Pétrole

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Le pétrole (L. petroleum, du mot grec petra, roche, et du latin oleum, huile) est une roche liquide[1] d'origine naturelle, une huile minérale composée d'une multitude de composés organiques, essentiellement des hydrocarbures, piégé dans des formations géologiques particulières. L'exploitation de cette source d'énergie fossile et d'hydrocarbures est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le pétrole fournit la quasi-totalité des carburants liquides — fioul, gazole, kérosène, essence, GPL — tandis que le naphta produit par le raffinage est à la base de la pétrochimie, dont sont issus un très grand nombre de matériaux usuels — plastiques, textiles synthétiques, caoutchoucs synthétiques (élastomères), détergents, adhésifs, engrais, cosmétiquesetc. — et que les fractions les plus lourdes conduisent aux bitumes, paraffines et lubrifiants. Le pétrole dans son gisement est fréquemment associé à des fractions légères qui se séparent spontanément du liquide à la pression atmosphérique, ainsi que diverses impuretés comme le dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène, l'eau de formation et des traces métalliques.

Réserves mondiales de pétrole en 2010.

Types et qualité du pétrole

Chaque gisement pétrolier recèle une qualité particulière de pétrole, déterminée par la proportion relative en molécules lourdes et légères, mais aussi par la quantité d'impuretés. L'industrie pétrolière caractérise la qualité d'un pétrole à l'aide de sa densité API, correspondant à sa « légèreté » : un brut de moins de 10 °API est plus dense que l'eau et correspond à un bitume, tandis qu'une huile de plus de 31,1 °API correspond à un brut léger. Les pétroles compris entre 10 et 45 °API étaient dits conventionnels, tandis qu'en dehors de cet intervalle les pétroles étaient dits non conventionnels ; cette définition est néanmoins évolutive car les technologies actuelles permettent de traiter par des procédés standards des pétroles jusqu'alors considérés comme exotiques : les condensats, situés au-delà des 45 °API, en sont une bonne illustration.

Le pétrole non conventionnel constitue aujourd'hui un axe majeur du développement de l'industrie pétrolière, en premier lieu à travers le pétrole brut de synthèse issu des schistes bitumineux et des sables bitumineux, dont les plus connus sont les sables bitumineux de l'Athabasca, dans l'Alberta, au Canada : ce pays possède en effet de modestes réserves de brut conventionnel, estimées à un peu moins de 5,4 milliards de barils, mais les plus importantes réserves connues de sable bitumineux, estimées fin 2008 à plus de 172 milliards de barils — l'étendue exacte des réserves prouvées du Venezuela est encore débattue. Si les quantités sont impressionnantes, la rentabilité économique de l'exploitation de ces gisements est en revanche sensiblement inférieure à celle des gisements de brut conventionnel du Moyen-Orient, avec des coûts d'exploitation de 10 à 14 CAD par baril[2] contre quelques USD par baril en Arabie saoudite — les chiffres sont assez variables à ce sujet. En 2011, le cours du baril à proximité de 100 USD rend toutes ces opérations très rentables.

D'autres variétés de pétrole non conventionnelles sont également investiguées, telles que le charbon liquéfié, l'essence synthétique et les pétroles issus de la biomasse.

En décembre 2009, la production mondiale de pétrole s'est élevée à 83,88 millions de barils par jour[3], répartis essentiellement entre la Russie (12,3 %), l'Arabie saoudite (9,84 %), les États-Unis (8,95 %), la Chine (4,73 %), l'Iran (4,47 %), la CEI hors Russie (3,84 %), le Mexique (3,49 %), le Brésil (2,98 %) et l'Irak (2,90 %).

Géologie

Formation

Le pétrole est un produit de l'histoire géologique d’une région[4], et particulièrement de la succession de trois conditions :

  • L'accumulation de matière organique, végétale essentiellement ;
  • Sa maturation en hydrocarbures ;
  • Son emprisonnement.

Ensuite, comme un gisement de pétrole est entraîné dans la tectonique des plaques, l’histoire peut se poursuivre. Il peut être enfoui plus profondément et se pyrolyser à nouveau, donnant un gisement de gaz naturel - on parle alors de « gaz thermogénique secondaire », par opposition au « gaz thermogénique primaire » formé directement par pyrolyse du kérogène. Le gisement peut également fuir, et le pétrole migrer à nouveau, vers la surface ou un autre piège.

Il faut ainsi un concours de circonstances favorables pour que naisse un gisement de pétrole (ou de gaz), ce qui explique d’une part que seule une infime partie de la matière organique formée au cours des ères géologiques ait été transformée en énergie fossile et, d’autre part, que ces précieuses ressources soient réparties de manière très disparate dans le monde.

Accumulation de matière organique

En règle générale, la biosphère recycle la quasi-totalité des sous-produits et débris. Cependant, une petite minorité de la matière « morte » sédimente, c’est-à-dire qu’elle s'accumule par gravité et est enfouie au sein de la matière minérale, et dès lors coupée de la biosphère. Ce phénomène concerne des environnements particuliers, tels que les endroits confinés (milieux paraliques : lagunes, deltas…), surtout en milieu tropical et lors de périodes de réchauffement climatique intense (comme le silurien, le jurassique et le crétacé), où le volume de débris organiques excède la capacité de « recyclage » de l’écosystème local. C’est durant ces périodes que ces sédiments riches en matières organiques (surtout des lipides) s’accumulent.

Maturation de la matière organique

Au fur et à mesure que des couches de sédiments se déposent au-dessus de cette strate riche en matières organiques, la « roche-mère » ou « roche-source », croît en température et en pression. Dans ces conditions, la matière organique se transforme en kérogène, un « extrait sec » disséminé dans la roche sous forme de petits grumeaux. Si la température devient suffisante (le seuil est à au moins 50 °C, généralement plus selon la nature de la roche et du kérogène), et si le milieu est réducteur, le kérogène sera pyrolysé, extrêmement lentement.

