I ) Quelques informations sur
le produit
1) Composition et formation
Le pétrole est une huile minérale naturelle, de couleur
très foncée, douée d’une odeur caractéristique
plus ou moins prononcée, d’une densité variant de
0,8 à 0,95, composée en presque totalité d’hydrocarbure
paraffiniques, naphténiques et aromatiques, et souvent d’un
peut de souffre à l’état de combinaisons organiques
et de traces de composés oxygénés et azoté.
Le pétrole est le résultat de la lente dégradation
bactériologique d’organismes aquatiques végétaux
et animaux, qui il y a des dizaines, voire des centaines de millions
d’années, ont proliféré dans les mers et
se sont accumulés en couches sédimentaires. L’ensemble
des produits issus de cette dégradation , hydrocarbures et composés
volatils, tels que soufre, oxygène et azote, mêlé
aux sédiments et aux résidus organiques, est contenu dans
la roche-mère ;c’est de celle-ci que le pétrole,
expulsé sous l’effet du compactage provoqué par
les sédimentation, a migré pour imprimé des sables
ou des roches plus poreuses et plus perméables, telles que grès
ou calcaires. Les gisements se localisent toujours en un point singulier
ou dans une anomalies naturelle de ces roches, que l’on appelle
roches-réservoirs ou roches-magasins. Une couche imperméable,
marne ou argile, par exemple, formant piège, permet l’accumulation
des hydrocarbures et les empêche ainsi de s’échapper.
Les pièges sont le plus souvent constitués par des anticlinaux,
des dômes de sel ou des failles, qui permettent d’amener
un terrain imperméable en face de la roche-magasin.
Le pétrole se présente le plus souvent surmonté
d’une couche d’hydrocarbures gazeux et se situe généralement
au-dessus d’une couche d’eau salée plus dense que
lui. Il arrive, cependant, que la migration du pétrole ne soit
interrompue par aucun piège géologique et se poursuive
jusqu'à l’air libre. Il apparaît alors, à
la surface du sol, sous forme de suintements ou même de nappes,
tel le lac d’asphalte, d’une quarantaine d’hectares
; de l’île de lac Trinité. L’épaisseur
d’un gisement varie entre quelques mètres et plusieurs
centaines de mètres. Sa longueur peut atteindre plusieurs dizaines
de kilomètres au Moyen-Orient.
2 ) Raffinage et extraction
Grâce aux études géologiques et géophysiques,
on peut détecter des endroits susceptibles d’abriter des
pièges géologiques structuraux, pour savoir si ces endroits
abritent du pétrole, on les explore par forage. Le forage consiste
à réaliser un puits de diamètre décroissant
(souvent de 90 à 15 cm) jusqu’aux couches supposées
pétrolifères. Les profondeurs de forage peuvent dépasser
10 000 m (U.R.R.S.), mais se situent plus fréquemment entre 1500
et 3500 m. Les puits sont, le plus souvent, forés par la rotation
d’un outils appelé trépan. Celui-ci est généralement
solidaire d’un train de tiges creuses, dont la dernière,
affleurant au niveau du sol, est entraînée, par l’intermédiaire
d’une table de rotation, par un moteur Diesel(procédé
rotary).Le trépan peut aussi être mû par un moteur
électrique, ou une turbine hydraulique(turboforage), descendu
au fond du puits et situé juste au-dessus de l’outil. La
vitesse de rotation de l’outil peut varier de 30 à 500
tr/min et sa vitesse de pénétration dans la roche de quelques
centimètres à plusieurs mètres par heure, selon
la dureté des couches traversées ; plus particulièrement,
dans le cas d’une couche pétrolifère, ils aident
à la détermination de la porosité et de la perméabilité
de la roche, utiles dans l’évaluation des réserves
récupérables du gisement. L’analyse des débris
recueillis dans la boue de forage apporte des informations sur les couches
traversées. L’épuisement des gisements traditionnels
a largement favorisé l’exploration de bassins sédimentaires
d’accès difficile, ainsi nous pouvons aujourd’hui
faire des forages sur des zones situées a près de 1500
m sous l’eau.
Lorsque le forage rencontre une couche productrice, le puits est renforcé
par la mise en place d’un cuvelage dans lequel est ensuite descendue
d’une colonne étroite de 6 à 10 cm de diamètre,
par laquelle s’écoulera le pétrole. Si le gisement
se révèle commercialement exploitable, de nombreux autre
puits appelés puits de développement, devront être
forés afin de drainer une quantité maximale d’hydrocarbures.
