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1 Présentation générale des principales sources d énergies fossiles. Date : 19/09/2012 NOM / Name SIGNATURE Etabli / Prepared Vérifié / Checked Approuvé /Approved G J-L & R-SENE R.SENE R.SENE

2 Sommaire 1. Présentation des énergies fossiles Qu'est ce que les énergies fossiles? Le pétrole Le gaz Le charbon Avantages et inconvénients des énergies fossiles Les avantages des énergies fossiles Les inconvénients des énergies fossiles

3 1. Présentation des énergies fossiles L homme, au cours de son existence, s est créé une dépendance énergétique. En effet, dans sa vie quotidienne l homme en a constamment besoin : pour se chauffer, pour stocker la nourriture, pour s éclairer et pour manger. Cependant, même si la nature a stocké les combustibles fossiles pendant des centaines de millions d'années, ces derniers ne sont pas renouvelables et pour la plus part polluent notre monde! Depuis la révolution industrielle, nous avons, en effet, déjà utilisé une grande quantité d'énergies fossiles pour assurer notre développement économique. Au rythme où nous les consommons actuellement, il est pertinent de se demander combien de temps dureront ces réserves.. Evolution de la consommation des énergies fossiles. 1.1 Qu'est ce que les énergies fossiles? Les énergies fossiles, qui comprennent le charbon, le pétrole et le gaz sont issues de la matière vivante, végétale ou animale. Ces énergies contiennent du carbone dont la combustion fournit de l'énergie et génère du gaz carbonique. Elles sont présentes en quantité limitée et non renouvelable. Il existe de nombreuses énergies fossiles qui nous servent dans notre quotidien. En voici quelques exemples: 3

4 1.1.1 Le pétrole Sa formation est un processus complexe et au rendement très faible. Il est formé du plancton qui s'est déposé au fond des mers. En 2000, la production de pétrole brut mondiale était de 3,5 Gt. Voici les étapes de la formation du pétrole: La formation du pétrole C est un processus naturel qui a pris plusieurs millions d'années. Cependant, on remarque que tous les gisements ne contiennent pas le même pétrole. Ce phénomène, qui il faut le rappeler, est tout à fait exceptionnel, a débuté avec la mort d'organismes, qui enfouis et accumulés, donneront plus tard des hydrocarbures. Les réserves actuelles sont le résultat d'une série de longs processus: l'accumulation de matières organiques, la maturation de la matière organique et enfin le piégeage des hydrocarbures. Au cours de sa formation, le pétrole subit de nombreuses transformations chimiques et physiques. L'accumulation de matières organiques Tout d'abord, la matière organique est issue des êtres vivants. En effet, ils sont composés majoritairement de molécules de carbone, d'azote et d'oxygène. Ainsi, la matière organique, issue de diverses molécules plus ou moins complexes (lipides, protides, glucides) est très fragile. Cette matière organique est alors récupérée, puis séparée en plusieurs éléments, grâce à l'étape de la distillation. Cette dernière se nomme le raffinage. On obtient alors le naphta, l'essence, le kérosène et le diesel. Cependant, on remarque qu'une petite minorité de matière "morte" sédimente, c'est à dire qu'elle s'accumule en très grande quantité et s'enfouit à l'intérieur de la matière organique. Cette dernière est, dès lors, totalement séparée de la biosphère. Ce phénomène concerne surtout des environnements particuliers, tels que les deltas. Toutefois, on remarque que cette matière morte ne représente qu'une petite minorité. C'est durant ces périodes que ces sédiments, riches en matières organiques (et surtout en lipides) s'accumulent. Maturation de la matière organique On remarque, qu'au fur et à mesure que ces couches de sédiments se déposent au dessus de la structure riche en matière organique, la température de la "roche-mère" augmente considérablement. (La roche-mère est l'un des éléments qui compose le sol). Ensuite, grâce à la chaleur, la matière organique devient du kérosène: un "extrait sec" que l'on trouve sous la roche. De plus, si la température augmente suffisamment, (environ 50 C), ce dernier sera pyrolysé extrêmement lentement, c'est à dire qu'il va se décomposer très doucement. Le kérosène produit du pétrole et du gaz nature qui sont des matières riches en hydrogène. 4

5 Les principales sources d énergies fossiles Par Altech & SFM Afrique. Piégeage des hydrocarbures Puis, les hydrocarbures sont expulsés. En effet, ce sont des éléments très légers, moins lourds que l'eau, qui vont s'échapper à la surface de la Terre avant d'être oxydés. En effet, ils subiront un transfert d'électrons. Cependant, une minime quantité des hydrocarbures est piégée: elle se retrouve dans une zone perméable (généralement constituée de sable) qu'on appelle la roche réservoir. Toutefois, elle ne peut s'échapper à cause d'une couche imperméable composée majoritairement d'argile. La théorie du pétrole abiotique. Cette théorie fut défendue par les Soviétiques dans les années 1950 et Elle est censée expliquer l'origine chimique du pétrole dans les couches profondes de la Terre. En effet, Nikolai Kudrytsev pensait que le pétrole s'était formé dans le manteau terrestre en utilisant de l'oxyde de fer II (FeO), du carbonate de calcium (CaCo3) et de l'eau (H2O). 5

