ECOVOX
L'industrie pétrolière
:
Ce qu'il faut en savoir
André WAFFEU
L'industrie de l'or noir est une immense chaîne qui comprend plusieurs maillons allant de l'exploration au raffinage en passant par l'exploitation. Lumières du spécialiste sur ces différents aspects.
1 - L’exploration
Elle permet de localiser le gisement de pétrole, souvent situé jusqu’à 3 kilomètres sous terre ; les techniques utilisées sont :
- La sismographie : elle consiste à envoyer des ondes sonores dans le
sol ; ces ondes sont réfléchies par les différentes couches
de roches qu’elles traverse, l’écho obtenu varie en fonction
de la nature des couches traversées. Des appareils sophistiquées
permettent d’analyser les échos et dessiner le profil des différentes
couches. A ce niveau, on peut savoir si la zone est prometteuse ou pas. Pour
en être certain, il faut passer à l’étape suivante
:
- Le forage d’exploration : permet d’atteindre le réservoir
et d’en définir la qualité du pétrole, l’épaisseur
de la roche pétrolifère, la température et la pression
du réservoir, le débit du puits foré. Si ces différents
paramètres sont concluants, il faut évaluer la quantité
du pétrole dans le gisement pour voir s’il a un intérêt
économique, d’où l’étape suivante.
- Les forages de délinéation permettent de déterminer le
profil du gisement et d’évaluer ainsi le volume d’huile dans
le gisement. A ce niveau on a toutes les informations pour décider ou
non de l’exploitation du gisement.
2 - L'exploitation
Des puits de production sont forés ; sous la pression des gaz, le liquide
pétrole/eau expulsé du gisement réservoir vers des ballons
situés en surface, appelés séparateurs. Dans ces séparateurs
arrivent le mélange pétrole brut, eau et gaz et parfois des sédiments
:
- L’huile est extraite et envoyée vers le stockage où elle
attend son évacuation vers les raffineries à travers le monde.
- L’eau est extraite du séparateur, traitée (suppression
des traces d’huile) et envoyée à la mer.
- Le gaz est gérée de la manière suivante : une partie
est compressée et envoyée dans le gisement pour maintenir la pression
de celui-ci ou pour stimuler la production, une autre partie est utilisée
pour les besoins domestiques de la plateforme (production de l’électricité
et fonctionnement des chaudières) et la dernière partie est brûlée
à travers les torchères.
3 - Le raffinage
Le raffinage du pétrole consiste à séparer le pétrole brut et à fabriquer, à partir de ce dernier, toute une gamme de produits : essence, diesel ou gasoil, fuels légers et lourds généralement utilisés comme matières premières en pétrochimie, carburants d’aviation, bitumes, gaz de pétrole liquéfié, lubrifiants, etc…. Le raffinage comprend de nombreux procédés techniques allant de la séparation à la reconstitution des molécules du pétrole brut en vue de la fabrication des produits ayant des propriétés précises.
3.1 – La distillation
C’est la première étape du raffinage. Sous la pression atmosphérique, le pétrole brut est chauffé à 350°C dans une colonne de 60 mètres environ. Les composées dont la température d’ébullition est inférieure à 350°C se vaporisent et montent dans la tour. Les vapeurs se condensent lorsqu’elles atteignent l’altitude qui correspond à leur température de rosée. Les produits se séparent ainsi, se condensant tour à tour le long de la tour. Les plus légers (basse température de rosée environ 30° C) sont récupérés de la tour. Les plus légers (basse température de rosée environ 30°C) sont récupérés en haut de la tour et les plus lourds restent en bas. La tour est divisée en plusieurs étages qui correspondent à différentes températures de rosée, permettant ainsi de récupérer des produits de moins en lourds en allant du bas vers le haut de la colonne. Les résidus de la distillation à pression atmosphérique sont soumis à une distillation sous vide, ce qui permet d’abaisser les température d’ébullition. On obtient alors du gasoil, des distillats lourds et un résidu qui entre dans la composition des bitumes ou des fiouls lourds. Les procédés de craquage, viscoréduction, filtration, lavage, extraction au solvant, isomérisation, reformage, alkylation et désulfuration peuvent être utilisés et combinés pour obtenir des produits ayant des propriétés précises.
3.2 – Le craquage
Le craquage correspond à une réduction de la taille des molécules. Il peut être thermique ou catalytique. La viscoréduction est un exemple de craquage thermique qui permet de réduire la viscosité des résidus lourds issus de la distillation sous vide. On obtient par exemple des fiouls lourds.
Le craquage catalytique transforme le distillat lourd issu de la première distillation en petites molécules : gaz, essences et gasoil.
3.3 – Le reformage
Le reformage catalytique est un processus d’amélioration des naphtas lourds pour obtenir des essences dont l’indice d’octane est élevé.
4 – Quelques réflexions sur l’utilisation des produits raffinés
De nos jours la production du pétrole est principalement consacrée à la fabrication du carburant pour les moyens de transport, en particulier les véhicules et les avions. Certains spécialistes prévoient d’ici à quelques années un bouleversement complet de la branche automobile avec l’apparition des piles à combustibles. Une pile à combustible produit de l’électricité à partir d’un combustible comme le méthanol, le gaz naturel, l’hydrogène, etc. Certains essais récents ont montré la possibilité de fabriquer une voiture fonctionnant avec une pile à combustible et ayant des performances comparables aux voitures à moteur à explosion (une puissance de 100 CV, une vitesse de 150 km/h et une autonomie de 600 km). Pour l’instant, le procédé n’est pas encore parfaitement au point et les coûts de production sont trop élevés, d’où son manque d’intérêt économique.
La branche industrielle de raffinage pétrolier a plusieurs contraintes qui l’obligent à modifier ses orientations de production. En effet, les exigences de qualité pour les produits finis sont de plus en plus sévères et les types de pétrole brut de plus en plus variés du fait d’une diversification des nappes exploitées. L’utilisation des procédés décrits ci-dessus ne permet pas toujours d’atteindre les critères de qualité requis, notamment pour les essences et les gasoils avec tous les types de pétrole brut.