11-02-08
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05-02-08
PETROLE ET GAZ NATUREL
INTRODUCTION
Le pétrole et le gaz naturel peuvent être extraits en milieu terrestre ou marin .Avant d être livres au consommateurs ces corps subissent plusieurs étapes de transformation .Ils sont d’abord extrait des profondeurs de la terre, transportes jusqu aux usines de traitement ou l on les débarrasse des corps étrangers. C’est après ces opérations que ces produits peuvent être utilisé par les consommateurs. Plus bas, nos recherches nous dirons comment s’est fait la mise en place de ces corps ? Comment procède t-on pour les extraire des profondeurs terrestres et qu’elle est leur importance dans le quotidien des hommes ?
I-PRESENTATION ET COMPOSITION CHIMIQUE DU PETROLE ET DU GAZ NATUREL
1-Le pétrole
Du Latin << petroleum >> qui veut dire huile de pierre, le pétrole est un mélange de substances chimiques formées essentiellement d’atomes de carbone et d’hydrogène. D’où le nom d’hydrocarbures .De couleurs sombre (noir) on le retrouve dans les profondeurs de la terre .c est une source d’énergie.
2-Le gaz naturel
Le gaz naturel, comme son nom l’indique est du gaz qu on retrouve dans les profondeurs de la terre. Il est incolore, inodore, insipide, sans forme particulière et plus léger que l’air. Il est essentiellement composé d’atomes de carbone et d hydrogène d’où son nom d’hydrocarbure .c est aussi une source d énergie.
II- FORMATION DU PETROLE ET DU GAZ NATUREL : ORIGINE
1-La formation du pétrole
Le pétrole (ou huile de pierre) est issu de la décomposition de matières organiques végétales et animales .ces particules se décomposent en même temps qu’ une sorte de boue.
C’ est au fond des lacs, lagunes deltas, des mers et des océans que ces réactions de décomposition ont lieu. Ces milieux étant peu oxygénés des réactions réductrices transforment la matière organique en KEROGENE.
Au fur et à mesure du recouvrement de cet ensemble boue_kerogène la transformation en hydrocarbures commence. Elle débute vers 60°C, ce qui correspond à un enfouissement d’environ 1500 à 2000 mètres.
La vitesse de la transformation augmente jusqu’à 100°C pour des profondeurs allant jusqu’ à 3000 m. au delà de cette limite, cette vitesse diminue.
Le kérogène va se trouver prisonnier d’une roche mère et sous l’effet de la chaleur, il va subir une décomposition d’origine technique : la pyrolyse.
Dans un premier temps, cette décomposition expulse de l’eau, du dioxyde de carbone CO2, du kérogène
Ensuite les températures devenant croissantes avec le temps, le kérogène expulse des hydrocarbures liquides et gazeux : c est le pétrole et le gaz naturel.
En tout état de cause, ces transformations sont très lentes et il faut quelques millions d’années pour que le kérogène se transforme partiellement sous l effet de la chaleur en pétrole, en gaz, en dioxyde de carbone CO2 et en eau.
NB : au cours de la transformation du kérogène en pétrole, il se dégage du gaz naturel mais en faible quantité
2- La formation du gaz naturel
Plus le kérogène est en profondeur plus sa transformation en gaz est importante car il fait plus chaud et la pyrolyse dure plus longtemps, décomposant plus fortement le kérogène ainsi que les hydrocarbures liquides en vapeur :
C’est le gaz naturel.
III- EXPLORATION ET EXPLOITATION DU PETROLE ET DU GAZ NATUREL
1- Exploration
L’exploration pétrolière commence par l’identification d’indices permettant de supposer où se trouve le pétrole et en quelle quantité. Géologue et géophysicien collaborent à cette enquête minitieuse à fort enjeu économique qui commence à la surface de la terre pour descendre vers le sous-sol.
· La géologie pétrolière ou l’observation de la surface :
C’est la première étape, qui permet de repérer les zones sédimentaires méritant d’être étudiées (plissements, failles…). Les géologues utilisent les photographies aériennes et des images satellites puis vont sur le terrain examiner les affleurements. Ces derniers peuvent en effet renseigner sur la structure en profondeur. Ensuite l’analyse en laboratoire d’échantillons de roche prélevés permet de déterminer l’âge et la nature des sédiments afin de cerner les zones les plus prometteuses. Cette étape représente 5 % du budget consacré à la prospection.
