La pyrolyse Rock-Eval est destinée à déterminer rapidement la qualité et la quantité de matière organique (MO) dans des échantillons environnementaux et géologiques.
Il a été suggéré qu’un examen détaillé des pyrogrammes S2 acquis par un détecteur à ionisation de flamme lors de la pyrolyse programmée d’échantillons pourrait fournir des informations complémentaires aux paramètres classiques de Rock-Eval®. Une déconvolution mathématique antérieure du pyrogramme S2 a été suggérée pour semi-quantifier des fractions thermiques distinctes, supposées distinctes en termes de labilité chimique et/ou biologique. À ce jour, aucune preuve moléculaire directe n’étaye cette hypothèse. Ce travail propose une approche méthodologique basée sur le couplage d’un pyrolyseur à température programmée à un spectromètre de masse standard (Py-MS).
Un ensemble d’échantillons de sol de référence a été analysé. Cet ensemble a été complété par des échantillons de MO dissoute, de roche mère et de charbon afin de tester la pertinence de cette approche méthodologique pour différents types de MO. L’analyse des données s’est basée sur les valeurs de Tpeak définies comme les températures de production maximale de fragments m/z pendant la rampe de température. Ces valeurs de Tpeak ont été regroupées en clusters de valeurs m/z distinctes pour lesquelles une attribution chimique est proposée grâce à une vaste revue de la littérature. Pour les échantillons de sol, toutes les fractions pyrolytiques décrites dans la littérature à partir de la déconvolution mathématique du pyrogramme S2 ont été identifiées à l’exception de la fraction la plus thermolabile (280–320 °C). Les fragments avec des valeurs de Tpeak comprises entre 330 et 390 °C ont été principalement attribués aux protéines, à la lignine et aux glucides. Les valeurs de Tpeak trouvées dans la gamme 391–499 °C correspondaient à des fragments m/z attribués aux composés aliphatiques, à la lignine et aux composés aromatiques tandis que les fragments avec des valeurs de Tpeak supérieures à 480 °C ont été attribués uniquement aux aromatiques. Dans tous les échantillons, ces fragments présentaient une tendance singulière de diminution du rapport m/z avec l’augmentation de la température, dont la signification reste à élucider. Cette étude préliminaire fournit des orientations méthodologiques clés pour ré-explorer les applications de la pyrolyse couplée à la spectrométrie de masse (Py-MS) afin de démêler la nature chimique de la matière organique.
Référence : Jacob, J., Delarue, F., Copard, Y., Le Milbeau, C., Grasset, L., Brockmann, P. (2025). Unravelling the molecular significance of Rock-Eval® S2 pyrograms from soil and geological samples. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2025, 191, pp.107211. ⟨10.1016/j.jaap.2025.107211⟩. ⟨insu-05101532⟩