Les énergies fossiles
Pétrole, gaz naturel et charbon : un héritage de plusieurs millions d’années
Le pétrole, le gaz naturel et le charbon sont des matières qui ont mis des centaines de millions d’années à se former. On les appelle énergies fossiles, car elles sont issues de roches situées dans le sous‑sol de la Terre. Elles brûlent très bien et peuvent être facilement stockées et transportées, ce qui en fait des sources d’énergie pratiques à utiliser.
Mais elles présentent deux très gros inconvénients :
- En brûlant, elles dégagent beaucoup de particules qui polluent l’atmosphère, dont le fameux dioxyde de carbone (CO2).
- Leur quantité sur la Terre est limitée.
Au rythme où l’humanité les utilise, nos réserves seront bientôt épuisées.
Carte d’identité
Sources
Pétrole, gaz naturel et charbon
Utilisation
Fabrication de combustibles et de carburants
Installations
Pétrole : derricks, oléoducs, plateformes pétrolières, raffineries
Gaz naturel : gazoducs, méthaniers
Charbon : mines de charbon, centrales thermiques
Catégorie
Énergie non-renouvelable
Impact sur l’environnement
Leur utilisation participe largement au réchauffement climatique
Danger
Marées noires, effondrement des mines de charbon
Production
Bonne constance
Rendement
pétrole : variable
gaz naturel : 90%
charbon : 40%
Espérance de vie
20-40 ans
Signe distinctif
Stockage et transport faciles, mais ressources limitées et importantes émissions de gaz polluants
En Suisse
1 raffinerie de pétrole à Cressier (NE)
Un peu d’histoire
Une utilisation récente
Cela fait moins de 200 ans que l’humanité utilise massivement les énergies fossiles ! Pendant longtemps, ces sources étaient peu connues et l’on ne savait pas s’en servir. Parfois, on tombait sur un gisement par hasard en creusant un puits et on se servait alors du pétrole pour alimenter des lampes.
Puits de feu
Il y a 2500 ans, les Chinois ont découvert les propriétés du gaz naturel en creusant des puits pour trouver de la saumure (du sel mélangé à de l’eau). Ils le transportaient dans des tubes de bambou et s’en servaient pour l’éclairage. Les gisements de gaz étaient appelés “puits de feu”.
La révolution industrielle
En Europe, c’est la Révolution industrielle (18e – 19e siècle) qui donne aux hydrocarbures une place centrale dans l’économie. Le formidable développement des usines, des machines et des transports doit tout aux énergies fossiles.
Comment utilise-t-on les énergies fossiles ?
Pétrole, gaz naturel et charbon sont des matières premières qui se trouvent dans le sous-sol de la Terre. Pour les récupérer, il s’agit donc de creuser sous la terre ou sous la mer !
Récupérer puis raffiner le pétrole
Le derrick : creuser la terre
Le derrick est une tour qui sert à creuser le sol pour aller chercher le pétrole. Il soutient de très grandes tiges creuses qui attaquent la roche. De la boue est injectée sous le sol, et lorsqu’elle remonte, elle emporte les morceaux de roche. Ainsi, le trou devient toujours plus grand et plus profond. Lorsqu’il atteint le gisement de pétrole, il n’y a plus qu’à pomper !
Les plateformes pétrolières : creuser sous l’eau
Les plateformes pétrolières servent à aller chercher du pétrole sous la mer. Elles peuvent être fixes ou flottantes. Les premières servent à explorer des eaux peu profondes (moins de 300 mètres). Les secondes permettent de faire des forages en haute mer. Certaines sont de véritables villes flottantes, sur lesquelles 300 personnes travaillent et cohabitent !
Les raffineries de pétrole
Lorsqu’il sort de terre, le pétrole « brut » est un liquide noir et visqueux qui ne peut pas être utilisé tel quel. Il doit être distillé dans une raffinerie : il est chauffé jusqu’à ce que les différentes substances qui le composent se séparent les unes des autres. Les plus lourdes restent au fond de la cuve, tandis que les plus légères s’évaporent.