Le kérogène produit du pétrole et/ou du « gaz naturel », qui sont des matières plus riches en hydrogène, selon sa composition et les conditions d’enfouissement. Si la pression devient suffisante, ces fluides s’échappent, ce qu’on appelle la migration primaire. En général, la roche source a plusieurs dizaines, voire centaines de millions d’années quand cette migration se produit. Le kérogène lui-même reste en place, appauvri en hydrogène.

Piégeage des hydrocarbures

Quant aux hydrocarbures expulsés, plus légers que l’eau, ils s’échappent en règle générale jusqu’à la surface de la Terre où ils sont oxydés, ou bio dégradés (ce dernier cas donne des sables bitumineux), mais une minime quantité est piégée : elle se retrouve dans une zone perméable (généralement du sable, des carbonates ou des dolomites) qu’on appelle la « roche-réservoir », et ne peut s’échapper à cause d’une couche imperméable (composée d’argile, de schiste et de gypse), la « roche piège » formant une structure-piège.

Il existe plusieurs types de pièges. Les plus grands gisements sont en général logés dans des pièges anticlinaux. On trouve aussi des pièges sur faille ou mixtes anticlinal-faille, des pièges formés par la traversée des couches par un dôme salin, ou encore créés par un récif corallien fossilisé.

Théorie du pétrole abiotique

La théorie du pétrole abiotique (aussi connue sous la dénomination anglaise de modern Russian-Ukrainian theory) fut essentiellement soutenue par les Soviétiques dans les années 1950 et 1960. Son principal promoteur, Nikolai Kudryavtsev, postulait la formation de pétrole dans le manteau terrestre à partir d'oxyde de fer II (FeO), de carbonate de calcium (CaCO3) et d'eau. Il indiquait également que cette réaction devait théoriquement se produire si la pression est supérieure à 30 kbar (correspondant aux conditions qui règnent naturellement à une profondeur supérieure à 100 km dans le manteau terrestre).

Rendue obsolète au fur et à mesure que la compréhension des phénomènes géologiques et thermodynamiques en jeu progressaient[5], la théorie du pétrole abiotique reste marginale au sein de la communauté scientifique. En pratique, elle n'a jamais pu être utilisée avec succès pour découvrir de nouveaux gisements.

Classifications des pétroles

On distingue les pétroles en fonction de leur origine et donc de leur composition chimique. Le mélange d’hydrocarbures issu de ce long processus comprend des chaînes carbonées linéaires plus ou moins longues, ainsi que des chaînes carbonées cycliques naphténiques ou aromatiques.

Il est aussi possible de distinguer les différents types de pétrole selon leur densité, leur fluidité, leur teneur en soufre et autres impuretés (vanadium, mercure et sels) et leurs proportions en différentes classes d’hydrocarbures. Le pétrole est alors paraffinique, naphténique ou aromatique.

On classe aussi les pétroles selon leur provenance (golfe Persique, mer du Nord, Venezuela, Nigeria), car le pétrole issu de gisements voisins a souvent des propriétés proches.

Il existe des centaines de bruts de par le monde ; certains servent d'étalon pour établir le prix du pétrole d’une région donnée : les plus utilisés sont l'Arabian Light (brut de référence du Moyen-Orient), le Brent (brut de référence européen) et le West Texas Intermediate (WTI, brut de référence américain).

Selon sa provenance, le brut peut contenir du gaz dissous, de l’eau salée, du soufre et des produits sulfurés (thiols, mercaptans surtout). Il a une composition trop riche pour être décrite en détail. Il faut distinguer simplement trois catégories de brut :

  • À prédominance paraffinique : les hydrocarbures linéaires sont les plus abondants ; ces bruts sont les plus recherchés car ils donnent directement une grande proportion de produits légers comme l'essence et le gazole ;
  • À prédominance naphténique : avec beaucoup d'hydrocarbures à cycle saturé ;
  • À prédominance aromatique : les hydrocarbures présentant un cycle carboné insaturé sont plus abondants.

De plus, il existe des bruts aptes à faire du bitume, ce sont des bruts très lourds de type Boscan, Tia Juana, Bachaquero ou Safaniyah. Les deux principaux critères pour classer les centaines de bruts différents qui existent sont la densité et la teneur en soufre, depuis le plus léger et le moins sulfureux (qui a la plus haute valeur commerciale) qui est du condensat, jusqu’au plus lourd et au plus sulfureux qui contient 90 % de bitume environ : c’est un brut d’Italie.

Histoire

Article détaillé : Histoire du pétrole.
Feu grégeois, qui contenait peut-être du kérosène, obtenu à partir de la distillation du pétrole.
Source et ruisseau bitumeux du Puy de la Poix, sur la commune de Clermont-Ferrand (France).
Production mondiale de pétrole depuis 1900.

Le pétrole est connu et utilisé depuis la plus haute Antiquité. Il forme des affleurements[6] dans les lieux où il est abondant en sous-sol ; ces affleurements ont été utilisés de nombreuses façons : calfatage des bateaux[7], ciment pour le pavage des rues, source de chauffage et d'éclairage, et même produit pharmaceutique. Sa distillation, décrite dès le Moyen Âge, donne un intérêt supplémentaire à ce produit pour les lampes à pétrole.

À partir des années 1850, le pétrole fait l'objet d'une exploitation et d'une utilisation industrielle. Il est exploité en 1857 en Roumanie, et en 1859 aux États-Unis, dans l'État de Pennsylvanie. À partir de 1910, il est considéré comme une matière première stratégique, à l'origine de la géopolitique du pétrole. La période 1920-1970 est marquée par une série de grandes découvertes de gisements, particulièrement au Moyen-Orient, qui fait l'objet de toutes les convoitises. Les marchés des produits pétroliers se développent également ; outre les carburants comme l'essence, le gazole et le fioul lourd, qui accompagnent l'essor des transports dans leur ensemble, l'industrie pétrolière génère une myriade de produits dérivés, au nombre desquels les matières plastiques, les textiles et le caoutchouc artificiels, les colorants, les intermédiaires de synthèse pour la chimie et la pharmacie. Ces marchés permettent de valoriser la totalité des composants du pétrole. En 1970, la production de pétrole des États-Unis atteint un maximum, qu'avait prédit le géophysicien Marion King Hubbert.

