Pétroles conventionnels, non conventionnels et gaz de schistes

Chaque pétrole est différent

La composition chimique d’un pétrole brut (c’est-à-dire avant toute transformation) dépend des conditions dans lesquelles il a été formé. Chaque pétrole est différent comme chaque humain a des empreintes digitales différentes. Leur qualité pour les utilisations dont on a besoin est aussi différente d’un puits à l’autre.

Les pétroles bruts les plus intéressants pour les utilisations humaines sont les bruts légers (qui contiennent des molécules de plus faibles poids moléculaire) par opposition aux bruts lourds qui permettront de faire du bitume.

Les bruts les plus connus sont : le Brent (référence en Europe), le WTI (West Texan Intermediate, référence aux USA) et le Dubaï Light (référence en Asie).

Pour ce qui concerne le contenu énergétique, 1 litre de pétrole peut libérer une énergie d’environ 10 kWh en brûlant.

Exploitation offshore : toujours plus difficile

La production d’hydrocarbure « offshore », à-dire sous la mer, a démarré à l’échelle industrielle dans les années 50 dans le golfe du Mexique, à faible profondeur. Après le choc pétrolier de 1973 le Royaume Uni et la Norvège ont commencé à exploiter  leurs réserves pétrolières en mer du Nord, à une profondeur de 100 à 150 m.  Actuellement on fore au-delà de 3000 m de profondeur dans le Golfe du Mexique, à partir de plateformes flottantes. Sur les 116 000 puits forés en 2011 dans le monde, 3 400 ont été forés en mer, et il y a en mer 17 000 plateformes pétrolières en activité.

La Zone Economique Exclusive (ZEE) française est l’une des plus grandes du monde, et inclut St Pierre et Miquelon, la Guyane, la Nouvelle Calédonie, avec  des formations  géologiques très différentes d’une région à l’autre.  Au large de Cayenne, il a fallu forer à 5700 mètres sous le niveau de la mer pour atteindre une importante poche pétrolière. Le Golfe du Lion, en Méditerranée, pourrait aussi devenir attractif pour la prospection.

En 2010 la production offshore était de 23,6 millions de barils par jour, ce qui représente 30% de la production pétrolière mondiale. La production de gaz naturel offshore était de 2,4 milliards de m3 par jour, soit 27% de la production mondiale.

Pétroles non conventionnels

Le prix du baril de pétrole conventionnel avec lequel on produit les carburants pour l’automobile est resté très faible jusqu’en 1970 : moins de quelques $ le baril. Ce pétrole, extrait par exemple au Moyen Orient, arrive aujourd’hui à environ 5 $/baril en Europe. Le prix du marché, c’est-à-dire le montant que les acheteurs sont prêts à payer pour l’obtenir, et les taxes,  augmentent considérablement les prix que payent les consommateurs (le baril d’essence est à presque 250 $ en France).

Ces prix en hausse rendent rentables l’exploitation de certaines formes de pétrole, dites « non conventionnelles », comme les sables et schistes bitumineux, gaz de schistes, dont l’exploitation coute plus cher. Les  stocks de ces produits  sont considérables.

Parmi ces pétroles non conventionnels, on trouve au Venezuela et au Canada, dans la province de l’Alberta, des « sables  bitumineux » en quantité.  C’est un mélange solide de sable d’argile et d’eau, qui contient  aussi un pétrole très visqueux (bitume). L’extraction de ce pétrole coûte cher puisqu’il faut il faut traiter 2 tonnes de ce sable avec de la vapeur d’eau surchauffée, ce qui consomme beaucoup d’énergie et d’eau,  pour récupérer 150 litres de bitume, très dense et visqueux. Elle est néanmoins rentable.

On trouve d’autre part des « schistes bitumineux », dans une trentaine de pays,  dont la France. Ce sont des produits riches en carbone dont la pyrolyse n’est pas achevée.  En terminant cette pyrolyse de façon industrielle  ils pourraient fournir deux fois plus d’huile de schiste que les réserves prouvées actuelles de pétrole. Les schistes bitumineux d’Ile de France pourraient fournir 100 ans de la consommation française actuelle.

