Les hydrocarbures sont des composés chimiques constitués exclusivement de carbone (C) et d'hydrogène (H). Formés en millions d'années par la décomposition de matières organiques sous pression et température, ils constituent le pétrole, le gaz naturel et leurs dérivés. Ils fournissent encore ~80% de l'énergie primaire mondiale et sont la matière première de la pétrochimie.
Classification chimique
Les hydrocarbures se classent selon la structure de leur chaîne carbonée. Les alcanes (paraffines) sont saturés : méthane (CH₄), éthane, propane, butane. Les alcènes (oléfines) portent une double liaison C=C. Les alcynes ont une triple liaison. Les aromatiques (benzène, toluène) forment des cycles conjugués. Dans la nature, le pétrole est un mélange de tous ces types.
Méthane (CH₄)
Gaz naturel. Puissance calorifique 55 MJ/kg. 1er hydrocarbure. Gaz de schiste, permafrost, biogaz. Effet de serre x84 sur 20 ans.
Pétrole brut
Mélange complexe. Densité 750–950 kg/m³. Raffiné en kérosène, diesel, essence, bitume. Brent ~80–85 $/b (2024).
Propane / Butane
GPL (gaz de pétrole liquéfié). Stockage à basse pression. Cuisson, chauffage, carburant. 250 millions de ménages dans le monde.
Benzène C₆H₆
Composé aromatique de base. Carcinogène. Précurseur du styrène, nylon, plastiques. Présent dans les carburants (max 1% UE).
Éthylène C₂H₄
Oléfine la plus produite au monde. Base des plastiques (polyéthylène, PVC). ~200 millions de tonnes/an de production mondiale.
Kérosène
Fraction C10–C16 du pétrole. Carburant aviation (Jet-A1). Densité 0,8 kg/L. L'aviation consomme ~300 millions de tonnes/an.
Du gisement à la pompe
L'exploration géologique (sismique 3D, forage d'exploration) identifie les pièges géologiques (anticlinal, faille, pinceau stratigraphique). L'extraction utilise la pression naturelle du gisement ou des techniques de récupération assistée (injection eau, CO₂, vapeur). Le pétrole brut est ensuite acheminé par oléoduc ou tanker vers les raffineries où la distillation atmosphérique puis sous vide sépare les fractions selon leur température d'ébullition.
| Fraction | Température ébull. | Nb carbones | Usage principal |
|---|---|---|---|
| Gaz de raffinerie | < 40°C | C1–C4 | Combustible interne raffinerie |
| Naphta léger | 40–70°C | C5–C6 | Pétrochimie, solvants |
| Essence | 70–180°C | C7–C11 | Carburant voiture |
| Kérosène | 150–250°C | C10–C16 | Aviation, éclairage |
| Gazole / Diesel | 250–350°C | C15–C25 | Transport routier, chauffage |
| Fuel lourd | 350–500°C | C25–C40 | Marine, centrales |
| Bitume / Résidus | > 500°C | C40+ | Routes, étanchéité |
Chronologie
Les Babyloniens utilisent le bitume de Mésopotamie pour l'étanchéité des bateaux et la construction. Hérodote mentionne des puits de pétrole en Perse.
Edwin Drake fore le premier puits pétrolier commercial à Titusville, Pennsylvanie (21 m de profondeur). L'ère du pétrole industriel commence. Production : 25 barils/jour.
John D. Rockefeller fonde la Standard Oil — contrôle 90% du raffinage américain. Première compagnie pétrolière intégrée. Ancêtre de Chevron, ExxonMobil, BP.
Découverte du premier grand gisement au Moyen-Orient à Masjed Soleyman (Iran). British Petroleum est fondée. Début de la géopolitique pétrolière.
Découverte des gigantesques gisements d'Arabie Saoudite (Ghawar, 1948 — le plus grand champ pétrolier du monde). Le Moyen-Orient devient le centre de gravité mondial.
Premier choc pétrolier : l'OPEP embargo le pétrole pour les pays soutenant Israël. Le prix quadruple. Réveil mondial aux énergies alternatives.
Révolution du pétrole et gaz de schiste (fracking) aux USA. Les États-Unis redeviennent 1er producteur mondial. Effondrement des prix en 2015 (25 $/baril).
Production mondiale : ~100 Mb/j. La demande est attendue à son pic vers 2030 selon l'AIE. Tension entre décarbonation urgente et sécurité énergétique.
Vocabulaire
- BRENTPétrole brut léger de la mer du Nord — référence internationale des marchés pétroliers européens
- WTIWest Texas Intermediate — référence américaine. Légèrement plus léger que le Brent
- OPEP+Organisation des Pays Exportateurs de Pétrole (13 membres) + Russie et alliés (23 membres total)
- FRACKINGFracturation hydraulique : injection sous pression d'eau+sable pour extraire le gaz/pétrole de schiste
- GNLGaz Naturel Liquéfié — refroidi à –162°C, volume ÷600. Transport maritime mondial
- PEAK OILPic de production pétrolière mondiale — prédit par Hubbert dès 1956. Attendu vers 2025–2030 selon l'AIE