La période 1973-1980 marque l'histoire du monde avec les premier et deuxième chocs pétroliers. À partir de 1986, le contre-choc pétrolier voit le prix du baril s'effondrer. En 2003, le prix du baril remonte, en dépit d'une production toujours assurée et d'une relative paix mondiale, à cause de la spéculation sur les matières premières en général ; quand cette spéculation s'arrêtera brutalement en 2008, le prix du baril suivra cette évolution spectaculaire. Les années 2000 voient plusieurs nouveaux géants du secteur public dans les BRICS, comme Petrobras et Petrochina, réaliser les plus grandes introductions en Bourse de l'histoire du pétrole, avec des valorisations symboles de la confiance des investisseurs dans leur croissance.

Économie

La production de pétrole en 2002[8].

Les unités couramment utilisées pour quantifier le volume de pétrole sont les Mbbls ou Gbbls pour les réserves mondiales, les Mbbls/j pour la production, « bbls » signifiant « blue barrels », les préfixes « M » et « G » signifiant respectivement million et milliard (méga et giga). Un baril représente exactement 42 gallons, soit 158,987 litres. Cette unité, bien qu’universellement utilisée pour le pétrole, n’est pas une unité légale, même aux États-Unis. À titre d’exemple, le plus grand réservoir connu de pétrole, Ghawar, contient environ 70 Gbbls extractibles et la production mondiale est de 81 Mbbls, c’est-à-dire 12,9 milliards de litres, par jour.

Réserves pétrolières

Article détaillé : Réserve pétrolière.
Réserves prouvées de pétrole en 2009[9].

Les réserves pétrolières désignent le volume de pétrole récupérable, à partir de champs de pétrole découverts, sur la base des contraintes économiques et techniques actuelles. Ce volume se base sur l'estimation de la quantité de pétrole présente dans des champs déjà connus, affectée d'un coefficient minorant dépendant de notre capacité à extraire du sol ce pétrole. Ce coefficient dépend de chaque champ, il peut varier de 10 à 50 %, avec une moyenne mondiale de l'ordre de 35 % en 2009.

Les réserves sont rangées dans différentes catégories, selon leur probabilité d'existence dans le sous-sol : réserves prouvées (probabilité de plus de 90 %), réserves probables (de 50 à 90 %) et réserves possibles (de 10 à 50 %).

On distingue également différentes sortes de réserves en fonction du type de pétrole : pétrole conventionnel ou pétroles non conventionnels. Les pétroles non conventionnels sont essentiellement constitués des huiles extra-lourdes, des sables asphaltiques, et des schistes bitumineux. La rentabilité des gisements de pétrole non conventionnel est incertaine, car la quantité d'énergie nécessaire à leur extraction est plus importante.

En général, les chiffres de réserves correspondent aux réserves prouvées de pétrole conventionnel. Ainsi, en 2005, les réserves mondiales de pétrole conventionnel étaient estimées à 1200 milliards de barils selon les chiffres de British Pétroleum[10].

La quantité de réserves dépend d'estimations très variables dans leur qualité et leur ancienneté. Elles sont donc remises à jour chaque année, au fur et à mesure que des informations plus précises sont apportées sur les gisements déjà découverts. Toutefois, les réserves des pays de l'OPEP, qui représentent les trois quarts des réserves mondiales, sont sujettes à caution, car d'une part elles ont été artificiellement augmentées dans les années 1980, et d'autre part, les quantités de réserves annoncées par ces pays ne varient pas depuis cette augmentation malgré l'absence de découvertes majeures[11]. Ainsi, les réserves totales de onze pays de l'OPEP en 2003 varient entre 891 milliards de barils selon l'OPEP et 491 milliards de barils selon Colin Campbell, expert à l'ASPO[12].

La courbe d'évolution des réserves dépend en outre de la façon dont les mises à jour sont comptabilisées dans le temps. Si les mises à jour sont comptabilisées à la date de découverte du gisement, les réserves sont dites backdated. Selon cette méthode d'estimation, préconisée par les experts de l'ASPO, la quantité des réserves mondiales de pétrole décroît depuis l'année 1980[13].

Les réserves ne tiennent pas compte des régions pétrolifères non connues. En 2009, la découverte de pétrole non conventionnel dans la région de l'Orénoque au Venezuela avec une réserve de 513 milliards de barils, permettra de compenser en partie la diminution des réserves de pétrole conventionnel (voir réserves du Venezuela[14]).

Cependant, la tendance est à une diminution des découvertes de gisements depuis 1965. Aujourd'hui, les quantités de pétrole découvert chaque année représentent approximativement un tiers de la production mondiale[15]. Les dix premiers gisements mondiaux en termes de débit de production ont tous été découverts avant 1976[16]. Pour autant, selon une étude datant de juin 2012 publiée par l'université Harvard, la production de brut devrait largement augmenter ces prochaines années grâce notamment au pétrole non conventionnel[17].