Le gaz de schiste

L’exploitation du gaz naturel non conventionnel est actuellement en pleine expansion. Cela englobe les gaz de schiste (shale gas), le gaz de charbon (coalbed methane) et le gaz issu de gisements compacts (tight gas). Les Etats-Unis, en exploitant massivement cette ressource, n’ont plus besoin d’importer de gaz : ils ont maintenant accès à un gaz naturel qui est 4 à 5 fois moins cher qu’en Europe.  Il constitue un atout pour l’industrie américaine qui voit sa compétitivité augmenter. Les réserves prouvées de gaz, qui étaient de 4 700 milliards de m3 en 1991 sont passées avec la prise en compte des gaz de schiste à 8200 milliards de m3 en 2010 et continuent de croître.

L‘extraction du gaz nécessite de grandes quantités d’eau. Elle a conduit dans certains endroits à des pollutions importantes des nappes d’eau souterraines peu profondes, Ceci a entrainé un rejet des méthodes d’extraction par les habitants au voisinage des puits.

Les pays qui investissent fortement pour extraire les gaz de schiste sont les USA, le Canada, l’Australie, la Pologne, le Danemark et les pays émergents. La France possède en  sous-sol du gaz de schiste,  dans des quantités qui n’ont pas été exactement évaluées. Leur exploitation  a été interdite, aucune garantie n’étant apportée qu’elle ne représente aucun danger pour la santé et l’environnement.  Les recherches sur les méthodes non polluantes d’extraction sont autorisées.

« Ressources » et « réserves »

« Ressources » et « réserves »

Les mots «ressources » et « réserves » ont des sens très précis pour les géologues.

Les « ressources », de charbon par exemple, sont constituées de tout le charbon que l’on peut trouver sur Terre, y compris celui qui se trouve à 3 000 mètres de profondeur dans des veines de 10 cm d’épaisseur, que personne n’ira jamais chercher : il coûterait plus d’énergie de le ramener à la surface que ce qu’il pourrait fournir. Autre exemple, dans le sous-sol de la région parisienne dorment des dizaines de milliards de barils de produits fossiles, non conventionnels et difficiles à extraire1

Les diverses estimations s’accordent sur le fait que les ressources sont très importantes : il existe quantité de « ressources » de pétrole, de gaz et de charbon et autres produits non conventionnels. Pour l’essentiel elles ne sont pas exploitables, au moins dans l’état actuel des techniques. Celles-ci n’évoluent pas vite2

Le mot « réserve » a un sens différent ; les réserves sont les ressources que l’on exploite, ou que l’on peut exploiter. Par exemple en France il n’y a pas de réserve de charbon, car exploiter le charbon est interdit. Il n’y a pas non plus de réserves de gaz de schistes, pour la même raison. Un jour futur le charbon pourrait redevenir une réserve en France, mais pour cela il faudrait que la population l’accepte, que les règlements changent, …

L’abondance des réserves  repose sur la capacité technique à extraire pétrole, gaz et charbon des endroits où ils se trouvent.  Elles sont souvent présentées en nombre d’années d’exploitation restantes (par exemple les estimations de l’AIE) au rythme de consommation actuel. Les chiffres disponibles sont en général donnés sans marge d’erreur. Dans ce cas, cette marge est au moins de l’ordre de 20%. Les chiffres sont aussi à prendre avec précaution : comme ils peuvent avoir des répercussions économiques, les données sont opaques, et l’information peut être manipulée.

  1. HYDROCARBURES NON CONVENTIONNELS, IFP-EN, 2011 []
  2. Comme le dit le PDG de Total, Christophe de Margerie : « Dans notre industrie, 2010-2035, c’est une période très courte. La possibilité de réaliser des « ruptures » technologiques et de les transformer en réalité industrielle prend beaucoup de temps. » http://www.lemonde.fr/planete/article/2013/01/10/christophe-de-margerie-le-changement-climatique-c-est-serieux_1814993_3244.html []

Les réserves de combustibles fossiles et d’uranium

Les réserves prouvées (il y a aussi les « réserves probables » et les « réserves possibles ») sont souvent traduites en années. Pour cela on divise les réserves par la consommation annuelle actuelle..Les résultats obtenus par  l’Agence internationale de l’énergie (AIE) en 2010 sont les suivants :

  • Pétrole conventionnel 54 ans
  • Gaz naturel conventionnel : 65 ans. D’après l’AIE, avec les gaz de schiste ce nombre d’années sera considérablement augmenté1.
  • Charbon : 183 ans

Les chiffres de l’AIE ne sont pas  fiables et varient (rappelons qu’en 1956 où la consommation était moindre, ce nombre d’années n’était que de 40 ans)

Notons que si l’on reporte la consommation mondiale sur une énergie particulière (remplacement du pétrole par le gaz naturel, par exemple), le nombre d’années de réserve va diminuer.

