’organites) adaptés à la vie dans les milieux extrêmes, souvent en l’absence d’oxygène (sources hydrothermales du fond des océans, lacs salés, marais, sols… y compris dans le corps humain – par exemple le colon).

2 Enveloppe du Globe limitée par la base de la croûte aux environs de 10 à 30 km de profondeur et le manteau infé- rieur à environ 700 km de profondeur. Elle est composée de péridotites, roches riches en magnésium et assez pauvres en aluminium. Les roches basiques et ultrabasiques sont des roches magma- tiques très pauvres en silice, elles contiennent plus de 90% de minéraux riches en fer et magnésium (olivine, pyroxène…). Le métamorphisme est la transformation d’une roche à l’état solide suite à une élévation de la température et/ou de la pression.

3 À terre, sur le continent, par opposition à offshore, en mer.

4 Chevauchement d’une vaste portion de croûte océanique (représentée par des complexes ophiolitiques) sur une zone de croûte continentale. Les ophiolites représentent ici des péridotites foliées ayant subi des déformations tec-toniques.

5 Gisements supergéants disparus : le pétrole du Précambrien. www.pseudo- sciences.org/spip.php?article2419

6 Quand la fiction s’inspire de la réalité : du pétrole plein les cases www.ulb.ac.be/sciences/dste/sediment/pa ges_perso/Preat_fichiers/BD_Petrole.pdf

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Les ressources naturelles sont-elles inépuisables?

Les ressources naturelles [1] peuvent-elles satisfaire sans fins nos exigences de bien être ?  À long terme surement pas, les gisements (métaux -uranium, thorium, or … et pierres précieuses –diamants, saphirs, topazes…), les hydrocarbures (gazeux, liquides, solides) et les géomatériaux (roches, sables, granulats…) ne sont pas renouvelables. L’économie internationale étant contrainte en premier lieu par la géologie, il en résulte une distribution inégale des richesses de la Terre et une lutte pour se les approprier, nécessitant un développement technologique pour accroître les volumes récupérables. Certains vont même jusqu’à parier que les futures ressources seront à prendre sur d’autres planètes, sur des astéroïdes ; des équipes y travaillent déjà. En attendant, tentons un bilan de la situation actuelle : reste-t-il assez de ressources sur notre planète? Pour combien de temps ?  Estimer leur volume ultime[2] est assez facile grâce à l’exploration de plus en plus efficace, mais prédire leur durée d’exploitation est une autre paire de manches car elle dépend de facteurs économiques et politiques aléatoires aussi bien dans les court et moyen termes. Les réserves ne peuvent qu’évoluer au cours du temps en fonction des moyens et les déclarer est un acte politique et économique de grande importance.
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Déterminer l’âge de la Terre : une bien longue quête

par Alain Préat


On pourrait croire qu’avec l’avènement de la physique nucléaire lié à la découverte de la radioactivité en 1896, l’âge absolu de la Terre aurait été facile à déterminer. Il n’en fut rien. Avant cela, le débat, voire les querelles sur l’âge de la Terre, étaient nombreuses. D’après James Ussher (1581-1656), archevêque anglican d’Armagh et primat d’Irlande, qui se basait sur la chronologie biblique, la Création aurait eu lieu dans la nuit précédant le dimanche 23 octobre 4004 avant Jésus Christ (calendrier julien). Selon lui, la Terre serait donc récente ; ces déclarations furent prises pour argent comptant pendant près de trois siècles. Avant Ussher, cet âge était encore plus énigmatique : soit la Terre avait toujours existé (Aristote), soit elle avait « simplement » été créée avec l’Univers sans date précise (religions monothéistes). L’âge biblique intrigua bien entendu de nombreux savants depuis la Renaissance (Kepler, Newton, Descartes, Kelvin, Halley …) qui utilisèrent des méthodes de calcul variées (érosion des reliefs, salinité des océans, refroidissement du Globe, distance Terre-Lune…) pour aboutir à des âges de quelques milliers d’années à quelques dizaines de millions d’années. Pour ces premiers scientifiques (ils étaient très nombreux), les temps géologiques étaient bien plus longs que les temps historiques. En 1721, Henri Gautier, inspecteur des ponts et chaussées en Languedoc, publia le chiffre de 35 000 ans à partir d’études sur l’ablation des reliefs. En réalité, ses calculs le menèrent à quelques millions d’années, mais il publia volontairement un âge faux pour éviter des problèmes avec l’Église En 1859, Charles Darwin avança le chiffre de 300 millions d’années [1] ce qui laissait suffisamment de temps aux espèces vivantes pour évoluer. Face aux critiques, il se ravisa et proposa environ 40 millions d’années (suite lien web).
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L’Histoire Naturelle est chaotique, la biodiversité aussi …

par Alain Préat

S‘il l’on procédait à ‘une remise à zéro totale’ des processus ayant affecté l’évolution de notre planète, il est fort à parier qu’aujourd’hui, c’est-à-dire 4,567 milliards d’années après la formation de la Terre, la Vie serait bien différente avec une chimie (ADN ou autre combinaison chimique) et biologie (autres plans d’anatomie, autres crises, autre biodiversité) que l’on a difficile à imaginer. La Vie aurait influencé différemment la composition de notre atmosphère (c’est par exemple elle qui est à l’origine de notre oxygène) en même temps que l’atmosphère régule la Vie. Pourrait-on le prévoir? 
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