Les pays producteurs

Les 20 plus gros producteurs en 2011[18],[19]. OPEP : Drapeau : OPEP
Pays Réserves Production Consommation Exportation (chiffre 2010)
Drapeau de l'Arabie saoudite Arabie saoudite Drapeau : OPEP 265,4 11,61 2,614 7,099
Drapeau de la Russie Russie 88,2 10,280 2,856 7,337
Drapeau des États-Unis États-Unis 30,9 7,841 18,835 -11,049
Drapeau de l'Iran Iran Drapeau : OPEP 151,2 4,321 1,824 2,475
Drapeau de la République populaire de Chine Chine 14,7 4,090 9,758 -4,835
Drapeau du Canada Canada 175,2 3,522 2,293 1,138
Drapeau des Émirats arabes unis Émirats arabes unis Drapeau : OPEP 97,8 3,322 0,671 2,363
Drapeau du Mexique Mexique 11,4 2,938 2,027 0,923
Drapeau du Koweït Koweït Drapeau : OPEP 101,5 2,865 0,438 2,174
Drapeau de l'Irak Irak Drapeau : OPEP 143,1 2,798 / 1,712
Drapeau du Venezuela Venezuela Drapeau : OPEP 296,5 2,720 0,832 1,732
Drapeau du Nigeria Nigeria Drapeau : OPEP 37,2 2,457 / 1,931
Drapeau du Brésil Brésil 15,1 2,193 2,653
Drapeau de la Norvège Norvège 6,9 2,039 0,253 2,146
Drapeau du Kazakhstan Kazakhstan 30,0 1,841 0,212 1,299
Drapeau de l'Angola Angola Drapeau : OPEP 13,5 1,746 / 1,878
Drapeau de l'Algérie Algérie Drapeau : OPEP 12,2 1,729 0,345 1,800
Drapeau du Qatar Qatar Drapeau : OPEP 24,7 1,723 0,238 1,070
Drapeau : Royaume-Uni Royaume-Uni 2,8 1,100 1,542 -0,109
Drapeau de la Libye Libye Drapeau : OPEP 47,1 0,479 / 1,510
Régions productrices de pétrole dans le monde. En 2009, l'Angola et l'Équateur faisaient partie de l'OPEP, l'Indonésie l'avait quittée.



Le tableau ci-contre décrit :

  • les principaux pays producteurs (par ordre décroissant de l'estimation de la production en 2011, avec quantités en Mbbls/j incluant le brut, les liquides de gaz naturel et le pétrole non conventionnel (voir l’article : Classification des hydrocarbures liquides), mais pas le gain de raffinage)[20]
  • les principaux pays exportateurs (valeurs estimations 2011)
  • les réserves en milliards de barils

La production mondiale est d’environ 85 Mbbls/j, dont 34 proviennent des pays membres de l’OPEP Drapeau : OPEP incluant en 2011 : Algérie, Libye, Angola, Nigeria, Arabie saoudite, Émirats arabes unis, Koweït, Iran, Iraq, Qatar, Venezuela, Équateur.

Certains importants pays producteurs de pétrole, dont certains sont exportateurs nets, ne sont pas membres de l'OPEP. C'est le cas du Canada, du Soudan, du Mexique, du Royaume-Uni, de la Norvège, des États-Unis, de la Russie et d'Oman[21].

Pays consommateurs

En 2007, les principaux pays consommateurs sont, en millions de tonnes/an (millions de barils/jour)[22]:


Quelques quantités remarquables par groupes de pays :

  • Union européenne : 703,9 (14,86), ce qui est relativement peu pour l’importance économique de cette zone.
  • Afrique : 138,2 (3,96), soit moins de 4,6 % de la consommation mondiale.

Exploration et production du pétrole

Plate-forme pétrolière : un des symboles de cette puissante industrie.

L’industrie pétrolière se subdivise schématiquement en « amont » (exploration, production) et en « aval » (raffinage, distribution).

L’exploration, c’est-à-dire la recherche de gisements, et la production sont souvent associées : les États accordent aux compagnies des concessions, pour lesquelles ces dernières assument le coût de l’exploration, en échange de quoi elles exploitent (pour une certaine durée) les gisements trouvés. Les mécanismes financiers sont variés : prêts à long terme, participation au capital, financement via des emprunts faits auprès de banques nationales, etc.

L’exploration commence par la connaissance géologique de la région, puis passe par l’étude détaillée des structures géologiques (principalement par imagerie sismique, même si la magnétométrie et la gravitométrie peuvent être utilisées) et la réalisation de puits. On parle d’exploration « frontière » lorsque la région n’a pas encore de réserve mondiale prouvée, le risque est alors très élevé mais le prix d’entrée est faible, et le retour peut être important.

La production, ou plutôt l’extraction du pétrole, peut être une opération complexe : pour maximiser la production finale, il faut gérer un réservoir composé de différents liquides aux propriétés physico-chimiques très différentes (densité, fluidité, température de combustion et toxicité, entre autres). Au cours de la vie d’un gisement, on ouvre de nouveaux puits pour accéder aux poches restées inexploitées. En règle générale, on injecte de l’eau et/ou du gaz dans le gisement, via des puits distincts de ceux qui extraient le pétrole. Une mauvaise stratégie d’exploitation (mauvais emplacement des puits, injection inadaptée, production trop rapide) peut diminuer de façon irréversible la quantité de pétrole extractible. Par exemple, l'interface entre la nappe de pétrole et celle d’un liquide chargé en soufre peut être brisée par simple brassage, polluant ainsi le pétrole.

Contrairement à une image répandue, un gisement de pétrole ne ressemble en rien à un lac souterrain. En effet, mélangé à de l'eau ainsi qu'à du gaz dissous, le pétrole occupe, en fait, les interstices microscopiques de la roche poreuse. Comparer un gisement à une éponge serait surement plus approprié ; une éponge très rigide, évidemment, puisqu'il est question d'un gros caillou[23].

Au cours des dernières décennies, l’exploration et la production se font en proportion croissante en offshore : l’onshore, plus facile d’accès, a été exploité le premier. La loi de Ricardo s’applique très bien au pétrole, et, en règle générale, le retour sur investissement tend à diminuer : les gisements sont de plus en plus petits, dispersés, et difficiles à exploiter. Il y a bien sûr des exceptions, comme dans des pays où l’exploration a longtemps été paralysée pour des raisons politiques.

Industrie aval

Articles détaillés : Raffinage du pétrole et pétrochimie.

Le raffinage consistait simplement, à l’origine, en la distillation du pétrole, pour séparer les hydrocarbures plus ou moins lourds. La distillation sous pression atmosphérique s’est vue complétée d’une distillation sous vide, qui permet d’aller plus loin dans la séparation des différents hydrocarbures lourds. Au fil du temps, nombre de procédés ont été ajoutés, dans le but de maximiser la production des coupes les plus profitables (essence et gazole, entre autres) et de diminuer celle de fioul lourd, ainsi que de rendre les carburants plus propres à l’emploi (moins de soufre, de particules et de métaux lourds). Ces procédés, qui notamment comprennent le reformage, le désasphaltage, la viscoréduction, la désulfuration, l’hydrocraquage, consomment de l'énergie.