6 Grâce au développement de l'industrie du pétrole, on a pu extraire des carburants liquides qui ont eux-mêmes permis la deuxième révolution industrielle. On considère, donc, le pétrole comme le successeur du charbon qui lui, avait permis la première révolution industrielle. Cependant, l'extraction du pétrole dégrade considérablement l'environnement en rejetant du Co2, ce qui en fait une énergie très discutée Le gaz Tout comme le pétrole, le gaz est issu d'un processus complexe. L'utilisation de celui-ci est assez récente et est actuellement en plein développement; on peut alors penser que cette croissance se poursuivra. La consommation mondiale du gaz en 2000 a été de 2,164 Gtep, ce qui représente 24,7% de la consommation mondiale d'énergie. Extraction et traitement du gaz naturel On regroupe souvent le pétrole et le gaz naturel car ils sont extraits des mêmes gisements ou des mêmes zones de production. L'étape de la recherche des gisements, c'est à dire l'exploration, et celle de l'extraction sont à peu près identiques à celles du pétrole. En effet, la plupart des gisements de gaz ont été trouvés lors d'expéditions dont l'objectif était de trouver du pétrole. L'extraction provoque la condensation des hydrocarbures C5 à C8. Voici les différents éléments récupérés. D'une part, les "condensats de gaz naturel", c'est à dire les liquides, sont extrêmement légers. D'autre part, on remarque que le reste est constitué d'hydrocarbures (C1 à C4, Co2 et He). Ces derniers sont à l'état gazeux, à température ambiante et emmenés par gazoduc vers les usines de gaz. Souvent proche des gisements ou des lieux de production on trouve des usines de gaz. Ce dernier est déshydraté puis séparé en plusieurs éléments: o Les hydrocarbures C2 et C4 sont vendus sous le nom de gaz de pétrole liquéfié (GPL). o Le CO2 est le plus souvent rejeté dans l'atmosphère. o Le gaz acide est vendu à l'industrie chimique. o L'hélium est séparé et commercialisé. Dans certain cas, il représente une addition très importante. o Les condensats et les GPL, qui ont une très grande valeur marchande, sont exploités prioritairement. L'utilisation du Gaz Le gaz naturel est l'une des énergies fossiles qui rejette le moins de Co2 dans l'atmosphère. De plus, on remarque même, que si sa combustion était parfaite et totale, il n'y aurait que des rejets d'eau et de dioxyde de carbone. 6

7 1.1.3 Le charbon Les principales sources d énergies fossiles Par Altech & SFM Afrique. C'est une énergie fossile formée à partir des végétaux engloutis par les eaux lors de bouleversements géologiques importants. Il contient des matières organiques et du carbone. C'est un excellent combustible très difficile à enflammer et qui libère beaucoup de chaleur. C'est une énergie relativement beaucoup utilisée puisqu'en 2000, la France a extrait 4,1 millions de tonnes de charbon. 2. Avantages et inconvénients des énergies fossiles Au rythme où nous utilisons les énergies non-renouvelables, il n'y en aura bientôt plus. En effet, quand l'on aura totalement utilisé les gisements les plus accessibles, cela deviendra trop cher d'exploiter les moins accessibles de manière rentable. 2.1 Les avantages des énergies fossiles. Les avantages du charbon sont les suivants : o C'est la seule forme d'énergie fossile qui est solide. o Il est disponible dans de nombreux pays. o Les gisements connus sont très importants. o Il permet de produire du gaz de houille et un grand nombre de produits chimiques carbonés ou hydrogénés. Les avantages du pétrole sont les suivants : o C'est une énergie disponible sur un peu tous les continents. o Son transport par bateau est facile et peu couteux. o La chimie du pétrole est très riche. En effet, grâce au pétrole, on peut obtenir des gaz tels que le méthane, le propane et le butane, des carburants tels que l'essence, le kérosène, le gazole et le fioul et des composés aromatiques. o C'est la forme d'énergie liquide la plus concentrée disponible actuellement. Les avantages du gaz naturel sont les suivants : o C'est une énergie disponible sur tous les continents. o La forme gazeuse du gaz nécessite une extraction qui consomme peu d'énergie. o Le traitement du gaz est pratiquement nul, on peut presque le consommer sous sa forme primaire. o C'est le combustible fossile le moins polluant, qui émet le moins de dioxyde de carbone. o On peut le transporter très facilement grâce à des gazoducs, des canalisations. 7

8 Planisphère représentant les gisements de pétrole, de charbon et de gaz naturel dans le monde. 2.2 Les inconvénients des énergies fossiles Les inconvénients du charbon sont les suivants : o C'est une énergie non-renouvelable et très couteuse à extraire. o C'est une énergie fossile très polluante surtout à cause de ses impuretés qui se dispersent dans l'atmosphère lors de sa combustion. o De plus, lors de sa combustion, c'est une énergie fossile qui libère beaucoup de dioxyde de carbone. Ce phénomène est à l'origine de l'accroissement de l'effet de serre. Les inconvénients du pétrole sont les suivants : o La recherche d'un nouveau gisement de pétrolier est une activité de plus en plus difficile qui est très couteux. o Son transport est à l'origine de nombreux polluants, en particulier des "marées noires". o Comme pour le charbon, sa combustion produit du dioxyde de carbone, qui libéré dans l'atmosphère, participe à l'accroissement de l'effet de serre. Les inconvénients du gaz naturel sont les suivants : o Il est dangereux car il peut devenir explosif lorsque certaines conditions de concentration et de température sont remplies. o Celui-ci est incolore et inodore. Il est donc indétectable par les sens humains. o Le gaz, est par nature, peu dense. 8

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