Pétrole et gaz naturel
Publié le 28/01/2025
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République de Côte D’Ivoire
Etablissement : Collège Cours Orion Daloa
Année : 2024 – 2025
Classe : 1ière A
Union-Discipline-Travail
EXPOSE DE PHYSIQUE-CHIMIE
THEME :
PETROLE ET GAZ NATUREL
NOM DU PROF :
M.
1
TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION ...........................................................................................................
3
ORIGINE ET COMPOSITION DU PETROLE ET DU GAZ NATUREL ..............
4
I.
1.
Le pétrole ..............................................................................................................
4
2.
Le gaz naturel ........................................................................................................
5
II.
OPERATION DE BASE DE L’INDUSTRIE DU PETROLE ET DU GAZ
NATUREL.......................................................................................................................
6
A.
L'industrie du pétrole ..............................................................................................
6
1.
En amont ...............................................................................................................
6
2.
En aval ..................................................................................................................
7
B.
L'industrie du gaz naturel .......................................................................................
7
1.
Extraction et traitement ........................................................................................
7
2.
Transport gazeux ou liquide .................................................................................
8
III.
UTILITE DES PRODUITS DERIVES DU PETROL ...........................................
8
1.
Source d’énergie.
...................................................................................................
8
2.
Matières premières ................................................................................................
9
IV.
IMPACT ENVIRONNEMENTAL ........................................................................
9
1.
L’impact de l’industrie du pétrole sur l’environnement ........................................
9
2.
L’impact environnemental du gaz naturel ..........................................................
10
CONCLUSION..............................................................................................................
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INTRODUCTION
La révolution industrielle a permis la découverte de nouvelles sources d'énergies telles que le
pétrole, le gaz naturel, l'électricité la houille blanche.
Ces deux derniers éléments se distinguent
par leur prédominance du fait de leur utilisation abondante dans le monde entier.
C'est pourquoi
le pétrole et le gaz naturel sont l'objet de tant de convoitise aussi bien par les pays en
développement que par les pays en voie de développement.
Mais au juste de quoi sont-ils
composés et qu'elle est leur importance dans le quotidien des hommes ?
Nous étudierons de prime abord l'origine et la formation du pétrole et du gaz naturel, puis
l’opération de base de l’industrie du pétrole et du gaz naturel, ensuite les produits dérivés du
pétrole et leur importance et enfin l’impact du pétrole et du gaz naturel sur l’environnement.
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I.
ORIGINE ET COMPOSITION DU PETROLE ET DU GAZ NATUREL
1.
Le pétrole
On distingue les pétroles en fonction de leur origine et donc de leur composition chimique.
Le mélange d'hydrocarbures issu de ce long processus comprend des chaînes carbonées
linéaires plus ou moins longues, ainsi que des chaînes carbonées cycliques naphténiques ou
aromatiques.
Il est aussi possible de distinguer les différents types de pétrole selon leur densité, leur fluidité,
leur teneur en soufre et autres impuretés (vanadium, mercure et sels) et leurs proportions en
différentes classes d'hydrocarbures.
Le pétrole est alors paraffinique, naphténique ou
aromatique.
On classe aussi les pétroles selon leur provenance (golfe Persique, mer du Nord.
Venezuela,
Nigeria), car le pétrole issu de gisements voisins a souvent des propriétés proches.
Il existe des centaines de bruts de par le monde ; certains servent d'étalon pour établir le prix du
pétrole d'une région donnée : les plus utilisés sont l'Arabian Light (brut de référence du MoyenOrient), le Brent (brut de référence européen) et le West Texas Intermediate (WTI, brut de
référence américain).
Selon sa provenance, le brut peut contenir du gaz dissout, de l'eau salée, du soufre et des
produits sulfurés (thiols (mercaptans) surtout).
Il a une composition trop riche pour être décrite
en détails.
Il faut distinguer simplement trois catégories de brut :
à prédominance paraffinique : les hydrocarbures linéaires sont les plus abondants : ces
bruts sont les plus recherchés car ils donnent directement une grande proportion de
produits légers comme l'essence et le gazole ;
à prédominance naphténique : avec beaucoup d'hydrocarbures à cycle saturé ;
à prédominance aromatique : les hydrocarbures présentant un cycle carboné insaturé
sont plus abondants.
De plus, il existe des bruts aptes à faire du bitume, ce sont des bruts très lourds de type Boscan,
Tia Juana, Bachaquero ou Safaniyah.
Les deux principaux critères pour classer les centaines de
bruts différents qui existent sont la densité et la teneur en soufre, depuis le plus léger et le moins
sulfureux (qui a la plus haute valeur commerciale) qui est du condensat, jusqu'au plus lourd et
au plus sulfureux qui contient 90% de bitume environ : c'est un brut d'Italie.
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2.