Ces procédés continuent à se multiplier, les raffineurs devant satisfaire des exigences de plus en plus grandes sur la qualité des produits (du fait de l’évolution de la structure du marché et des normes environnementales) alors que la qualité des pétroles bruts tend à diminuer, les pétroles plus lourds et plus riches en soufre représentant une part accrue de la production. Une autre évolution importante est la valorisation améliorée des gaz (GPL) et des solides (cokes de pétrole, asphalte) coproduits par le raffinage.

Les raffineries sont en général des infrastructures considérables, traitant des dizaines, voire des centaines de milliers de barils/jour. En France, il existe onze raffineries, dont cinq (représentant 55 % de la capacité) sont contrôlées par Total. Les raffineries alimentent directement les réseaux de distribution de carburants, et la pétrochimie avec des produits de base.

Le transport du pétrole, tant du brut que des produits raffinés, utilise principalement les pétroliers et les oléoducs pour les grandes distances et les volumes importants. Le transport par chemin de fer, par barge en eau douce et par camion est surtout utilisé pour la distribution finale des produits. Le transport du pétrole est à lui seul un secteur économique important : ainsi, les pétroliers représentent environ 35 % du tonnage de la marine marchande mondiale[24].

Raffinerie ExxonMobil à Baton Rouge

Compagnies pétrolières

Les grandes compagnies pétrolières internationales.
Voir ou créer l'article : Liste de compagnies pétrolières.

L’industrie pétrolière est un pilier de l’économie mondiale : sur les dix plus grandes sociétés privées de la planète en 2006, cinq sont des compagnies pétrolières[25]. De plus, certaines compagnies nationales dépassent largement la taille de ces majors privées. En effet, il existe plusieurs sortes de compagnies pétrolières :

  • Les grandes compagnies privées multinationales et verticalement intégrées (c’est-à-dire concentrant tout ou partie des activités d’exploration, production, raffinage, et distribution), dites « majors », telles que ExxonMobil, Shell, BP, Total et Chevron.
  • Les raffineurs, qui détiennent l’aval (raffineries et éventuellement stations-service) comme le suisse Petroplus.
  • Les indépendants, qui cherchent et produisent du brut pour le vendre à des raffineurs. Certaines sont des compagnies très importantes et agissent sur plusieurs continents, comme Anadarko, d’autres sont beaucoup plus petites, avec à l’extrême des compagnies familiales ne gérant qu’un puits ou deux (au Texas notamment).
  • Les compagnies nationales, qui sont assez diverses. Pemex (Mexique) et Aramco (Arabie saoudite), par exemple, ont un monopole de la production dans leur pays, et se comportent comme un organe du gouvernement. D’autres, comme Sonatrach (Algérie), Petronas (Malaysie), Petrobras (Brésil) ou Statoil (Norvège) cherchent une expansion internationale, et se comportent presque comme des « majors » bien que leurs capitaux soient (en tout ou partie) publics. En termes de production de pétrole, Aramco équivaut à quatre fois ExxonMobil, première compagnie privée par le chiffre d’affaires. Enfin, certains petits pays producteurs ont une compagnie nationale qui n’a guère d’activité industrielle et a surtout pour rôle de commercialiser la part de la production revenant à l’État.

Consommation

Article détaillé : Distribution du pétrole.

Le pétrole sert dans tous les domaines énergétiques, mais c’est dans les transports que sa domination est la plus nette. Seul le transport ferroviaire est en grande partie électrifié, pour tous les autres moyens de transports, les alternatives sont marginales et coûteuses, et ont un potentiel de croissance limité. En 2002, selon le FMI[26], 48 % des produits pétroliers sont employés dans ce secteur, et cette part continue à augmenter.

La situation est différente pour la production d’électricité à partir du pétrole, où sa part a constamment diminué depuis plus de 30 ans, étant à moins de 8 % en 2006. Le charbon, le gaz naturel, le nucléaire et les énergies renouvelables s’y sont largement substitués, sauf pour des cas particuliers (pays producteurs disposant de pétrole bon marché, îles et autres endroits difficiles d’accès). De plus, le pétrole utilisé dans la production d’électricité est en majorité du fioul lourd, difficile à employer dans d’autres domaines (excepté la marine) sans transformation profonde.

L’agriculture ne représente qu’une fraction modeste de la consommation de pétrole, mais c’est peut-être ce secteur qui crée la dépendance la plus vitale. Parmi les engrais fréquemment utilisés, c'est-à-dire ceux basés sur l'azote, le phosphore et le potassium (N, P, K), les engrais azotés sont synthétisés à partir de gaz naturel.

Plus la demande est importante, plus il y a d’investissements dans la recherche pétrolière, permettant ainsi de développer de nouveaux champs pétrolifères. Cependant les réserves sont limitées et seront épuisées à terme.

Commerce du pétrole et des produits pétroliers

Article détaillé : Marchés pétroliers.

La valeur d’un pétrole brut dépend de sa provenance et de ses caractéristiques physico-chimiques propres qui permettent, après traitement, de générer une plus ou moins grande quantité de produits à haute valeur marchande. Pour simplifier, on peut dire que plus le brut est léger (c’est-à-dire apte à fournir, après traitement, une grande quantité de produits à forte valeur marchande) et moins il contient de soufre, plus il vaut cher. Dans une moindre mesure, la distance entre l’endroit où est vendu le pétrole et les régions importatrices intervient également.

Les acteurs du marché cherchant à se protéger des fluctuations de cours, le NYMEX introduit en 1978 les contrats futures sur le fioul domestique (heating oil).

Impacts du pétrole

Le développement de l’industrie pétrolière a fourni les carburants liquides qui ont permis la deuxième révolution industrielle et a donc considérablement changé le cours de l’Histoire. En ce sens, le pétrole est véritablement le successeur du charbon, qui avait rendu possible la première révolution industrielle. Son utilisation est également source de controverses, car ses utilisations conduisent l'homme à dégrader l'environnement.