Le nombre de ces puits peut varier, suivant la taille du gisement, d’une
dizaine à plusieurs centaines. Après la pose, en tête
de puits, d’un arbre de Noël, ensemble des équipements
de contrôle et de réglage du débit d’extraction,
la mise en production à proprement parler peut commencer. En
mer, une ou plusieurs plates-formes, en charpente tubulaire d’acier
ou de béton armé, supportent les têtes de puits,
les équipements nécessaires à la production (séparateurs,
torchère, bac de stockage, etc.) et les quartiers d’habitation
du personnel. Il s’agit, le plus souvent, de structures gigantesques,
pouvant atteindre plus de 200 m de hauteur et peser plus de 400 000
t (béton). Plus de 20 000 puits drainent aujourd’hui environ
800 gisements marins et produisent déjà près du
quart de la production mondiale de pétrole brut.
Par simple décompression du gisement, on ne récupère
qu’une très faible proportion des quantités d’hydrocarbures
en place, que l’on peut cependant accroître sensiblement,
grâce aux possibilités de stimulation (acidification, fracturation,
perforation) et/ou d’activation (pompage, gaslift, etc.) du gisement.
Ce type de récupération, qui ne met en œuvre que
l’énergie propre du réservoir imprégné
et de son aquifère, est souvent qualifié de primaire.
Pour améliorer le taux de récupération et prolonger
la durée de production, il est nécessaire de maintenir
artificiellement la pression du gisement. On augmente alors l’énergie
du réservoir soit par injection d’eau, soit par recours
à la récupération assistée. Cette dernière
devrait permettre de récupérer jusqu’à 40-45
% des quantités d’hydrocarbures en place, dans un contexte
politique et économique favorable. Quoique encore modeste (une
production de l’ordre de 50 Mt par an), le développement
de ces méthodes est le complément indispensable à
la recherche de nouveaux gisements, pour le renouvellement des réserves
mondiales d’hydrocarbures. Les intérêts en jeu sont
considérables, puisqu’une augmentation de 1 %du taux moyen
de récupération du brut permettrait l’exploitation
de 6 milliards de tonnes de pétrole supplémentaire, ce
qui représente approximativement d’équivalent de
deux années de production mondiale.
Réserves et récupération de pétrole
Systèmes de forage en fonction du type de gisement (vue en coupe)
équipement d’un puits de pétrole en surface
Ondé nombre sur le marché autant de qualité de
pétrole brut que de gisements et qui diffèrent entre eux
seulement par leurs propriétés physiques (densité,
viscosité, etc.), mais surtout par leurs compositions chimique.
Outre les quatre types fondamentaux d’hydrocarbures (paraffines,
oléfines, naphténiques et aromatique) qui se trouvent
en proportions très variables d’un gisement à l’autre,
le pétrole contient diverses substances, telles que soufre, mercaptans,
eau salée, composés oxygénés et/ou azotés,
traces de métaux qui le rendent pratiquement inutilisable à
l’état brut. De son côté, le marché
est demandeur d’un certains nombre de produits pétroliers
aux caractéristiques précises : essences, kérosène,
gazole, fuels, huiles de graissages, par exemple. Le raffinage est l’ensemble
des opérations et procédés industriels mis en œuvre
pour traiter et transformer, au moindre coût, le pétrole
brut en produits finis. Une analyse préliminaire, en laboratoire,
permet de déterminer la quantité et la qualité
de produits finis que l’on peut attendre du pétrole brut
étudié ; un brut « léger », c’est
à dire de faible densité, produira plus d’essences,
un brut « lourd » plus de fuels ou de bitumes. L’opération
fondamentale du raffinage est la distillation fractionnée continue,
dont la plupart des produits font ensuite l’objet de traitements
supplémentaires pour en améliorer la qualité :
reformage catalytique de l’essence lourde, hydrodésulfurisation
du gazole. On obtient finalement toute une série de produits
répondant aux besoins des consommateurs : carburants, essences
spéciales, combustibles et produits divers. Il arrive cependant
que la simple distillation de bruts classiques ne permet de satisfaire,
dans les proportions requises par le marché, la demande quantitative
de produits pétroliers. Il est alors nécessaire de procéder
à des échanges de produits finis avec d’autres raffineries
ou d’adjoindre, aux procédés de raffinage classiques,
des unités de conversion. Parmi les plus courants, les procédés
de craquage catalytique thermique et d’hydrocraquage permettent
d’obtenir des produits « légers », par dissociation
des structures moléculaires des produits lourds. Le marché
est de plus en plus demandeur de coupes légères ou moyennes
au détriment des coupes lourdes, directement concurrencé
et peu à peu remplacées par d’autres énergies.
