Pic Petrolier


Le pic pétrolier


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Le pétrole est omniprésent dans nos sociétés depuis la révolution industrielle. En 2015, les produits pétroliers raffinés ont assuré 45,1% de la consommation d'énergie finale en France, d'après le Ministère de l'Environnement.

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Mais le pétrole est, on le sait, une énergie fossile. Petit à petit, les réserves pétrolières dans le monde s'épuisent. Les récentes prises de conscience de l'impact de l'activité humaine sur l'environnement se sont accompagnées d'une prise de conscience de la finitude de nos ressources fossiles. Les collapsologues ont fait de l'épuisement du pétrole le pilier de leur argumentation. "Le déclin du pétrole entraînera donc le déclin de toutes les autres énergies", écrivait Pablo Servigne.
On entend de plus en plus parler de "pic pétrolier". Mais qu'est-ce que cela veut dire ? Quelles sont les prévisions actuelles ? La fin du pétrole entraînera-t-elle forcément la chute de nos civilisations modernes ? C'est à ces questions que nous allons tenter d'apporter des réponses dans cet article.

Pourquoi le pétrole est-il autant omniprésent ?

Avant de s'intéresser au pic pétrolier et à ses conséquences, il nous faut faire quelques rappels sur le pétrole en lui-même. Pourquoi l'utilise-t-on autant ? Les deux avantages principaux du pétrole résident dans le fait qu'il soit si simple à transporter, et qu'il possède une densité énergétique élevée.

Mais l'hydrogène n'est-il pas plus dense énergétiquement que le pétrole ?

En effet ! L'hydrogène est environ trois fois plus dense que le pétrole. La raison pour laquelle il n'est pas autant utilisé réside à la fois dans sa dangerosité (hautement explosif), et à la fois dans le fait que son transport soit plus difficile.

En outre, le pétrole permet de se déplacer à bas coûts. Le véhicule électrique est, aujourd'hui, encore plus cher à l'achat qu'un véhicule thermique (mais les coûts diminuent progressivement), quand bien même sur le long terme il revient moins cher (en matière de prix à la pompe/recharge, rouler en électrique est plus avantageux que de se déplacer en thermique). L'hydrogène, quant à lui, est bien plus cher à la pompe. En se basant sur les caractéristiques de la Toyota Mirai, un véhicule à hydrogène consomme 0,76 kg d'hydrogènes pour 100 kilomètres. Avec un prix de 15 euros le kilogramme, parcourir 100 kilomètres coûte 11.4 euros. En 2018, une voiture particulière à essence consommait en moyenne 7,18 litres aux 100 kilomètres et une voiture diesel 6,01.

Un point sur la situation actuelle

En 2018, les données de la BP indiquent que la consommation mondiale de pétrole a progressé de 1,5% entre 2017 et 2018, poursuivant ainsi un mouvement régulier de hausse depuis 10 ans (avec une croissance, en moyenne, de 1,2%).

En 2017, 98,186 millions de barils de pétrole étaient consommés chaque jour, soit environ 36 milliards de barils consommés annuellement. Et comme indiqué précédemment, ce nombre ne cesse de croître années après années.

En France, ce sont 1,615 millions de barils de pétrole qui ont été consommés chaque jour, soit environ 590 millions en 2017. Cela représente environ 1,6% de la consommation mondiale (alors que la France représente environ 0.89% de la population mondiale).

Les différentes utilisations du pétrole

Le pétrole est utilisé dans bien des domaines. Le premier domaine auquel on pense est le transport. En effet, environ 60% du pétrole extrait du sous-sol est utilisé dans la mobilité (des personnes comme des marchandises).

Nos infrastructures sont, à l'heure actuelle, très dépendantes du pétrole :

  • les transports maritimes et aériens sont dépendants du pétrole à 100%
  • Les transports terrestres le sont à 98%.
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Mais le pétrole n'est pas utilisé que pour les transports. Il est aussi utilisé pour alimenter des chaudières industrielles ou de logement, des moteurs d'engins de chantier, etc.

En outre, la pétrochimie représentait en 2017 14% de la consommation mondiale de pétrole (environ 13 millions de barils de pétrole chaque jour). La pétrochimie est donc le second consommateur de pétrole après les transports (56%) précédemment évoqués. En outre, elle représente le tiers des besoins industriels en énergie et demeure le troisième émetteur mondial de CO2 industriel.

Mais le pétrole est également utilisé dans des domaines non énergétiques ; c'est le cas, par exemple, des plastiques, de solvants, de détergents, du bitume, de textiles synthétiques…

En bref, le pétrole est omniprésent.

Comment se forme le pétrole ?

Voyons comment se forme le pétrole. La matière organique issue d'êtres vivants (animaux, végétaux..) est composée majoritairement de carbone, d'hydrogène et d'azote, formant la biomasse. Une faible partie (plus de 99% étant détruite par des bactéries) va se déposer au fond des milieux aquatiques. Mélangée à des matières minérales, cette biomasse va créer des boues de sédimentation qui vont s'accumuler. Sous l'action de bactéries qui vont en extraire l'oxygène et l'azote, cette biomasse va se transformer en kérogène, qui contient surtout du carbone et de l'hydrogène. Piégé dans une roche mère, il va s'enfouir plus profondément dans le sous-sol, subir un craquage thermique sous l'effet d'une pression et de températures de plus en plus élevées, et se transformer en partie en hydrocarbures (molécules exclusivement composées de carbone et d'hydrogène). Ce mélange d'hydrocarbures liquides est appelé le pétrole brut. A noter que des hydrocarbures sous forme gazeuses sont également générés au cours du processus.

