Les utilisations du pétrole

   Le pétrole est connu depuis la plus haute Antiquité. À cette époque, en Mésopotamie, région aujourd’hui riche en gisements d’hydrocarbures, le pétrole servait à assurer l’étanchéité des terrasses et colmater les citernes contenant les réserves d’eau. Le pétrole brut lourd a également été utilisé pour la construction des Palais de Suze et Ninive. Les égyptiens s’en servaient parfois afin de momifier les corps. Mais les utilisations ont énormément évolué durant le 19e siècle, siècle de la révolution industrielle.

   Il serait donc intéressant de se rendre compte des différentes utilisations actuelles du pétrole, en présentant tout d’abord son aspect énergétique, puis son aspect chimique. Nous aborderons en troisième lieu le sujet de la dépendance au pétrole. À savoir que pour obtenir tous les produits qui seronts cités, il faut passer par une première étape commune : la distillation (c.f. "Expérience").


   a) Le pétrole, un combustible très présent

   Avant toute chose, précisons ce qui va être traité dans cette partie. Il sera ici question des dérivés pétroliers à usage énergétique utilisés comme carburants (afin d’alimenter les moteurs thermiques), et ceux utilisés comme combustibles dans les chaudières, les fours, ou pour la cuisson.

  • LES CARBURANTS

     Parmi les carburants, on retrouve le fioul lourd, un combustible à haute viscosité, utilisé pour la propulsion des navires ou pour alimenter certaines centrales thermiques. À savoir qu’il contient toujours des impuretés plus ou moins nocives au bon fonctionnement des moteurs. C’est pour cela que plusieurs traitements sont nécessaires avant d’introduire des fiouls lourds dans un moteur.

Filtre à fioul lourd pour navire

   On retrouve aussi parmi les carburants le fioul domestique, utilisé pour le chauffage ou pour les tracteurs agricoles. Il y a aussi l’essence. Pour ce qui est de ses caractéristiques, l’essence a une densité moyenne de 0.755, et est principalement composée d’hydrocarbures, et de quelques autres composés, issus de la distillation du pétrole ou additifs (potassium, antidétonants, etc.). Il est important de savoir que l’essence est utilisée dans les moteurs à allumage commandé – c’est-à-dire les moteurs équipés de bougies -, lesquels se trouvent principalement dans l’automobile (dans les voitures à essence) ou encore dans les avions. On peut également retenir que certains solvants chimiques issus de la distillation du pétrole entrent aussi dans la catégorie des essences.

Pompe à essence

   Apparait ensuite le gazole (venant de l’anglais gas-oil, soit gaz-huile en français ou plus précisément ici gaz-pétrole), encore connu sous le nom de diesel. D’ailleurs, comme son nom l’indique, c’est un carburant pour moteur Diesel. C’est également un fioul léger, ayant une densité moyenne de 0.845, c’est-à-dire supérieure à celle de l’essence. Il est, tout comme l’essence, très largement utilisé comme carburant automobile. Il faut savoir que, bien qu’utilisé aujourd’hui majoritairement dans l’automobile individuelle, le gazole était utilisé à l’origine, et d’ailleurs toujours aujourd’hui, utilisé dans les transports de marchandises et les transports en commun. Il faut également savoir que le développement de ce marché en France est dû en très grande partie à la fiscalité allégée du gazole par rapport à l’essence (il est moins taxé que cette dernière). Mais attention : ce n’est pas forcément le cas dans tous les pays, où le gazole peut être au même prix que l’essence, voire plus cher.

(Le Super SP95 et le Super SP98 sont des essences.) On voit ici clairement que l’essence est plus chère que le gazole.

   Le kérosène, quant à lui, est un carburant utilisé principalement dans l’aviation.

   Pour ce qui est du GPL, ou gaz de pétrole liquéfié, il faut savoir qu'il peut provenir des champs de gaz naturel et/ou du raffinage du pétrole. À noter que l'on devrait normalement parler « des » GPL car il existe plusieurs sortes de gaz de pétrole liquéfiés, et non « du » GPL. Cependant, on dira ici « le » GPL, celui-ci n’étant jamais qu’un mélange de gaz de pétrole liquéfiés.