Économie

Le pétrole étant le plus gros commerce international de matières de la planète en valeur (et en volume), il a un poids important sur les équilibres commerciaux. Les grands pays producteurs disposent de recettes telles que leurs gouvernements ont souvent un excédent public à placer, qui leur donne un poids financier important. Par exemple, vers 1998, la Russie avait une dette publique très importante et semblait proche de la cessation de paiement. Depuis, la hausse du prix de pétrole et celle de sa production lui ont permis d’engranger des recettes fiscales telles que la dette a été pratiquement remboursée et que le pays a la troisième réserve de devises au monde en 2006[27].

Article détaillé : Pétrodollar.

Les fluctuations du prix du pétrole ont un impact direct sur le budget des ménages, donc sur la consommation dans les pays développés. Elles influent aussi, en proportion variable, sur le prix de tous les biens et services, car tous sont produits en utilisant du pétrole, matière première ou source d'énergie.

La découverte de réserves de pétrole dans un pays est souvent perçue comme bénéfique pour son économie. Toutefois, l’afflux soudain de devises est parfois mal géré (voir syndrome hollandais), il peut encourager la corruption et les ingérences étrangères. L’effet réel est donc souvent plus ambivalent, surtout pour les pays les plus pauvres, au point que l'on parle de malédiction pétrolière[28],[29],[30],[31].

Société

Article détaillé : Dépendance au pétrole.

Devenu indispensable à la vie quotidienne dans la plupart des pays développés, le pétrole a un impact social important. On a vu des émeutes parfois violentes dans certains pays à la suite de hausses de prix. En 2006, certains syndicats français demandent l’instauration d’un « chèque transport » pour aider les salariés qui se déplacent beaucoup à faire face au prix des carburants, qui est constitué pour les deux tiers, au moins' de taxes.

Dans les pays développés, une hausse du prix du pétrole se traduit par un accroissement du budget consacré à la voiture, mais dans les pays les plus pauvres, elle signifie moins d’éclairage et moins d’aliments chauds, car le kérosène est souvent la seule source d’énergie domestique disponible.

Outre que le pétrole est utilisé dans toutes les industries mécanisées comme énergie de base, ses dérivés chimiques servent à la fabrication de toutes sortes de produits, qu’ils soient hygiéniques (shampooing), alimentaires, de protection, de contenant (matière plastique), tissus, etc. Ce faisant, le pétrole est devenu indispensable et par conséquent très sensible stratégiquement.

Environnement

Nettoyage des côtes de la baie du Prince William, en Alaska, après le naufrage du pétrolier Exxon Valdez.
Articles détaillés : Réchauffement climatique et Pollution.

L’impact environnemental le plus inquiétant du pétrole est l’émission de dioxyde de carbone résultant de sa combustion comme carburant. La combustion libère dans l’atmosphère d’autres polluants, comme le dioxyde de soufre (SO2), mais ceux-ci peuvent être maîtrisés, notamment par la désulfuration des carburants, ou des suies. On estime cependant que si le pétrole est plus polluant que le gaz naturel, il le serait nettement moins que le charbon et les sables bitumineux.

L’extraction pétrolière elle-même n’est pas sans impact sur les écosystèmes locaux même si, comme dans toute industrie, les risques peuvent être réduits par des pratiques vigilantes. Néanmoins, certaines régions fragiles sont fermées à l’exploitation du pétrole, en raison des craintes pour les écosystèmes et la biodiversité. Enfin, les fuites de pétrole et de production peuvent être parfois désastreuses, l’exemple le plus spectaculaire étant celui des marées noires. Les effets des dégazages ou même ceux plus cachés comme l’abandon des huiles usagées ne sont pas à négliger.

Notons enfin que le pétrole peut être cancérigène sous certaines formes, et que les conséquences géologiques sous forme de séismes induits sont très peu étudiées.

Sciences et techniques

Articles détaillés : Géophysique, Gravimétrie, Sismique et Diagraphie.

L’exploration et l'exploitation pétrolières ont exigé le progrès de nombreuses sciences et technologies pour leur développement, et particulièrement en géophysique. La gravimétrie, la sismique et la diagraphie (logging) ont été développés pour l'exploration pétrolière dès les années 1920. La production a exigé de la sidérurgie des matériaux résistants aux gaz acides (gaz de Lacq), aux pressions et températures. L'industrie pétrolière est un terrain d'essai exigeant pour de nombreuses technologies naissantes, qui se révèleraient trop chères dans d'autres domaines : diamant synthétique pour les trépans, positionnement dynamique des navires, etc.

Géopolitique

Géopolitique du pétrole.
Article détaillé : Géopolitique du pétrole.

Depuis le tout début du XXe siècle, le pétrole est devenu une donnée essentielle de la géopolitique. La dépendance des pays développés envers cette matière première est telle, que sa convoitise a déclenché, ou influé sur le cours de plusieurs guerres ; les guerres civiles sur fond de gisement pétrolier ne se comptent plus. L’approvisionnement en pétrole des belligérants a plusieurs fois influé sur le sort des armes, comme lors des deux guerres mondiales.

Culture et symbolique

Le pétrole est devenu un symbole de la richesse et de la chance, supplantant largement l’or qui avait longtemps tenu ce rôle. La culture populaire en a tiré des images stéréotypées, qu’on retrouve par exemple dans la série Dallas, ou dans l’expression « rois du pétrole ». Les compagnies pétrolières privées sont elles emblématiques du système économique capitaliste, ainsi les auteurs de romans ou de films en feront souvent usage pour tenir le rôle du « méchant ». À l'inverse, les compagnies pétrolières publiques de certains pays sont un emblème d'indépendance nationale et de puissance économique, on pourra en donner comme exemple la construction des tours Petronas.

Perspectives

Le cours du baril présente un différentiel faible à l'intérieur des limites conventionnelles.

La compréhension du mécanisme de formation du pétrole laisse entendre que sa quantité totale sur la planète, léguée par des millions d'années de maturation, est limitée. Bien que cette quantité totale soit inconnue, elle laisse présager que l'exploitation qui en est faite s'approchera un jour de cette limite ultime.