· La géophysique ou l’étude des profondeurs :
Son objectif : donner le maximum d’information pour que les forages soient entrepris ensuite avec le maximum de chance de succès. Il s’agit essentiellement d’accumuler des données sismiques riches en information, grâce à une sorte d’ "échographie" du sous-sol ou "sismique réflexion". Ces données sont obtenues à l’aide de vibreurs pneumatiques (ou autres) qui génèrent de mini ébranlements du sous-sol. Les signaux recueillis en surface sont traités par de puissants logiciels de calcul qui reconstituent l’image du sous-sol. Les pièges possibles mis en évidence sont classés selon leur probabilité d’existence et leur volume prévisionnel.
Cette étape représente 15% du budget consacré à la prospection.
Les géologues utilisent la méthode à deux dimensions, trois dimensions et aussi un appareil (le magnétomètre) pour détecter l’emplacement des gisements.
2- Exploitation
C’est l’étape du forage d’exploration qui seule permet de certifier la présence de pétrole ou de gaz. Se forage peut se faire sur terre ou en mer (on parle d’exploitation off-shore).
On perce la roche à l’aide d’un trépan. A terre, l’ensemble du matériel est manipulé à partir d’un mât de forage. En mer, l’appareil de forage doit être supporter au dessus de l’eau par une plateforme métallique spécialement conçue.
Aujourd’hui, la reproduction de pétrole est principalement consacrée à la fabrication de carburant pour les moyens de transport, en particulier les véhicules et le gaz à des applications domestiques très élevées.
N B : Se pétrole entre dans la fabrication de certains produits en matière plastique ainsi que dans la fabrication de la peinture et autre produits chimiques.
Le gaz naturel entre aussi dans la composition de certains produits comme les déodorants et autres.
IV-TRANSPORT ET CHIMIE DU PETROLE ET DU GAZ NATUREL
1-Transport
Pour évacuer le brut des forages jusqu’ aux usines, sur la terre on construit des oléoducs (canalisation servant à transporter des produits petroliers) et des gazoducs (canalisation servant à transporter le gaz).
En mer on utilise de grands bateaux spécialisés (les pétroliers et les méthaniers) pour transporter le pétrole et le gaz
En 1996, la flotte mondiale des pétroliers était d environ 280 millions de tonnes.
2-chimie
Le pétrole et le gaz naturel sont des composés organiques constitués uniquement d’atomes de carbone et d hydrogène, mais pas le brut.
Les bruts sont traités dans des usines spécialisées : les raffinerie.
Il existe plus de trente procèdes unitaires de raffinage du pétrole ou des sous-produits du pétrole.
Le but du raffinage est de séparer les différents éléments ou composant du pétrole afin d’obtenir des produits utilisables et qui correspondent au attentes des consommateurs.
La première étape du raffinage est une distillation à pression atmosphérique, le brut est chauffé a 350°C dans une colonne de 60m de hauteur .Les composés dont la température d’ébullition est inférieure à 350°C se vaporisent et monte dans la tour .Les vapeurs se condensent lorsqu’elles ont atteint l’altitude qui correspond à leur température de rosée.
Les produits se séparants ainsi, se condensant tout au long de la tour, les plus légers (basse température de rosée, environ 30°) sont récupérés en haut de la tour, les plus lourd restent en bas .la colonne est divisée en différents étages qui correspondent à différentes températures et permettent ainsi de récupérer des produits de moins en moins lourd en allant du bas vers le haut de la colonne.
Les résidus de cette distillation son soumis à une distillation sous vide : on obtient du gazole, des distillats lourds et un résidu qui entre dans la composition des bitumes ou des fiouls lourds.
Une autre opération (le craquage catalytique) transforme le distillat lourd en petites molécules, gaz, essences et gazole
V- IMPORTANCE ECONOMIQUE
Le pétrole et le gaz naturel sont des sources d’énergies très denses.
En raison de ses avantages économiques et écologiques, le gaz naturel devient chaque jour plus attractif pour beaucoup de pays. C’est l’une des sources d’énergie les plus fiable connue à ce jour. Sa quasi-totalité des usines fonctionnent grâce au pétrole et au gaz nature. Le transport dans le monde est étroitement lié à l’utilisation du pétrole et de ses dérivés.
Ces deux produits font appel à beaucoup de moyens pour leur extraction et emploient beaucoup de mains d’œuvres.
D’ailleurs, le pétrole est à la base de nombreuses guerres dans le monde.
Aujourd’hui, le constat est que le gaz et le pétrole sont au centre de toutes les activités industrielles et commerciales. Cependant le rythme auquel est soumis leur exploitation fait penser à une crise très proche car ses sources d’énergie sont dites non renouvelables. Il faudra alors interpeller les populations les populations sur l’utilisation de ces produits et prévoir dans le même temps l’élaboration et l’utilisation de nouvelles sources d’énergie.