   Le GPL, donc, en tant que carburant, est utilisé dans les véhicules (5% de volumes commercialisés en France). Il peut également être utilisé accessoirement dans les briquets. Il faut savoir que le GPL est souvent synonyme de « basse consommation », par son association avec les énergies renouvelables : récemment, le GPL est utilisé avec la chaleur combinée et l’énergie électrique (c’est ce que l’on appelle la cogénération). Il est intéressant de voir que le GPL est considéré comme un carburant propre, qui préserve les performances du véhicule et réduit l’usure du moteur. C’est enfin le carburant le moins cher en France à la pompe, face  à ses concurrents : l’essence et le gazole.

  • LES COMBUSTIBLES

   Mais le GPL est également utilisé comme combustible pour la cuisson. Essentiellement composés de propane, de butane (des hydrocarbures), ou d’un mélange des deux, les GPL sont vendus en bombonnes de capacités variables.

GPL

   Il faut savoir que le propane est fréquemment utilisé dans les chaudières ou pour le chauffage. Dans un cas général, il est utilisé pour produire de la chaleur. Il est à cette fin stocké en citerne ou dans des grosses bombonnes. Mais le GPL peut également être utilisé dans les secteurs de l’aviculture (élevage d’oiseaux), l’horticulture (culture intensive de plantes), ou encore pour le séchage des céréales avant leur stockage.

   Cependant, le GPL n’est pas le seul combustible. On peut trouver encore une fois le fioul domestique, pour la production d’eau chaude ou le chauffage. Pour finir, on retrouve l’essence, occasionnellement utilisée dans certains réchauds (pour chauffer de l'eau ou des aliments), ce qui rend le pétrole présent dans des activités telles que le camping, la randonnée ou encore la pêche.

   Le pétrole a donc de multiples utilisations énergétiques, que ce soit comme carburant (principalement dans les transports), ou comme combustible (dans la cuisson ou le chauffage). On a également vu que beaucoup de dérivés du pétrole étaient utilisés dans ces deux catégories : le GPL, principalement, mais aussi le fioul domestique ou encore l’essence. Il est donc intéressant dans un second temps de se concentrer sur la part chimique du pétrole, autrement dit la pétrochimie.


 

   b) La pétrochimie

   Le pétrole a de multiples utilisations chimiques. La science qui s’intéresse à l’utilisation de composés chimiques issus du pétrole afin de fabriquer d’autres composés synthétiques s’appelle la pétrochimie. C’est principalement les produits créés par l’intermédiaire de cette science qui vont être traités le long de cette partie.

  • LES LUBRIFIANTS

   Tout d’abord, il est intéressant de savoir que cette matière première peut être utilisée sous différentes formes de lubrifiants. Nous pouvons citer pour commencer l’exemple des huiles moteur. Alors avant tout, qu’est-ce qu’une huile moteur ? Une huile moteur est une huile minérale, semi-synthétique ou synthétique, dérivée du pétrole et enrichie en additifs techniques. Elle est utilisée pour la lubrification des moteurs à explosion, présents dans les automobiles, les motos, les avions à hélice, les camions et les bateaux.

Le moteur à explosion de la Ferrari Testarossa, voiture sportive grand tourisme de série de luxe du constructeur FerrariFerrari Testarossa, voiture sportive grand tourisme de série de luxe du constructeur Ferrari

   Mais existent également beaucoup d'autres sortes de lubrifiants, dont font partie les huiles de procédés, c'est-à-dire les huiles utilisées dans les encres, le caoutchouc ou encore les insecticides.