En ce qui concerne les réserves de gaz de schiste en Europe, leur estimation ne cesse d’évoluer. En ce qui concerne la Pologne par exemple, l’estimation des réserves exploitables a été diminué d’un facteur 10 entre 2011 et 20122. Ce qui est réellement exploitable monterait à quelques centaines de milliards de m3 dans toute l’Europe, alors que la consommation de gaz en Europe est de 860 milliards de m3 par an3.

Concernant l’énergie nucléaire dont le combustible est aussi épuisable, le nombre d’années serait de 200 ans avec la technologie actuelle de réacteurs (réacteurs à neutrons lents) mais serait de plusieurs dizaines de milliers d’années en utilisant la technologie des réacteurs à neutrons rapides. L’utilisation d’un autre atome que l’uranium, le thorium, qui 2,5 fois plus fréquent que l’uranium dans l’écorce terrestre augmenterait encore plus les réserves.  Des milliards de tonnes d’uranium sont aussi dilués dans l’eau de mer. Comme la production mondiale est de 50 000 tonnes par an4, extraire l’uranium de la mer permettrait de disposer de réserves pendant très longtemps.

Références

 

  1. Une critique des »prévisions excessivement optimistes » de l’AIE : http://www.manicore.com/documentation/articles/echos_scenarios_aie.html []
  2. Les réserves de gaz de schiste en Pologne : http://www.rue89.com/2013/03/11/yeux-fermes-bras-ouverts-la-pologne-dit-oui-au-gaz-de-schiste-240454 []
  3. la consommation de gaz en Europe : Key World Energy Satistics 2012, IEA []
  4. en 2010, http://fr.wikipedia.org/wiki/Uranium []

Impacts de notre consommation

La consommation actuelle, en France, en Europe, dans les pays développés, n’est pas durable car elle comporte trop de risques : pollution de l’environnement, réchauffement  climatique, et épuisement  les sources d’énergie actuelles.

 

Poster 2

risques Les risques des activités liées à l’énergie

Ils sont de différentes natures et de diverses gravités.

La pollution est une modification défavorable du milieu naturel. Autrefois, les pollutions venaient de phénomènes naturels, comme les éruptions volcaniques, émettant du dioxyde de soufre. Ce gaz, dangereux pour les espèces vivantes qui le respirent, produit de l’acide sulfurique lorsqu’il réagit avec l’eau. En sa présence les pluies deviennent acides et détruisent les forêts. Aujourd’hui, à ces phénomènes naturels s’ajoutent les activités humaines, sources de dégradations de l’environnement au moins aussi importantes. Les pollutions graves sont légions, comme la pollution au mercure ou au PCB 1 des eaux de rivière et de mer, pour des générations2. Une attitude différente, plus respectueuse de notre environnement est devenue indispensable.

Le poster illustre  quelques causes de pollution graves dues aux activités humaines : le rejets de gaz de combustion (carburants) qui polluent l’air3,  l’extraction du charbon mine_charbon, les accidents nucléairescentrale_nucleaire, le transport du pétrole petrolier4

La réduction des risques dus aux activités humaines passe par l’amélioration des techniques, la règlementation et le contrôle, et aussi par le changement des comportements individuels. Par exemple, il s’agit d’améliorer la sécurité des installations à risque élevé, ou de les fermer, d’interdire ou limiter les produits toxiques, d’encourager leur recyclage des déchets.