Le gaz naturel
Il existe plusieurs formes de gaz naturel se distinguant par leur origine, leur composition et leur
type de réservoirs dans lesquels ils se trouvent.
Néanmoins le gaz est toujours composé
principalement de méthane issu de la désagrégation d'anciens organismes vivants.
Aux
différents types de gaz naturels cités ci-après, on pourrait adjoindre le biogaz, un substitut
renouvelable.
Le gaz conventionnel non associé
C'est la forme la plus exploité du gaz naturel.
Son processus de formation est similaire à celui
du pétrole.
On distingue le gaz thermogénique primaire, issue directement de la pyrolyse du
kérogène et le gaz thermogénique secondaire, formé par la pyrolyse du pétrole.
Le gaz associé
Il s'agit du gaz présent en solution dans le pétrole.
Il est séparé lors de l'extraction de ce dernier.
Pendant longtemps, il était considéré comme un déchet et détruit en torchère, ce qui constitue
un gaspillage de ressource énergétiques non renouvelables et une pollution inutile.
Gaz biogéniques
Le gaz biogénique est issu de la fermentation par les bactéries de sédiments organiques.
A
l'instar de la tourbe, c'est un combustible fossile mais dont le cycle est relativement rapide.
Gaz de charbon
Le charbon contient naturellement du méthane et du dioxyde de carbone dans ses porcs.
Historiquement ce gaz a surtout été connu pour la menace mortel qu'il présente sur la sécurité
des mineurs ; il est alors resté dans a mémoire collective sous le nom de "grisou"
Gaz de schiste
Sertains schistes contiennent aussi du méthane piégé dans leurs fissurations.
Ce gaz es formé
par la dégradation du kérogène présent dans le schiste, mais comme pour le gaz de charbon, il
existe deux grandes différences par rapport aux réserves de gaz conventionnel.
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Hydrates
Les hydrates de méthane sont des glaces contenant du méthane prisonnier.
Ils sont issus de
l'accumulation relativement récente de glace contenant des déchets organiques, la dégradation
est biogénique.
II.
OPERATION DE BASE DE L’INDUSTRIE DU PETROLE ET DU GAZ
NATUREL
Le gaz naturel et le pétrole brut sont souvent associés et extraits simultanément des mêmes
gisements, ou encore des mêmes zones de production.
L'exploration (recherche de gisements)
et l'extraction du gaz naturel utilisent des techniques à peu près identiques à celles de l'industrie
du pétrole.
Une grande partie des gisements de gaz connus à travers le monde a d'ailleurs été
trouvé au cours de campagnes d'exploration dont l'objectif était de trouver du pétrole.
A.
L'industrie du pétrole
L’industrie froliage distolvin schématiquement en « amont » (exploration, production) et en
« aval » (raffinage, distribution)
1.
En amont
L'exploration, c'est-à-dire la recherche de gisements et la production sont souvent associées.
L'exploration commence par la connaissance géologique de la région, puis passe par l'étude
détaillée des structures géologiques (principalement par imagerie sismique, même si la
magnétométrie et la gravitométrie peuvent être utilisées) et la réalisation de puits.
On parle d'exploration « frontière » lorsque la région n'a pas encore de réserve mondiale
prouvée, le risque est alors très élevé mais le prix d'entrée est faible, et le retour peut être
important.
La production, ou plutôt l'extraction du pétrole, peut-être une opération complexe : pour
maximiser la production finale, il faut gérer un réservoir composé de différents liquides aux
propriétés physico-chimiques très différentes (densité, fluidité, température de combustion et
toxicité, entre autres).
Au cours de la vie d'un gisement, on ouvre de nouveaux puits pour
accéder aux poches restées inexploitées.
En règle générale, on injecte de l'eau et/ou du gaz dans
le gisement, via des puits distincts de ceux qui extraient le pétrole.
Une mauvaise stratégie
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d'exploitation (mauvais emplacement des puits, injection inadaptée, production trop rapide)
peut diminuer de façon irréversible la quantité de pétrole extractible.
Par exemple, l'interface
entre la nappe de pétrole et celle d'un liquide chargé en soufre peut être brisée par simple
brassage, polluant ainsi le pétrole.
2.
En aval
Comment traite-t-on un brut, ce mélange de molécules des plus légères aux plus lourdes ?
On va le chauffer et provoquer son évaporation progressive.
Par exemple, quand on chauffe un
fond de casserole d'eau, de petites bulles apparaissent d'abord avant 100 °C: ce sont les gaz
dissous dans l'eau qui s'échappent.
Puis, à 100 °C, l'eau bout à gros bouillons et s'évapore
complètement.
Au fond de la casserole, on trouve des résidus blanchâtres de sels qu'il faudrait
chauffer à très haute température pour les vaporiser.
Pour le pétrole, c'est le même principe pour
le raffinage.
Le raffinage consistait simplement, à l'origine, en la distillation ou le
fractionnement du pétrole (procédé de séparation....
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