CHRONIQUES D’UNE MOLÉCULE
Le pétrole et les sables bitumineux
Par Daniel Gareau, Collège Édouard-Montpetit
Le pétrole est actuellement au centre de plusieurs
enjeux. Selon l’International Energy Agency (IEA)
1 , le
pétrole représentait 43 % de la consommation énergétique mondiale en 2006. En 2008, la consommation
mondiale était de 5 milliards de mètres cubes (soit
31 milliards de barils), ce qui est presque quatre fois
plus que 50 ans auparavant
2 . Au Canada, il s’en est
consommé près de 213 millions de mètres cubes (soit
1,3 milliard de barils) en 2010
3
. Il représente donc des
retombées économiques importantes, d’où son appellation d’« or noir ». Bien que le pétrole soit le liquide le
plus abondant sur terre après l’eau, il est une ressource
non renouvelable.
L’appauvrissement des ressources pétrolières, combiné à une augmentation de la demande mondiale,
entraînera inévitablement une pénurie et une augmentation des prix dans les années à venir. Selon les
principales sources d’information (Energy Watch
Group), au rythme de la consommation de 2006 et en
tenant compte des gisements actuellement en exploitation, il ne resterait qu’environ 32 à 42 ans de consommation. Cela étant dit, ces chiffres ne sont que des
estimations, car la majorité des réserves est la propriété
de compagnies qui n’ont pas l’obligation de divulguer
ces renseignements.
Finalement, la combustion du pétrole dégage du
dioxyde de carbone (CO 2 ), un des principaux gaz à effet
de serre, ce qui contribue au réchauffement climatique.
Les générations futures devront vivre avec les conséquences encore méconnues de notre consommation du
pétrole.
Mais en fait, qu’est-ce que le pétrole ?
Le pétrole brut est un liquide plus ou moins visqueux
de couleur pouvant aller du jaune au noir. Il est constitué d’une grande variété de composés organiques simples, principalement d’alcanes (et de cycloalcanes) et
de composés aromatiques. Plus les molécules présentes
dans le pétrole sont grosses, plus le pétrole est visqueux,
car les molécules sont mieux retenues les unes aux
autres en raison d’un nombre plus élevé d’attractions
intermoléculaires.
Le pétrole provient de l’accumulation de matière
organique, principalement végétale, non recyclée par la
biosphère. Ceci peut survenir lorsque la masse de débris
organiques excède la capacité de recyclage de l’environnement, comme lors des périodes de fort réchauffement
climatique du jurassique ou du crétacé.
Le pétrole est connu depuis l’Antiquité. Les Égyp tiens
se servaient du bitume pour embaumer leurs momies. Il
est même cité dans la Bible qu’à l’heure du déluge, Dieu
dit à Noé : « Fais-toi une arche en bois de résineux, tu
la compartimenteras et tu l’enduiras de bitume, pardedans et par-dehors » (Gen. VI :14)
4 . Toutefois, la distillation du pétrole ne débute qu’au Moyen Âge.
La distillation est une méthode de séparation qui
exploite la différence de volatilité des produits a?n de
les isoler les uns des autres. C’est l’une des étapes les
plus importantes du procédé de raf?nage du pétrole. De
nos jours, les industries utilisent d’énormes tours à distillation (ou colonnes de fractionnement), comme il est
possible d’en voir dans les raf?neries.
Tours à distillation à la raf?nerie Suncor de Montréal-Est
En chauffant le pétrole, les différents constituants
vont s’évaporer à des vitesses différentes, selon leur
volatilité. Les produits légers, dont la masse molaire est
faible, sont recueillis dans la partie supérieure de la tour
par condensation en passant par des échangeurs de chaleur, alors que les produits plus lourds, dont la masse
molaire est grande, sont récupérés dans le bas de la tour
(voir page suivante). L’essence utilisée dans les automobiles est essentiellement constituée des fractions légères
du pétrole. Elle représente environ 25 % du pétrole brut.
Les moteurs modernes ont un fort taux de compression, ce qui a tendance à faire détoner l’essence.