Nous devons aussi faire face à deux autres risques, de nature et d’impact différents. Ils font aussi l’objet du poster :

  • L’épuisement des combustibles fossiles : les stocks d’énergie fossiles diminuent et ne pourront satisfaire la demande croissante d’énergie au delà de quelques dizaines d’années. Chaque jour, on brûle 13 milliards de litres de pétrole qui avaient mis des millions d’années à se former.
  • Le risque climatique : l’utilisation des énergies fossiles est à l’origine des trois quarts des gaz à effets de serre responsables du réchauffement climatique. Il est urgent de réduire ces émissions en consommant mieux et moins, et en développant les énergies alternatives.

Urgence climatique et réserves qui diminuent : les hydrocarbures doivent laisser la place à de nouvelles énergies. Mais ils ne peuvent pas être remplacés du jour au lendemain.  Les besoins en énergie augmentent, les énergies renouvelables ne sont pas prêtes à remplacer immédiatement et à 100 % les énergies fossiles, parce que tout notre système économique est organisé autour du pétrole. Il faut une transition énergétique qui durera des dizaines d’années. Dans cette période il faudra que les énergies fossiles soient mieux utilisées, et que les énergies renouvelables et tout ce que leur utilisation implique soient développées à grande échelle.

 

co2 Changement climatique et effet de serre

Un changement climatique est en cours. Il est dû aux gaz à effet de serre que nous ajoutons à l’atmosphère. Il menace les écosystèmes naturels dont nous dépendons.

La température moyenne de l’Univers est de –270°C. Sans source d’énergie, notre planète, si elle existait, serait à cette température. Heureusement l’intérieur de la Terre est chaud, en grande partie à cause de la radioactivité naturelle. Ce flux de chaleur géothermique se diffuse lentement vers l’extérieur. Avec cette seule source d’énergie, la température de notre planète serait de –243 °C et l’air serait liquide. Mais là encore, heureusement, le Soleil, notre étoile,  fournit l’essentiel de notre énergie. Son flux, 4 000 fois supérieur à celui qui nous vient de l’intérieur de la Terre, porterait, sans effet de serre, la température moyenne de notre planète à –18 °C. L’effet de serre naturel nous fait gagner encore 33°C ce qui donne une température moyenne de 15°C.

Si l’effet de serre naturel n’existait pas, nous ne pourrions en parler car nous n’existerions pas. Grâce à lui, la température moyenne sur notre planète est de +15°C au lieu de –18°C. A –18°C, l’eau serait sous forme de glace et la vie, s’il y en avait une, prendrait d’autres formes que celles que nous connaissons.

co2ville L’Homme accroît l’effet de serre

L’effet de serre climatique est dû à la vapeur d’eau, au dioxyde de carbone (CO2),  au méthane (CH4) et certains autres gaz que nous rejetons dans l’atmosphère.

co2villeLa concentration des gaz à effet de serre a déjà varié au cours du million d’années qui vient de s’écouler, de même que le climat sur Terre. La concertation de ces gaz  a varié entre  180 et 290 ppmv5. Aujourd’hui, la concentration en gaz à effet de serre est de 370 ppmv,  elle est sortie de sa zone de variation naturelle. C’est que depuis le début de l’ère industrielle, l’homme a rejeté dans l’atmosphère du dioxyde de carbone (émis notamment lors de la combustion des hydrocarbures ou du charbon), du méthane (issu des rizières, des ruminants ou des décharges à ciel ouvert) et du protoxyde d’azote (qui provient des engrais azotés utilisés en agriculture et dans certaines industries), qui n’ont pu être entièrement absorbés par la nature. Ceci ne peut pas être sans conséquences sur la température moyenne de la Terre,  sur les climats des différentes régions de la Terre, sur le niveau des mers, sur les événements atmosphériques extrêmes, sur les écosystèmes en général.

Courbe 2 Scénarios de changement climatique au 21ème siècle

Le futur dépend de nos émissions de gaz à effet de serre
evolution-climat-vs-co2_0

La figure comporte une courbe, noire, qui se divise en deux courbes jaunes et rose, à la date d’aujourd’hui. Elles indiquent l’évolution de la température moyenne de la Terre dans les années à venir, selon deux scénarios d’émission de gaz à effet de serre.