Cartouches d'encre à base d'huile de procédé

   Nous pouvons également retrouver sur le marché les huiles blanches pharmaceutiques, des produits au goût et à l'odeur neutres, utilisés aussi bien dans l'industrie pharmaceutique et cosmétique que dans le secteur alimentaire. A retenir : une huile diffère d’une graisse dans la mesure où elle est liquide à température ambiante, alors qu’une graisse y est solide. Les graisses sont essentiellement utilisées dans les roulements à billes afin de lubrifier ces dernières.

Roulement à billesVaccin contre la Grippe A(H1N1)

   Beaucoup pensent que le but principal de la lubrification est de réduire les frottements entre les billes et les bagues. Or, la réalité est toute autre. Avant tout, le lubrifiant se doit d’éviter le grippage des divers éléments. De toutes manières, un excès de lubrifiant rend le mouvement plus difficile et, de ce fait, provoque un échauffement portant atteinte à la durée de vie du composant.

   En continuant sur la liste des lubrifiants, on peut trouver les cires. Précisons tout d’abord ce qu’est une cire. Une cire est une substance dont les propriétés sont similaires à celles de la cire d'abeille, c'est-à-dire qu’elle est malléable à température ambiante, est hydrophobe (ou lipophile : insoluble dans l’eau), a un point de fusion supérieur à 45°C (ce qui la différencie des graisses et des huiles), et une faible viscosité lorsqu’elle est fondue (contrairement à beaucoup de plastiques).

Bougie à base de cire

   Concrètement, on enduit les tissus de cire, en en déposant sur l’une de ses faces, pour le rendre imperméable ou résistant aux taches. Enfin, pour finir sur la longue liste des lubrifiants à base de pétrole, il faut savoir que, en mélangeant de la cire à de l’essence de térébenthine (une résine naturelle), on peut se retrouver avec de l’encaustique, un matériau protégeant le bois, la pierre, la plâtre et d’autre matériaux.

  • LES BASES PÉTROCHIMIQUES

   Parmi les bases pétrochimiques, la catégorie la plus évidente est celle des polymères. Pour rappel : un polymère est un système formé par un ensemble de macromolécules de même nature chimique. Il y a d’ailleurs souvent ambiguïté entre les termes « polymère » et « macromolécule ». Il est également important de retenir qu’un polymère peut être naturel (comme la molécule d’ADN) ; artificiel, obtenu par la modification chimique d’un polymère naturel (acétate de cellulose, méthylcellulose) ; ou synthétique, c'est-à-dire préparé par polymérisation de molécules monomères (polystyrène, polyisoprène synthétique).

Fibres de polyester observées au MEB

   Parmi les polymères, on peut retrouver tout d’abord les plastiques. Il ne faut pas oublier que le plastique, ou la matière plastique, a été une révolution, par sa réunion de propriétés qui n’avaient auparavant jamais été réunies, comme par exemple la transparence et la résistance aux chocs. Par contre, les textiles (fils et fibres) ne sont pas des matières plastiques proprement dites. Le plastique représente une très grande importance dans notre vie : on le retrouve dans la plupart des bouteilles du marché, dans certains composants des voitures, dans le matériel scolaire, dans les jouets pour enfants et dans encore beaucoup de choses plus importantes les unes que les autres !

   On retrouve ensuite les isolants, c’est-à-dire les matériaux limitant les échanges d’énergie entre deux systèmes. Ne pas oublier qu’un isolant est exactement l’opposé d’un conducteur ou d’un transmetteur.

   Dans les autres catégories de bases pétrochimiques, on retrouve les fibres synthétiques, tels que le nylon, mais également le caoutchouc synthétique (présent dans les pneus ou les bottes, par exemple).

Fil de nylonZoom sur un pneu de voiture

   Pour ce qui est des bitumes, ils sont utilisés dans le revêtement routier, pour assurer l'étanchéité des bâtiments, l'isolation et l'anticorrosion.

    Enfin, on peut retrouver le pétrole dans les solvants, comme les encres d’imprimerie, la peinture, les colles et les teintureries, dans les détergents, ou encore en agronomie dans les pesticides.

