Enseigner le pétrole

Programme de seconde :

Thème 2 Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol

Le soleil : une source d’énergie essentielle

"....La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières. La connaissance de ces mécanismes permet de découvrir les gisements et de les exploiter par des méthodes adaptées."

Activté en tâche complexe* en classe de 2nde GT sur la recherche de gisements de pétrole.

*Définition simple :

« Les tâches simples incitent à des reproductions de procédures laissant peu d’initiatives à l’élève alors que les tâches complexes permettent une stratégie de résolution propre à chaque élève. »

La situation problème :

Vous êtes un géologue pétrolier. Votre métier consiste à explorer de potentiels gisements de pétrole et programmer ou non, selon les résultats de l'étude, un forage d'exploration.

Le pétrole et le gaz se trouvent dans les profondeurs du sous-sol. Ils nous y attendent depuis des millions d’années. Il faut donc aller les chercher, et pour cela il n’existe qu’un seul moyen : creuser jusqu'aux gisements. Ces gisements sont profondément enfouis, souvent à plusieurs kilomètres sous terre. Un coup de pioche ne suffit pas pour faire jaillir le pétrole ! On emploie la technique du forage.  De la surface, on peut essayer de deviner où se trouvent les gisements et émettre des hypothèses. Mais on n’est jamais sûr qu’ils existent tant qu’on ne les a pas atteints avec un forage, tant que les hypothèses n’ont pas été vérifiées.

Un forage d’exploration coûte très cher. Mieux vaut donc ne pas se tromper quand on se décide !

Matériel et données à disposition : 

• Un texte rappelant quelques propriétés des roches nécessaires à l'existence d'un gisement.
• Un schéma des différents types de pièges géologiques du pétrole.
• Un profil sismique relevé en mer du Nord.
• Un logiciel de traitement d'images (Photofiltre).
• Trois échantillons de roches du sous-sol obtenues par des forages voisins : Un échantillon de halite Permien, un grès Jurassique et une argile Crétacé.
• Matériel simple : bécher, éprouvette graduée, eau et chronomètre.
•  Un logiciel de traitement de texte.
• Une échelle stratigraphique simplifiée.

Consignes données aux élèves :

 Production attendues :

Type de texte argumenté attendu :  Le profil sismique nous montre un dôme appelé diapir de sel (roche 1)  propice au piégeage du pétrole, comme le montre le document fourni. En déformant les roches, il permet de favoriser le phenomène de concentration. L'étude de la porosité et de l'imperméabilité des  roches 2 et 3 permet de savoir si les conditions de piégeage sont réunies. La roche 2 est grès poreux et perméable qui pourrait constituer une roche réservoir tandis que le roche 3 imperméable jouerait le rôle de couverture. En utilisant l'interprétation du profil sismique et les résultats de l'étude des roches, on peut envisager un forage d'exploration à l'endroit indiqué sur le profil figurant dans ce document.

 Grille d'évaluation par compétences

Extrait du programme de 2nde GT  : des compétences proches de celles du collège. 

• Pratiquer une démarche scientifique
• Manipuler et expérimenter
• Recenser, extraire et organiser des informations
• Exprimer et exploiter des résultats, à l’écrit, à l’oral, en utilisant les technologies de l’information et de la communication
• Communiquer dans un langage scientifiquement approprié
• Manifester un sens de l’observation

• Percevoir le lien entre sciences et techniques

Aides à fournir si besoin aux élèves :

•  Protocole de test de la perméablité et de la porosité des échantillons distribués. 
• Tutoriel d'utilisation de photofiltre.
• Une fiche méthode pour l'interprétation d'un profil sismique.