Au fond, on trouve les matières les plus denses qui sont transformées en bitume ou en fioul. Celles qui sont situées au‑dessus sont transformées en carburants (diesel, kérosène ou essence). Le pétrole raffiné produit aussi des gaz (propane et butane), qui servent notamment au chauffage, ou alimentent les cuisinières à gaz.
En Suisse romande, il n’y a plus qu’une seule raffinerie, à Cressier, dans le canton de Neuchâtel. Le pétrole y arrive depuis Fos-sur-Mer (le port industriel de Marseille) par un oléoduc, un grand tuyau qui sert à le transporter. La raffinerie de Cressier produit près d’un quart des produits pétroliers consommés en Suisse.
Acheminer le gaz naturel
Le gaz naturel est principalement constitué de méthane, un gaz qui se dégage des organismes vivants lorsqu’ils se décomposent. Comment se fait‑il qu’on en trouve sous terre ? Comme le pétrole et le charbon, le gaz naturel trouve son origine dans la décomposition d’animaux et de végétaux morts depuis des millions d’années !
Le gaz naturel n’a presque pas besoin d’être transformé, on peut l’utiliser quasiment tel quel, pour produire du chauffage ou de l’électricité. On l’achemine à l’endroit où il sera utilisé par des tuyaux appelés « gazoducs », ou dans des bateaux appelés « méthaniers ».
Extraire le charbon dans des mines
Le charbon, aussi appelé houille, est récupéré dans des mines souterraines ou à ciel ouvert. Une fois récolté, s’il se trouve dans le sous‑sol, il doit être transporté vers des puits d’extraction pour être ramené à la surface. Avant d’être utilisé, il doit être nettoyé des impuretés. Le charbon alimente les centrales thermiques, il est aussi utilisé pour le chauffage domestique ou dans des chaudières industrielles. Il peut aussi servir dans la production d’électricité : on le brûle pour transformer de l’eau en vapeur qui actionne une turbine, qui permet de produire de l’électricité.
En savoir plus
La formation du charbon
La majorité du charbon qu’on utilise aujourd’hui s’est formé il y a 300 millions d’années. À cette époque, il y avait beaucoup de marécages et énormément d’arbres et de plantes. À leur mort, ces arbres et ces plantes se sont déposés au fond de l’eau et ont été recouverts par de la boue et d’autres débris végétaux. Enfouis profondément sous terre, ces matériaux se sont transformés, petit à petit, en charbon à cause de la chaleur et de la pression qu’ils subissaient.
Aujourd’hui, le charbon représente presque 40% de la production d’électricité dans le monde. Son inconvénient majeur est qu’il pollue l’air et rejette du CO2 dans l’atmosphère, ce qui contribue au changement climatique.
Et celle du gaz et du pétrole
Le gaz et le pétrole proviennent principalement d’algues et d’animaux microscopiques qui vivaient dans les mers et dans les océans et qui, à leur mort, se sont accumulés sur le fond. Enfouis à plus de 2000 mètres de profondeur, ceux-ci se sont lentement transformés en gaz et en pétrole. Il faut entre 1 et 100 millions d’années pour former du pétrole. Ensuite, des circonstances très particulières et très rares doivent être réunies pour que le gaz et le pétrole forment des réserves utilisables par les humains.
Des gisements de pétrole en … Suisse !
Il existe du pétrole dans le sous-sol suisse, les géologues le savent. Il y a même des régions où apparaissent des suintements bitumineux à la surface. Seulement, il n’a pas encore été possible d’extraire ces gisements en vue d’une utilisation industrielle. Cela dit, au Val-de-Travers (NE) un gisement d’asphalte avait été exploité de 1714 à 1986. Au total, plus de deux millions de tonnes en ont été extraites.
Les risques des énergies fossiles
Le transport du pétrole n’est pas sans danger. En cas d’accident, le pétrole peut s’écouler soit sur la terre, soit sur l’eau et polluer des régions entières (marées noires). Les centrales thermiques, qui produisent de l’électricité en brûlant des énergies fossiles, rejettent du CO2. Ces centrales peuvent être aujourd’hui équipées de systèmes pour capter le gaz carbonique, mais, pour le moment, peu d’entre elles en possèdent.