 

   Le pétrole a donc de multiples utilisations chimiques, qu’il soit sous forme de lubrifiant ou serve de base pétrochimique. Ce qui est sûr, c’est qu’autant d’utilisations plus importantes les unes que les autres doivent forcément poser un problème d’accoutumance. Voilà pourquoi il serait intéressant de se tourner vers un problème récurrent aujourd’hui : celui de la dépendance au pétrole.

   c) La dépendance au pétrole   

     La dépendance au pétrole est un problème de taille aujourd’hui. En effet, elle touche tout autant  l’économie que la société d’un pays. Elle concerne cependant principalement les pays développés car, dans les pays les plus pauvres, la hausse du prix du pétrole signifie moins d’éclairage et moins d’aliments chauds, tandis qu’elle est synonyme d’un accroissement du budget consacré à la voiture, au chauffage et à l'électricité dans les pays développés. La dépendance au pétrole sera ici mise en parallèle avec sa consommation dans le monde.

La consommation mondiale de pétrole

   On peut remarquer pour commencer que la consommation mondiale de pétrole augmente considérablement de 1965 à 2003. Cependant, la consommation de pétrole n’est pas la même suivant le pays. Pour preuve :

La consommation par tête dans le monde

    Cette carte nous montre bien que le continent Nord-Américain et l’Arabie Saoudite, et par ailleurs quelque peu l’Europe et l’Australie sont les régions du monde où l’on retrouve la plus grande consommation par habitant. Ces aussi dans ces pays là que l’on retrouve la plus grande consommation en fonction du bien produit :

  • La nourriture consommée par une personne en une année : 10 barils, étalés dans les engrais, les machines agricoles, l’irrigation, les pesticides, les transports, etc. ;
  • Une voiture : 42 barils. À savoir qu’en France, la construction de voiture consomme surtout de l’électricité nucléaire, du charbon et du gaz ;
  • Un micro-ordinateur : 10 fois son poids ;
  • Un micro-processeur : 1,5 kg.

   Cette consommation peut paraître impressionnante, surtout les 42 barils de la voiture, soit 6 700 litres de pétrole pour une voiture ! Il faut savoir qu'on estime à 800 millions le nombre de véhicules sur la planète, et à 30 millions le nombre de ménages chinois pouvant acheter une voiture aujourd'hui.

            Trions maintenant la consommation mondiale de produits raffinés par secteur :

La consommation de pétrole par secteur

    On voit ici clairement que le secteur des transports est celui qui a la plus grande croissance, toujours en date aujourd’hui d’ailleurs. Ceci est dû à la mondialisation, car de plus en plus d’hommes et de marchandises voyagent à travers le monde.

   Cependant, il serait judicieux d’analyser plus précisément la répartition de la consommation mondiale par secteur.

La consommation de pétrole par secteur précis

   Ce diagramme nous fait remarque que le secteur qui explose littéralement est celui du transport routier, et que la totalité des secteurs de transports représente bien la moitié de la consommation mondiale. L’industrie et la branche énergie se placent juste après.

   Pour ce qui est de la France, analysons tout d’abord sa facture énergétique mensuelle de M€ courants :

L'évolution de la consommation en France par rapport aux autres produits

   On remarque clairement ici que le pétrole brut est la part la plus chère. Et, pour répartir sa consommation à elle aussi par secteur, analysons le graphique suivant :

L'évolution de la consommation en France

   On voit que, comme dans le reste du monde, le secteur des transports est le plus important. À noter que la tendance est à l’augmentation. Il faut savoir que la baisse de consommation de 1973 est due aux mesures d’isolation prises dans le secteur du bâtiment après la crise de la même année. Malheureusement, cette baisse a été compensée par une hausse de la consommation du secteur des transports.

