Abstract FR:

L'objectif du travail presente dans ce memoire est de comprendre et de quantifier les mecanismes de formation et de fractionnement isotopique du methane tardif. Pour cela, des experiences de pyrolyse ont ete realisees sur des echantillons naturels de kerogene, en systeme ouvert et en milieu ferme. Ces simulations experimentales ont montre que les potentiels en methane estimes par pyrolyse en milieu ouvert, sont toujours inferieurs a ceux observes en milieu. Cet ecart, qui est plus important pour les kerogenes de type ii que pour les charbons et les kerogenes de type ii-s, a pu etre correle a la presence de pyrite dans les echantillons. D'autre part, a partir des experiences realisees en milieu ferme, un schema cinetique commun pour les kerogenes de type ii et de type iii a ete propose. Il comprend trois reactions successives dont les parametres cinetiques ne permettent pas de rendre compte des constantes de vitesse observees en systeme ouvert. Par analogie avec une molecule modele, le 1-methylpyrene, on a pu etablir que les trois reactions de formation du methane observees lors du craquage des kerogenes matures correspondent respectivement a des mecanismes de desalkylation, de demethylation et de cokefaction. Extrapole au cas geologique, ce schema indique qu'entre 170 et 200\c les kerogenes engendrent environ 15 mg/gc de methane tardif. Par ailleurs, le methane tardif se caracterise par des valeurs de 1 3c comprises entre 36 et 24& p d b (conditions experimentales), et pour le type ii par une inversion du fractionnement isotopique par rapport a sa source a maturite thermique elevee. Cette evolution atypique du 1 3c ne peut etre reproduite a partir des pyrolyses du 1-methylpyrene, le methane forme etant au contraire tres fractionne isotopiquement par rapport a sa source. Ces differences de signature isotopique entre la molecule modele et les kerogenes sont essentiellement liees a des effets de precurseur tres contrastes dans le cas du processus de demethylation.