Si  un effort spécial est fait pour réduire les émissions de CO2, la température pourra n’augmenter que de  2°C à la fin du siècle. Si aucun effort n’est fait  et que toutes les réserves de fossiles sont transformée en CO2, la température moyenne pourrait même monter de 4 °C environ au vu des réserves possibles de charbon et autres combustibles non conventionnels et polluants qui pourraient être utilisés (voir la partie du poster sur les stocks)

On a pu calculer que l’évolution à venir du climat jusqu’en 2030 est déjà fixé : il est dû aux gaz à effet de serre qui ont déjà été rejetés dans l’air : il faut 100 ans pour que 50 % du carbone rejeté dans l‘air soit absorbé par les océans.  Ce qui n’est pas absorbé ainsi reste encore plus longtemps dans l’air.  Même si  l’humanité s’arrêtait aujourd’hui d’émettre totalement du CO2, cela n’empêcherait pas la température d’augmenter encore pendant des années. C’est ensuite,  à partir de 2030 que l’évolution du climat dépendra de nos rejets de gaz à effet de serre à venir. Pour  limiter la hausse de température à 2 °C au cours  21éme siècle, les émissions mondiales de CO2 devraient descendre à 13 milliards de tonnes de CO2 par an en 2050, contre 30 aujourd’hui. Pour la France, cela signifie diviser par 4 ses émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050.

ours Les conséquences du changement climatique

Les conséquences du changement climatique en 2050 ou 2100 sont difficiles à prévoir avec exactitude. C’est un vaste sujet de recherche.

Depuis un siècle, la température moyenne de la Terre a augmenté de 0,8  °C, mais vers le Pôle Nord, la température a augmenté de 10 °C ! L’Europe et l’Afrique ne sont pas encore aussi touchées par la hausse des températures, mais commencent à subir des changements de leur climat (canicules, fortes pluies, évènements extrêmes).

Les conséquences du changement climatique  sont et seront multiples :
  • réchauffement de l’air et des eaux de mer,
  • augmentation de l’intensité et de la fréquence des vagues de chaleur,
  • modifications des débits et températures des rivières
  • recul de la banquise, et des glaciers,
  • augmentation du niveau des mers de 20 cm à 1 m en 2100.
  • Impacts sur les risques liés aux événements extrêmes,
  • Impacts variés sur la production agricole
  • déplacement d’espèces et d’écosystèmes.

Avec 2 °C de plus, en moyenne globale, une grande partie de la France aura peut être le climat qui règne aujourd’hui dans le sud de l’Espagne, avec des problèmes de canicule, de manque d’eau dans les rivières et au robinet, de production agricole.  Et avec 4 °C ? Tous ces changement demanderont des adaptations qui ont un coût important aussi bien pour les hommes que pour l’économie et l’environnement.

Courbe 1 Scénarios d’épuisement des stocks de combustibles fossiles

Les réserves d’énergie fossile constituent un stock limité.

Il existe plusieurs estimations des stocks d’énergie et plusieurs scénarios d’épuisement de ceux-ci. Parmi tous les scénarios de production d’énergie, celui de l’Association for Study of Peak Oil, (Aspo)6 est l’un des plus débattu. Le résultat principal de ce scénario est tracé en pointillé noir sur le graphe ci-dessous.

scenario_energie_0
  • en noir : production d’énergies fossiles par habitant et par an7.
  • en rouge : consommation  d’énergie totale (fossiles + renouvelables).
  • En pointillés : évolution future passant par un pic, vers ou avant 2020. L’incertitude sur cette courbe correspond à un décalage de celle-ci d’au moins 5 ans.
  • en vert : besoin en énergies renouvelables pour satisfaire la consommation totale.

On observe que la courbe noire, qui représente  la production rapportée à la population mondiale, plafonne vers ou avant 2020, puis décroit : la cause est que la production n’est plus capable de satisfaire la demande. 8

La zone verte indique le besoin en énergies renouvelables pour assurer une consommation mondiale (courbe rouge) de 18 Gtep en 2100 pour 10 milliards d’habitants (contre 12 Gtep aujourd’hui d’énergie primaire).

scenario-aie_0D’autres scénarios comme celui de l’Agence Internationale de l’Énergie (ci-dessus) considèrent que les combustibles liquides ne manqueront pas avant 2035 et même au-delà. Pourtant selon elle, l’extraction de pétrole conventionnel ne peut que diminuer. C’est qu’elle compte sur les réserves non conventionnelles. Celles-ci sont plus chères et leur extraction est plus polluante. Enfin, pour un prix encore plus élevé, il est aussi possible de produire de l’essence à partir de charbon, comme l’a fait l’Allemagne pendant la seconde guerre mondiale, ou l’Afrique du Sud. Les combustibles liquides ne sont donc pas prêts de manquer, mais à des prix bien plus élevés que le pétrole conventionnel.