Par conséquent, cette dernière doit posséder le plus
faible pouvoir détonant possible. L’indice d’octane des
essences permet de mesurer le pouvoir détonant d’un
carburant par comparaison avec des carburants de référence. Le composé organique utilisé, renfermant huit
carbones (d’où l’origine du nom « indice d’octane »),
est le 2,2,4-triméthylpentane. Ce composé est considéré
comme l’un des meilleurs carburants, car il a une combustion uniforme et ne détone pas. D’ailleurs, en général, les composés rami?és font de meilleures essences,
6.1 Sources d’alcanes
251
Le pétrole et les sables bitumineux
Par Daniel Gareau, Collège Édouard-Montpetit
Le pétrole est actuellement au centre de plusieurs
enjeux. Selon l’International Energy Agency (IEA)
1 , le
pétrole représentait 43 % de la consommation énergétique mondiale en 2006. En 2008, la consommation
mondiale était de 5 milliards de mètres cubes (soit
31 milliards de barils), ce qui est presque quatre fois
plus que 50 ans auparavant
2 . Au Canada, il s’en est
consommé près de 213 millions de mètres cubes (soit
1,3 milliard de barils) en 2010
3
. Il représente donc des
retombées économiques importantes, d’où son appellation d’« or noir ». Bien que le pétrole soit le liquide le
plus abondant sur terre après l’eau, il est une ressource
non renouvelable.
L’appauvrissement des ressources pétrolières, combiné à une augmentation de la demande mondiale,
entraînera inévitablement une pénurie et une augmentation des prix dans les années à venir. Selon les
principales sources d’information (Energy Watch
Group), au rythme de la consommation de 2006 et en
tenant compte des gisements actuellement en exploitation, il ne resterait qu’environ 32 à 42 ans de consommation. Cela étant dit, ces chiffres ne sont que des
estimations, car la majorité des réserves est la propriété
de compagnies qui n’ont pas l’obligation de divulguer
ces renseignements.
Finalement, la combustion du pétrole dégage du
dioxyde de carbone (CO 2 ), un des principaux gaz à effet
de serre, ce qui contribue au réchauffement climatique.
Les générations futures devront vivre avec les conséquences encore méconnues de notre consommation du
pétrole.
Mais en fait, qu’est-ce que le pétrole ?
Le pétrole brut est un liquide plus ou moins visqueux
de couleur pouvant aller du jaune au noir. Il est constitué d’une grande variété de composés organiques simples, principalement d’alcanes (et de cycloalcanes) et
de composés aromatiques. Plus les molécules présentes
dans le pétrole sont grosses, plus le pétrole est visqueux,
car les molécules sont mieux retenues les unes aux
autres en raison d’un nombre plus élevé d’attractions
intermoléculaires.
Le pétrole provient de l’accumulation de matière
organique, principalement végétale, non recyclée par la
biosphère. Ceci peut survenir lorsque la masse de débris
organiques excède la capacité de recyclage de l’environnement, comme lors des périodes de fort réchauffement
climatique du jurassique ou du crétacé.
Le pétrole est connu depuis l’Antiquité. Les Égyp tiens
se servaient du bitume pour embaumer leurs momies. Il
est même cité dans la Bible qu’à l’heure du déluge, Dieu
dit à Noé : « Fais-toi une arche en bois de résineux, tu
la compartimenteras et tu l’enduiras de bitume, pardedans et par-dehors » (Gen. VI :14)
4 . Toutefois, la distillation du pétrole ne débute qu’au Moyen Âge.
La distillation est une méthode de séparation qui
exploite la différence de volatilité des produits a?n de
les isoler les uns des autres. C’est l’une des étapes les
plus importantes du procédé de raf?nage du pétrole. De
nos jours, les industries utilisent d’énormes tours à distillation (ou colonnes de fractionnement), comme il est
possible d’en voir dans les raf?neries.
Tours à distillation à la raf?nerie Suncor de Montréal-Est
En chauffant le pétrole, les différents constituants
vont s’évaporer à des vitesses différentes, selon leur
volatilité. Les produits légers, dont la masse molaire est
faible, sont recueillis dans la partie supérieure de la tour
par condensation en passant par des échangeurs de chaleur, alors que les produits plus lourds, dont la masse
molaire est grande, sont récupérés dans le bas de la tour
(voir page suivante). L’essence utilisée dans les automobiles est essentiellement constituée des fractions légères
du pétrole. Elle représente environ 25 % du pétrole brut.
Les moteurs modernes ont un fort taux de compression, ce qui a tendance à faire détoner l’essence.
Par conséquent, cette dernière doit posséder le plus
faible pouvoir détonant possible. L’indice d’octane des
essences permet de mesurer le pouvoir détonant d’un
carburant par comparaison avec des carburants de référence. Le composé organique utilisé, renfermant huit
carbones (d’où l’origine du nom « indice d’octane »),
est le 2,2,4-triméthylpentane. Ce composé est considéré
comme l’un des meilleurs carburants, car il a une combustion uniforme et ne détone pas. D’ailleurs, en général, les composés rami?és font de meilleures essences,
6.1 Sources d’alcanes
251