Ce qu'on appelle « réserve prouvée » aujourd'hui est, par convention, constitué par un gisement identifié, exploitable avec des techniques disponibles, et à un prix compatible avec le prix de vente en cours. Cette définition est restée la même depuis près d'un siècle ; l'évolution des techniques a donc fait glisser progressivement des gisements considérés inexploitables à une époque, dans la catégorie exploitable dès que les techniques ont été disponibles. Ainsi le pétrole offshore, considéré comme « non conventionnel » avant 1930, est en 2011 extrêmement répandu, et considéré comme « conventionnel » jusqu'à des profondeurs d'eau de 1 500 m. Les sables bitumineux, longtemps considérés inexploitables, sont en 2011 exploités de façon courante avec une production de l'ordre de 2 % de la production mondiale. Enfin les hydrates de gaz, dont la première estimation des réserves fait état de valeurs considérables, très au-delà des réserves pétrolières, ne disposent actuellement d'aucun mode d'extraction, même expérimental.

Production

L'avenir de la production pétrolière mondiale dépendra d'un niveau technologique plus élevé et d'investissements plus importants, ainsi que de la prospection de territoires pour le moment inaccessibles. Ces points convergent pour aboutir à un pétrole plus cher.

Le taux de récupération du pétrole sur un plan mondial est en 2008 de l'ordre de 35 % ; ce taux, en augmentation lente, joue considérablement sur la production ; les techniques modernes visent à améliorer ce taux.

Certains territoires, comme l'Arctique, sont actuellement inaccessibles à l'exploration/production pour toutes sortes de raisons : politiques, climatiques, zones enclavées, etc. Une augmentation éventuelle du cours du baril pourrait rendre rentable l'exploitation de ces régions.

Le pétrole offshore, popularisé en Europe par la mise en exploitation des gisements de mer du Nord dans les années 1970, a été exploité par des profondeurs d'eau croissantes depuis cette époque ; en 2008 on atteint couramment 2 000 m d'eau. Cette profondeur d'eau devra elle aussi augmenter pour permettre l'exploitation de gisements actuellement inaccessibles. Dans le même domaine, certaines conformations géologiques qui rendaient les instruments d'exploration classiques « aveugles », font l'objet de recherches fructueuses, ainsi que l'a démontré la découverte du gisement géant de Tupi[32] en 2006. Ce gisement fait partie d'un ensemble considérable, le bassin de Santos, qui a fait entrer soudainement le Brésil dans les 10 premières réserves mondiales[33]. Le pétrole profond fut lui aussi longtemps considéré inexploitable, soit pour des raisons de coût (en 2004, pour les puits d'une profondeur supérieure à 4 500 m, les 10 % ultimes du forage constituent 50 % de son coût[34]), soit en raison de problèmes techniques excédant la technologie disponible[34]. Le champ Elgin-Franklin présente en 1995 le record des possibilités techniques, avec un gisement à 1 100 bar et 190 °C[35].

Une méthode prédictive a été proposée par le géologue M. King Hubbert pour déterminer le moment où la production d’un champ pétrolifère atteint son point culminant. En 1956, il avait ainsi annoncé le pic pétrolier des États-Unis en 1970[36]. Selon le modèle de Hubbert, la production d’une ressource non renouvelable suit une courbe qui ressemble d’abord à une croissance exponentielle, puis plafonne et diminue. Cette méthode ne tient pas compte des éléments économiques, ni du développement d'alternatives technologiques. Quelles qu'en soient les raisons, la plupart des observateurs s'accordent à penser que la consommation mondiale de pétrole déclinera avant l'année 2040.

Alternatives énergétiques

L'approvisionnement en pétrole pose aux pays importateurs de nombreux problèmes, principalement géopolitique, financier (devises), environnemental (émissions de CO2). De nombreux pays (européens entre autres) ont donc engagé une politique de réduction de leur dépendance au pétrole depuis les chocs pétroliers de la décennie 1970. Le tableau ci-dessous montre un certain succès de cette politique, avec une décroissance de la consommation sur la période 1973-2008[37], malgré l'augmentation démographique et l'élévation du niveau de vie.

Consommation pétrolière, Europe-Eurasie, milliers de barils par jour
1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003 2008
22 582 24 587 22 344 23 167 20 693 19 831 19 915 20 158

Les alternatives sont :

Citons pour mémoire la fusion nucléaire et l'exploitation des hydrates de méthanes, deux sources d'énergie aux réserves bien plus vastes, mais pour lesquelles nous ne disposons pas de technologie fonctionnelle.

Charbon, gaz naturel, sables bitumineux

Articles détaillés : Houille, gaz naturel et sables bitumineux.

Le charbon est, comme le pétrole, un mélange d'hydrocarbures ; il lui est substituable soit de façon directe, soit sous forme transformée par une réaction de type Fischer-Tropsch. Le gaz naturel exige des installations fixes (gazoducs, méthaniers, terminaux gaziers, sites de stockage), ainsi que des contrats à très long terme qui ralentissent actuellement son expansion. Lui aussi peut se substituer au pétrole soit de façon directe, en source d'énergie, soit sous forme transformée.

Les sables bitumineux sont un mélange naturel de bitume brut, de sable, d'argile minérale et d'eau. Le gisement le plus connu est celui de l'Alberta ; déjà exploité, il fournit en 2011 plus de 2 millions de barils par jour, permettant ainsi au Canada d'être le deuxième fournisseur de pétrole des États-Unis. Leur extraction pose de gros problèmes environnementaux[38] ; ce gisement géant équivaut à la moitié des réserves de l'Arabie saoudite. Le pétrole lourd, très visqueux, est aujourd'hui techniquement inexploitable ; il constitue des réserves considérables, avec 315 milliards de barils pour le seul Vénézuela.

Consommer moins

  • Limiter les gaspillages (éclairage nocturne, enseignes lumineuses),
  • Augmenter la durée de vie des objets, réparés et non jetés, favoriser le recyclage,
  • Favoriser le transport de groupe, covoiturage, transports en commun.