Pour les émissions de CO2, une réduction d’un facteur 2 en 2050 au niveau mondial implique une réduction volontaire de la production plus rapide que celle qui est prédite (courbe noire pointillée) dans le scénario de l’ASPO.  Pour y arriver,  gaz et pétrole s’épuisant, il faudra laisser dans le sol charbon et bitumes lourds non conventionnels et polluants, grâce à des réductions de consommation et l’intervention des énergies durables.

 

besoin_energie_renouv Les conséquences de l’épuisement des réserves : la transition énergétique

Les besoins en énergie augmentent, les stocks d’énergies fossiles diminuent, et les énergies renouvelables ne sont pas prêtes pour les remplacer.  Nous entrons dans une période de transition, avec des énergies renouvelables qui doivent prendre progressivement le relais des énergies fossiles. Toute notre économie reposant sur les énergies fossiles, c’est dès  à présent qu’il faut développer des systèmes énergétiques propres et anticiper la pénurie. Si on l’attend sans la préparer, elles aura des effet brutaux  dans les régions les plus pauvres et dans les régions du monde qui sont dépendantes des importations, comme l’Europe9.

Cette période de transition vient de commencer, et devrait durer plusieurs décennies. L’enjeu est double : satisfaire le développement économique, et limiter les impacts environnementaux.

puce Compléments

puce Références

  1. Les polychlorobiphényles (PCB) sont des liquides plus ou moins visqueux insolubles dans l’eau qui peuvent pour certains perdurer des milliers d’années. Les PCB sont toxiques, y compris à faible dose en tant que perturbateurs endocriniens. En France, fabriquer et/ou utiliser des PCB est interdit depuis 1987. (Informations de Wikipédia) []
  2. Poissons contaminés aux PCB – – Empoisonnement alimentaire – Cancer – part 2/8 https://www.youtube.com/watch?v=9eur0IsXjI8 []
  3. voir par exemple

    []

  4. On trouve sur Internet différentes évaluations des risques, par exemple celle du groupe Climat d’une grande banque (en anglais) http://www.longfinance.net/programmes/london-accord.html?id=448, dans ce rapport

    http://www.longfinance.net/images/reports/pdf/dbcca_energymarkets_2011.pdf []

  5. ppmv : parties par millions en volume. Soit entre 0,180 et 0,290 millilitres de gaz à effet de serre par litre d’air []
  6. créée par Jean Laherrère, géologue et ancien directeur de la production chez Total. Les courbes indiquées sont extraites de son cours à l’école des mines à Sophia Antipolis en 2012. http://aspofrance.viabloga.com/texts/documents []
  7. Pour les calculs, le nombre d’habitants est fourni par les projections de l’UNESCO, qui prévoit une augmentation de la population de 7 milliards aujourd’hui, à 10 milliards de terriens en 2100. []
  8. Cette courbe indique la même décroissance que le PDG de Total, Christophe de Margerie, exprime fin 2012 dans le journal Le Monde : « Le niveau de production de pétrole devrait donc commencer à plafonner vers 2020-2025 » « Sachant que les énergies fossiles représentent aujourd’hui 81 % de la consommation mondiale d’énergie, cette part devrait passer à 74 % en 2035 », ce qui est compatible avec le graphe ci dessus qui est rapportée au nombre d’habitants : comme le nombre d’habitant augmente, la production par habitant plafonne avant 2020 []
  9. L’Europe achète plus de 600 milliards d’euros par an l’énergie qu’elle importe sous forme de carburants fossiles []

Le stock des combustibles fossiles s’épuise

Les sources d’énergie actuelles proviennent de stocks qui ne se renouvellent pas.
Poster 3

gars On brûle 13 milliards de litres de pétrole chaque jour dans le monde.

