Le pétrole

INTRODUCTION

Le pétrole est un liquide 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. 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. Dans notre travail, nous montrerons d’abord son origine, ensuite la manière dont il est traité et son importance socio-économique, puis pour terminer les principaux pays producteurs et consommateurs.

1. ORIGINE DU PETROLE

L’histoire du pétrole remonte à l’Antiquité, mais l’approvisionnement était limité aux affleurements naturels de pétrole, et au pétrole trouvé en creusant des puits pour trouver de l’eau potable ou de la saumure. Les civilisations mésopotamiennes s’en servaient comme produit pharmaceutique, cosmétique, comme combustible pour les lampes à huile et dès 6000 av. J.-C. pour le calfatage des bateaux. En 1855, George Bissell et Jonathan Eveleth apprennent que le pétrole qu'on trouve très facilement dans le Nord-est des États-Unis (et qui était utilisé jusque-là par les Indiens et les premiers colons pour l'éclairage) pouvait fournir du pétrole lampant par distillation. Les deux hommes créent alors la société « Pennsylvania Rock Oil Company ». À la même époque, l'industrie pétrolière naît en Roumanie, avec la première raffinerie en 1857 à Ploieşti, qui alimente les 1 000 lampes de l'éclairage public de Bucarest (capitale de la Roumanie). La « Penn-sylvania Rock Oil Company » devient en 1858 la « Seneca Oil » (suite à un désaccord entre associés) et engage alors un retraité des chemins de fer nommé Edwin Drake comme prospecteur. Celui-ci, contrairement à une idée répandue (surtout aux États-Unis), n’est donc pas à l'origine du forage du premier puits de pétrole en 1859. Il était simplement l'employé de la première société à produire du pétrole depuis un puits spécifiquement foré dans ce but. Edwin Drake fore donc son puits à Titusville en Pennsylvanie, dans une région connue pour les affleurements de pétrole, et produit les premiers barils américains. Les États-Unis en produisent 274 tonnes en 1859. L’année précédente, le seul producteur était la Roumanie avec 200 tonnes. Dès 1862, les États-Unis produisent 3 millions de barils.

1. Définition du pétrole

Le pétrole est un liquide d’origine naturelle, une huile minérale composée d’une multitude de composés organiques, essentiellement des hydrocarbures, piégé dans des formations géologiques particulières. Il n’existe sous plusieurs formes.

1.  Extraction

L’extraction du pétrole se produit d’abord par une exploitation des gisements par les forages. Deux systèmes principaux sont donc utilisés afin de les explorer et de les extraire: les forages offshores et les forages terrestres. Ces forages ont besoins de platesformes pour exploiter les gisements sous-marins.; ces plates-formes ont une surface plane et placée horizontalement. Le choix entre les différents types de plates-formes se fait en fonction de leur rôle ainsi que l’environnement (profondeur d’eau, conditions marines…). Quatre sortes de plates-formes offshores ont été créées afin d’exploiter ces gisements: les plates-formes fixes, les plates-formes autoélévatrices, semi-submersibles et des navires à position dynamique.

1.  Constituants

Le pétrole est un mélange de nombreux hydrocarbures provenant de la décomposition d'organismes marins vivant il y a plusieurs millions d'années. La composition du pétrole dépend du lieu d'où il est extrait. On distingue trois catégories d'hydrocarbures présents dans les fractions du brut distillant entre 20 et 200°C : les alcanes ou paraffines (18 à 65 %), les cyclo-alcanes ou naphtènes (25 à 90 %) et des composés aromatiques (jusqu'à 15 %). Il n'y a pas d'alcènes (oléfines) ni d'alcynes. D'autres éléments sont souvent présents dans le pétrole : le soufre, l'azote, des métaux. Il contient très peu d'oxygène. On nomme les pétroles en fonction de leur densité (d) par rapport à l'eau : légers si d < 0,8 et lourds si d > 1.

1.  TRAITEMENT DU PETROLE

1. Distillation à la raffinerie.

A la raffinerie, ce mélange est chauffé à une température élevée, puis fractionné en différents liquide de distillation - même processus pour l'alcool par distillation de vin et de cidre. La distillation sépare le pétrole en diverses fractions, en fonction de leurs différents points d'ébullition. On obtient ainsi du gaz liquéfié, de l'essence du kérosène, du gasoil (mazout et diesel), de l'huile de chauffage lourde (fioul lourd) et du bitume. La distillions de forme pas de nouvelles liaisons chimiques, mais fractionne seulement le pétrole en produits distincts, dont les quantités respectives varient sensiblement selon le type de brut traité. C'est ce qu'on appelle la production liée, phénomène caractéristique de la fabrication des produits pétroliers

1. Distillation atmosphérique.

La première opération est la distillation atmosphérique du pétrole brut. Il est chauffé et envoyé dans une colonne de distillation. La température ne doit pas accéder 350°C afin de prévenir une décomposition des molécules d'hydrocarbures. Les hydrocarbures qui se dégagent montent dans la colonne en se refroidissant. Les fractions  ont chacune leur propre point d'ebullition. Celles qui se vaporisent en premier, à des températures inférieures à 350°C, montent en haut de la colonne à travers des plateaux a clapets. Ce sont les fractions légères. A chaque étage de fractionnement les produits obtenus sont soutirés par des conduites. Les gaz montent le plus haut, alors que l'essence, le kérosène et le gasoil se condensent sur les plateaux inférieurs. Les fractions les plus lourdes restent au fond de la colonne et forme un résidu qu'on ne peut plus distiller, même à des températures très élevées.

1. Distillation sous vide.

Pour pouvoir le traiter de nouveau, ce résidu sont chauffé et envoyé dans une seconde colonne, l'unité de distillation, dans laquelle on a crée un vide partiel. Ce procédé abaisse les points d'ébullition de quelques 100°C, ce qui permet de récupérer d'autres fractions. Toutefois, cette opération ne vaporise pas toutes les fractions du brut. Le résidu de distillation sous vide servira comme huile de chauffage lourde ou, selon la qualité du brut utilisé, à la fabrication du bitume pour la construction des routes.

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