Il en résulte un déséquilibre croissant entre offre
et demande des différents catégories de produits finis,
qui ne peut être réduit que par le développement
des procédés de conversion pour transformer une partie
des fuels lourds en produits plus légers. L’adaptation
indispensable de l’outil de raffinage exige, de la part de l’industrie
pétrolière, des investissements considérables.
3 ) Utilisation du pétrole
Le pétrole est aujourd’hui utilisé dans beaucoup
de domaines, son utilisation est avant tout énergétique,
mais l’apparition de produits nouveaux comme les matières
plastiques, détergents, fibres synthétiques, caoutchouc
synthétiques, etc. occupe une nouvelle place importante dans
la pétrochimie puisque sur 3000 Mt de pétrole brut consommée
dans le monde en 1980, 130 Mt ont alimenté la pétrochimie,
soi environ 4,5 % et ce chiffre était de 7 % en 1990, ce qui
fait que de plus en plus d’objets de notre quotidien son fabriqué
à base de pétrole.
II ) Risque de disparition
1 ) les ressources mondiales
L’importance d’un champ s’exprime habituellement en
réserves prouvées, qui désignent, à une
date donnée, les quantités d’hydrocarbures liquides
et/ou gazeux que les informations géologiques ou techniques permettent
d’estimer avec une certitude raisonnable comme étant susceptibles
d’être produites dans les conditions techniques, économiques
et politique du moment. Elles sont évaluées, pour le pétrole
brut, en Mt et, pour le gaz naturel, en mètres cubes, aux conditions
normales de température et de pression. En 1982, les réserves
prouvées de pétrole brut pour l’ensemble du monde
étaient évaluées à près de 90 milliards
de tonnes ; elles se situent au Proche-Orient (pour plus de la moitié),
mais aussi en U.R.R.S., aux États-Unis, au Mexique et en mer
du Nord.
2 ) Conséquence sur les
réserves
Avant 1973, le pétrole apparaissait comme une source d’énergie
abondante et bon marché : il a ainsi largement contribué
à l’essor économique des pays industrialisés.
Depuis, le premier choc pétrolier a montré qu’il
s’agissait, en réalité, d’une source d’énergie
épuisable, aux ressources limitées, et néanmoins
indispensable. Au rythme actuel de la consommation, les réserves
mondiales n’équivalaient, en 1981, qu’à guère
plus de 30 années de production. Le pétrole est une source
d’énergie de plus en plus chère, car il faut l’extraire
de zones de plus en plus difficiles (mer profonde, Arctique, etc.) ou
accroître, par des méthodes toujours de plus en plus coûteuses,
sa récupération dans les gisements. Mais c’est une
source d’énergie indispensable, notamment dans les usages
où elle est difficilement substituable : transports et pétrochimie.
Face à ces réalités, la plupart des pays industrialisés
ont mis en place des politiques volontaristes d’économie
d’énergie et de redéploiement de leur bilan énergétique
en favorisant le développement d’autres sources d’énergie.
L’utilisation que nous faisons donc du pétrole va conduire
cette énergie dans un futur proche à disparaître
si nous ne faisons rien. Bien que nos avances dans la technologies nous
permettent d’aller le recueillir à des endroits qui sembler
inaccessible il n’y a pas si longtemps, cela ne fait que retarder
l’inévitable, c’est à dire la disparition
totale de cette énergie si l’utilisation que nous en faisons
reste aussi abusive. Mais le pétrole n’est malheureusement
qu’un exemple car d’autres énergies, comme le gaz,
sont également menacées de disparaître si nous n'en
utilisons pas d’autres, comme l’énergie solaire et
éolienne qui elles sont inépuisables. Il serait en effet
regrettable de voir des énergies comme le pétrole où
le gaz qui ont mis plusieurs millions d’années pour se
former, disparaître en seulement quelques décennies.
L'inconnu que personne ne connaît...