Soit  4 milliards de tonnes par an. En additionnant le gaz et le charbon, ce sont environ 12,7 milliard de « tonnes équivalent pétrole »  qui ont été consommés en 20101. C’est le double de la consommation de 1976.

CO2 et on rejette 1 000 tonnes de CO2 par seconde  !

Tous les combustibles fossiles ajoutent du CO2 à l’atmosphère 2

L’air contient du CO2 de façon naturelle, et il joue un rôle positif. Mais depuis le début de l’ère industrielle,  il y a environ deux siècles, on utilise une grande quantité de combustibles fossiles.

Quand on les fait brûler, ces combustibles rejettent l’énergie et  le carbone qu’ils avaient stockés. Leur carbone se combine à l’oxygène de l’air et forme du dioxyde de carbone (CO2), qui  est ajouté à l’atmosphère. A cause de la combustion du charbon, du gaz et du pétrole, le CO2 présent dans l’atmosphère a augmenté de 40%, et il commence à modifier le climat

Au niveau mondial, 30 milliards de tonnes de CO2sont rejetées chaque année dans l’air. En France,  ce rejet est de 6 tonnes par habitant et par an. Comme la Terre 3 ne peut en absorber  que 1,5 tonne, l’objectif, en France,  est de diviser par 4 nos émissions de gaz à effet de serre pour freiner le changement climatique.

origines L’origine lointaine des combustibles fossiles

Les combustibles fossiles ont été formés il y a des dizaines ou des centaines de millions d’années

Il y a très longtemps, alors que les hommes n’existaient pas encore, alors que les dinosaures n’existaient pas encore, il y a des centaines de millions d’années, une importante quantité de biomasse terrestre  (végétaux)  et marine (algues, le plancton marin, les petits animaux) a vu le jour.

Ces organismes ont besoin pour se développer,  de sels minéraux (les plantes les trouvent dans la terre), de l’air  (c’est là que se trouve le carbone sous forme de CO2) et de la lumière qui apporte de l’énergie 4. Une partie du carbone présent dans l’air s’est donc trouvé piégé dans la biomasse.

Ensuite, par endroit, une partie de la  biomasse morte a pu être recouverte, d’eau  ou de terre,  et  s’enfoncer progressivement dans le sol, à l’abri de l’air. Elle a été transformée sous l’effet de la température et la pression plus élevées sous Terre. Cela a pris des millions d’années (cliquer ici pour plus d’informations sur ces processus)

Selon la profondeur où elle est descendue, elle se trouve aujourd’hui sous  forme liquide, gazeuse,  ou solide :  pétrole, gaz naturel, charbon, ou autres produits moins purs si elle n’a pas été assez chauffée (cliquer ici pour plus d’informations sur les combustibles fossiles non conventionnels).  S’il se forme encore du charbon, du gaz ou du pétrole aujourd’hui, c’est à un rythme beaucoup trop lent pour remplacer ce que l’on utilise.

derrick Les stocks s’épuisent

Les sources d’énergies fossiles constituent donc des stocks  dans lesquels on puise pour assurer nos activités.  Comme ils ne se renouvellent pas, ils s’épuisent progressivement.  Les stocks de pétrole sont les premiers à s’épuiser.

Jusqu’au début des années 80, la quantité de pétrole découverte chaque année était supérieure à la consommation annuelle de pétrole.

Depuis les années 80, on n’a découvert que 3 champs de pétrole contenant plus d’un milliard de barils5 mais aucun d’entre eux n’est capable de produire plus de 200 000 barils/jour. Entre 1990 et 2000 les découvertes correspondaient à des réserves de 42 milliards de barils alors que la consommation durant la même période a été de 250 milliards de barils. Depuis cette période, excepté pour 2 années, la consommation mondiale a été tous les ans, supérieure aux quantités découvertes. On épuise donc lentement mais sûrement les réserves de pétrole conventionnel. On est dans la situation où les réserves connues de pétrole et de gaz  sont  comme une baignoire dans laquelle on puise sans arrêt. Mais le débit du robinet qui la remplit (ce que l’on découvre) est inférieur ce que l’on consomme.

