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La principale différence entre un réservoir conventionnel et un réservoir non conventionnel réside dans la présence de matière organique dans ce dernier. La matière organique est composée de kérogène (~90 %) et de bitume (~10 %). Lorsque le kérogène arrive à maturité, il produit d'abord du pétrole, puis du gaz. Il reste ensuite des résidus sous forme de carbone pur (graphite). Pour mieux comprendre la production d'hydrocarbures à partir des schistes, une approche multidisciplinaire associant la géologie, la géomécanique, la géochimie, la géophysique, la pétrophysique et la physique des roches joue un rôle important.