    Intéressons-nous par ailleurs à ce dernier secteur. En effet, nous pouvons voir qu’aujourd’hui, 97 % des transports mondiaux dépendent du pétrole : le transport maritime, aérien, fluvial, routier. Ces transportes utilisent dans la majorité des cas des moteurs brûlant des hydrocarbures ou des GPL. Le transport ferroviaire, fréquemment électrifié, dépend moins du pétrole en France. Cependant, rappelons tout de même que l’électricité n’est pas une ressource naturelle : on la produit à partir de gaz, de charbon, de fioul, ou encore de nucléaire.

   Bien que les transports terrestre, maritime et fluvial sont en train de trouver des alternatives, l’avion reste dépendant du kérosène pour longtemps, aucune succession n’ayant véritablement été convaincante.

VoitureNavire

Avion

    Parlons maintenant du secteur résidentiel-tertiaire. Il faut savoir que le parc résidentiel français fait partie des parcs résidentiels les moins performants d’Europe en termes de performance énergétique. En effet, il est possible de réduire de 50 à 80 % les dépenses d’énergie domestique, en se servant de l’isolation et de l’effet de serre des vitres.

   Pour ce qui est de l’agriculture, c’est une activité très dépendante des carburants. L’agriculture intensive a besoin d’engrais chimiques et de pesticides (pour rappel, des dérivés du pétrole : c.f. b) La pétrochimie). Elle consomme en plus de cela de grandes quantités de plastiques (serres, paillis, emballages, outils etc.).

    Enfin, pour ce qui concerne le domaine de la plasturgie, il a déjà été dit précédemment qu’une grande part des matériaux d’emballage et de produits industriels provient du plastique. Celà revient à dire que notre dépendance n'est même pas calculable, le plastique représentant une part immense de notre vie : il est présent dans nos vêtements, le matériel informatique (nos ordinateurs, nos consoles de jeux, nos télévisions, nos téléphones portables etc..), les jouets pour enfants, le matériel scolaire etc...

   Nous pouvons remarquer avant de conclure que la dépendance au pétrole est due à la combinaison de plusieurs facteurs :

  • On estime que la population mondiale passera à 9 milliards entre 2020 et 2050. Bien qu'un pays ayant une forte croissance démographique n'a pas forcément une forte croissance démographique, cette augmentation de la population va forcément avoir un impact sur la consommation de pétrole ;
  • La Chine et l’Inde représentent à elles deux environ un quart de la population mondiale. Comme on le sait, ces pays sont aujourd’hui en plein développement économique. Cette expansion ne sera donc pas sans entraîner une forte consommation de pétrole. On estime que, d’ici 2030, la consommation de ces pays émergents vaudra 50 % de la consommation mondiale.
  • Pour rappel : 97 % des transports dépendent des produits pétroliers. Comme dit précédemment, la part des transports représente actuellement 50 % de la consommation totale de pétrole. Cependant, elle devrait passer à 60 % d’ici 2030.
  • Enfin, aucune réelle alternative n’est envisageable.

   La dépendance au pétrole est donc un problème de taille, et ne promet pas de se résoudre demain. Les facteurs cités précédemment font que la dépendance augmente d’année en année, par l’intermédiaire de la hausse de la consommation. Cependant, même si ce bilan quelque peu négatif peut faire peur à voir, et bien qu’aucune solution ne fasse véritablement le poids face à cette dépendance, nous pouvons citer l'exemple des habitats passifs, ces maisons de demain dont la consommation énergétique est très basse et permet de réduire considérablement les dépenses d'énergies de chauffage.

 

   Pour conclure, nous pouvons dire que, en raison de ses multiples utilisations (énergétiques mais aussi pétrochimiques), le pétrole prend une part vitale dans notre vie. Personne ne peut aujourd’hui vivre sans son chauffage, son eau chaude, ou tout simplement sans se shampooiner le matin. De plus, la mondialisation entraîne une forte hausse de la consommation pétrolière par habitant dans le monde. Ajoutons à cela l’émergence de l’Inde et de la Chine, et tout cela nous donne un effet de dépendance irréversible. Mais le pétrole s’épuise. Jusqu’où pourrons-nous continuer à ce rythme là ?

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