Les gisements de pétrole et gaz conventionnels, extraits du sol de façon traditionnelle, commencent à s’épuiser.  D’autres ressources prennent le relais : pétrole et gaz non conventionnels (gaz de schistes aux USA notamment) qui demandent de nouvelles méthodes d’extraction, et les pétroles profondément enfouis sous les mers. Ils coûtent plus cher, sont plus risqués, et auront aussi une fin.

camenbert La domination des combustibles fossiles dans le monde

Plus de 80 % de l’énergie utilisée dans le monde provient  de ressources fossiles : le pétrole, le charbon et le gaz.

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La consommation énergétique mondiale est dominée par les combustibles fossiles que sont le pétrole, le charbon et le gaz. Ce sont des composés chimiques qui ont stocké de l’énergie solaire il y a des dizaines ou des centaines de millions d’années. Sans eux, la civilisation telle que nous la connaissons aujourd’hui ne serait pas la même. Charbon, pétrole et gaz représentent en effet 80 % de la consommation d’énergie mondiale qu’elle soit commerciale, c’est-à-dire avec échange d’argent, ou non commerciale comme le bois que l’on va ramasser gratuitement dans une forêt.

L’énergie non commerciale consiste essentiellement en bois de feu et déchets … qui sont largement utilisés dans les pays en voie de développement comme source d’énergie. Elle représente un peu plus de 10 % de l’énergie consommée dans le monde. Si l’on ne considère que l’énergie commerciale, la consommation mondiale en combustibles fossiles est proche de 85 %. C’est dire notre dépendance vis-à-vis de sources de sources d’énergies qui se sont rendues indispensables aux civilisations modernes.

Parmi les combustibles fossiles, 33 % sont du pétrole, 27 % du charbon et 20 % du gaz. Le pétrole domine pour plusieurs raisons. C’est un liquide,  pratique à transporter.  C’est une source d’énergie concentrée : environ 10 kWh par litre. Par rapport au bois sec, une même masse de pétrole contient environ 3 fois plus d’énergie. De plus, entre le puits de pétrole et son utilisation il n’y a pas trop de déperdition : pour obtenir 1 kWh disponible, il ne faut pas plus de 1,1 kWh, la différence  (0,1 KWh) étant consommée au cours des différentes étapes pour l’amener du puits au consommateur (extraction, transport, raffinage…)..

puce En France aussi

La France consomme elle aussi essentiellement des combustibles fossiles, en premier lieu du pétrole.

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L’énergie finale  –  celle que l’on paye : électricité, essence, fioul domestique, gaz en bombonne, bois …  se monte à  158 Millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) sont à 87 %  des énergies qui proviennent de stocks (énergies fossiles  67 % et  nucléaire 20 %). Seuls 13 % vient de sources renouvelables. C’est presque toute l’activité économique qui repose sur ce stocks d’énergie non renouvelables.

Par jour  et par personne, notre consommation d’énergie finale est de 7 kg équivalent pétrole, soit environ 80 kWh,   et c’est aussi la valeur moyenne de la consommation finale d’énergie en Europe.

Comme la France et la plupart des pays d’Europe  n’ont pas de ressources énergétiques suffisantes pour satisfaire ses besoins, ils doivent en  importer.  En 2011 la facture énergétique de la France a atteint 61,4 milliards d’euros, soit environ 1 000 € par personne. Cette dépense pour l’énergie achetée à l’étranger (pays du Golfe, Russie …) représente 88 % du déficit commercial de la France.

Il s’agit surtout  d’importations de pétrole (pour 80%). Pourtant, nous importons deux fois  moins de pétrole aujourd’hui qu’en 1973, 6 car  75 % de l’électricité française est produite par l’énergie nucléaire.

puce En France, 158 Mtep « finaux » correspondent à 266 Mtep « primaires », qui correspondent à peu près à ce qu’il faudrait utiliser comme pétrole ou gaz si le nucléaire et l’hydraulique n’existaient pas,   pour obtenir la même quantité d’énergie finale.

puce Références

  1. Chiffres clés et données statistiques

    []

  2. Les facteurs d’émission de dioxyde de carbone pour les combustibles Coeff CO2 Combustibles 080405 – Ademe []
  3. en fait, surtout l’océan []
  4. Le mécanisme s’appelle la « photosynthèse » []
  5. 1 baril vaut 159 litres []
  6. 134,9 millions de tonnes en 1973 contre 64,4 millions en 2011 []