Efficacité énergétique

Faire preuve d'efficacité énergétique[39],[40],[41] consiste à produire les mêmes biens et services avec moins d'énergie, et dans notre cas, de produits pétroliers. C'est de loin la méthode la plus intéressante, puisqu'elle répond correctement aux trois problèmes évoqués ci-dessus. Les moyens de l'efficacité énergétique ont en plus l'avantage d'être fréquemment intuitifs et connus de tous :

  • Construire des habitations mieux isolées (efficacité énergétique passive)
  • Utiliser des systèmes de régulation d'énergie permettant d'optimiser la consommation énergétique des habitats (efficacité énergétique active) [42].
  • Utiliser des moteurs thermiques plus économes (ayant une consommation spécifique plus basse). Cela s'applique à l'automobile, mais aussi aux transports qui utilisent quasi exclusivement des énergies fossiles (navires, avions), aux machines agricoles, machines de chantiers, groupes électrogènes, etc.

Ces méthodes font lentement des progrès dans les pays développés où l'énergie est rendue artificiellement chère (taxes, subventions aux méthodes vertueuses). Entre autres, l’isolation se présente de plus en plus comme l'alternative du futur dans les pays tempérés (BedZED), mais peine à pénétrer le marché.

Plan d'urbanisme

La dispersion des habitants favorise le recours à la voiture et donc la consommation de pétrole. En encourageant les habitants à se regrouper dans des villes et à vivre dans des appartements on contribue à diminuer la consommation de pétrole.

Notes et références

  1. Géowiki : http://www.geowiki.fr/index.php?title=P%C3%A9trole
  2. [PDF]Office National de l'Énergie « Les sables bitumineux du Canada – Perspectives et défis jusqu'en 2015 : mise à jour »
  3. (en) Petroleum Economist – février 2010 « Global oil production continues its steady climb. »
  4. Référence pour cette section : Géologie sédimentaire : bassins, environnements de dépôts, formation du pétrole, de Bernard Biju-Duval, Éd. Technip, 1999
  5. Glasby, GP, "Abiogenic origin of hydrocarbons: An historical overview", Resource Geology, vol. 56, 1:83-96, 2006.
  6. (fr) « Source bitumineuse de La Poix » (consulté le 4 octobre 2009)
  7. (en) Bitumen history
  8. « Les docs des incollables », 23 - L'énergie, p. 5
  9. (en) CIA World Factbook « Oil Proven Reserves. »
  10. Voir la section réserves pétrolières mondiales de l'article réserve pétrolière
  11. Voir réserves de pétrole des pays de l'OPEP
  12. Jean-Luc Wingert, La vie après le pétrole, p. 59-64
  13. Jean-Luc Wingert, La vie après le pétrole, p. 65, 66
  14. (en) Christopher J. Schenk, Troy A. Cook, Ronald R. Charpentier, Richard M. Pollastro, Timothy R. Klett, Marilyn E. Tennyson, Mark A. Kirschbaum, Michael E. Brownfield, and Janet K. Pitman., « An Estimate of Recoverable Heavy Oil Resources of the Orinoco Oil Belt, Venezuela », USGS,‎ octobre 2009 (consulté le 23 janvier 2010)[PDF]
  15. Jean-Luc Wingert, La vie après le pétrole, p. 70
  16. Jean-Luc Wingert, La vie après le pétrole, p. 48
  17. Le boum du schiste devrait faire des USA le 2e producteur mondial de pétrole, Afrique Expansion, 28 juin 2012
  18. BP Statistical Review, juin 2012
  19. Pays producteurs, pays consommateurs et pour les valeurs manquantes, Production pétrolière - Monde
  20. Valeurs basées sur celles de BP, corrigées au cas par cas pour supprimer le gain de raffinage (faible en dehors des États-Unis).
  21. (en) « Statistiques du gouvernement des États-Unis » (consulté le 1er janvier 2011)
  22. BP Statistical Review of World Energy, juin 2008
  23. Xavier Boy de la Tour, Le pétrole: Au-delà du mythe, Les éditions TECHNIP,‎ 2004, 170 p., p. 40-41
  24. 241 000 tonnes sur un total de 672 000, chiffres de Lloyd’s Register
  25. Liste des 500 plus grosses compagnies mondiales 2006 établie par Fortune
  26. FMI; World Économic Outlook, Globalization and External Imbalances, avril 2005
  27. Selon RosBusinessConsulting, les réserves d’or et de devises de la Russie au 4 août 2006 valent 266,9 milliards de dollars. Seuls le Japon et la Chine revendiquent davantage.
  28. La « malédiction du pétrole » en Afrique
  29. Cas du Tchad : Peut-on éviter la malédiction pétrolière ?
  30. La malédiction pétrolière
  31. http://webu2.upmf-grenoble.fr/LEPII/spip/IMG/pdf/Aoun_these_2008.pdf La rente pétrolière et le développement économique des pays exportateurs
  32. (en) BG Group: Tupi could hold more than 30 billion BOE, 08/02/2008
  33. Non-OPEC Brazil to Have World's 8th-Largest Crude Reserves
  34. a et b Challenges for very deep oil and gas drilling - will there ever be a depth limit?
  35. Elgin-Franklin
  36. Jean-Luc Wingert, La Vie après le pétrole, p. 49-51.
  37. BP World Energy Report 2009
  38. Guy Gendron Jean-Luc Paquette et Monique Dumont, « Du sable dans l'engrenage », sur Radio-Canada,‎ 24 janvier 2007 (consulté le 22 octobre 2009)
  39. Agence de l'efficacité énergétique du Québec
  40. Les économies d'énergie en France
  41. (en) L'efficacité énergétique pour l'Union Européenne
  42. )http://www.usinenouvelle.com/article/delphine-batho-conquise-par-l-efficacite-energetique-active-de-schneider.N189362.

Voir aussi

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Bibliographie

Articles connexes

Économie et géopolitique du pétrole 
Physique-chimie 
Problèmes environnementaux 

Liens externes

Histoire et géopolitique
Liens généralistes
Instituts - Compagnies pétrolières