Un point sur les différents types de pétrole

Il existe différents "type de pétrole. Jean-Marc Jancovici les détaille dans cet article :

  • Le pétrole conventionnel est le pétrole contenu dans une roche réservoir, et exploité à terre avec moins de 500 mètres de profondeur sous la plateforme. Il a parcouru le cycle complet de la formation du pétrole détaillé ci-dessus.
  • Le pétrole offshore, qui se trouve sous les océans, n'est pas différent du pétrole dit conventionnel. Ici, ce sont les conditions d'exploitations qui le seront.
  • De même, l'offshore profond est toujours identique au pétrole conventionnel. Simplement, son exploitation technique est beaucoup plus difficile, puisque plus de 500 mètres d'eau séparent le gisement de la plateforme.
  • Les sables bitumineux, que l'on trouve surtout au Canada (deux tiers des dépôts de bitume identifiés dans le monde s'y trouvent) contiennent du bitume (un mélange d'hydrocarbures) dans du sable. Pour l'exploiter, on séparera donc d'abord le sable du bitume en le faisant fondre. La proportion d'hydrogène étant plus faible que dans le pétrole ordinaire, il faudra en rajouter. La multiplication d'étapes dans le processus de production fera que se pétrole aura un taux de retour énergétique plus faible que le pétrole conventionnel (nous reviendrons sur cette notion).
  • Le pétrole extra-lourd a une plus grande teneur en hydrogène que le bitume. Sa particularité réside également dans sa viscosité. S'il est fluide dans son gisement, il peut être extrait par pompage (mais il faudra prendre en compte cette viscosité). S'il est dur, il faudra le fluidifier grâce à de la vapeur. 90% des réserves de pétrole extra-lourd dans le monde se situent au Venezuela.
  • On retrouve également les huiles de schiste. Cela consiste en du kérogène incomplètement transformé. Il faudra alors effectuer le processus de pyrolyse (le craquage thermique) manuellement. Le processus, coûteux en énergie, rend son exploitation difficile.
  • Enfin, à ne pas confondre avec les huiles de schiste précédemment citées, on retrouve le pétrole de schiste, pétrole léger contenu dans des roches poreuses de faible perméabilité. Pour extraire ce pétrole, on utilise une technique de fracturation hydraulique, similaire à celle utilisée pour l'exploitation du gaz de schiste.

Qu'est-ce que le pic pétrolier ?

Le pic pétrolier, aussi appelé "peak oil" désigne le moment où la production mondiale de pétrole plafonne en volume, avant de commencer à décliner inexorablement, en raison de l'épuisement progressif des réserves.

Marion King Hubbert, géophysicien américain, fut le première à théoriser le principe de pic pétrolier. Il est à l'origine de la Courbe de Hubbert qui modélise la production de pétrole dans le temps. Cette courbe en cloche passe par un maximum, avant de décliner, et est relativement symétrique par rapport à ce maximum. En voici une représentation :

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A partir du pic pétrolier, l'offre de pétrole est donc inférieure à la demande de pétrole, créant une situation de pénurie.

Les prévisions de Hubbert

MK. Hubbert, cité précédemment, calcula en 1956 que la production américaine de pétrole culminerait vers les années 1970, avant de commencer à décroître inexorablement. Il apparut qu'il avait raison… jusqu'à l'essor du pétrole de schiste.

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Globalement, il apparaît que les prévisions de Hubbert étaient bien trop pessimistes :

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Le pic de production du pétrole conventionnel

La production mondiale de pétrole conventionnel a franchi un pic en 2008 à 68 millions de barils par jour, et a décliné depuis d'un peu plus de 2.5 millions de barils par jour, explique l'AIE, l'Agence Internationale de l'Energie, expliquant que ce déclin ne sera probablement pas interrompu. Ainsi, le pic de production du pétrole conventionnel est déjà atteint. Pour autant, cela ne signifie pas que le pic pétrolier tout court, dit "all-oil" est lui-même atteint. Comme vu précédemment, il existe plusieurs types de pétrole.

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Simulation de la production mondiale de liquides de 1870 à 2100 (« Transport energy futures: long-term oil supply trends and projections », page 205)

Pour quand est prévu le pic "all-oil", donc ?

Les prédictions autour du pic pétrolier sont nombreuses. Fin 2018, l'AIE expliquait dans un rapport qu'un pic pétrolier serait probable d'ici 2025 , à moins que les extractions de pétrole de schiste ne soient multipliées par 2 ou 3 ce qui, en l'état, semble difficile.

Le cabinet WoodMackenzie, société de recherche et de conseils dans le secteur de l'énergie, estime quant à lui que le pic pétrolier mondial serait atteint en 2036. La plupart des compagnies pétrolières estiment que le pic pétrolier aura lieu à une date proche de 2040.
BP, société pétrolière britannique mondialement reconnue tend à rejoindre la prévision précédente, estimant que le pic pétrolier sera atteint dans la décennie 2030.
Shell estiment, eux, que le pic sera atteint à la fin de la décennie 2020. Equinor, compagnie pétrolière norvégienne, rejoint cette prédiction.

Enfin, la Russie et l'Arabie Saoudite déclarent que le pic pétrolier aura lieu après 2050. Notons que, pour des considérations géopolitiques, ces déclarations sont à prendre avec des pincettes. Le volume des réserves est un sujet sensible pour les pays producteurs.

On constate donc que les prévisions sont multiples et que, si l'on sait que le pic pétrolier aura bel et bien lieu, il est très compliqué de le prévoir avec certitude. Le développement de la production d'hydrocarbures non conventionnels, et la découverte de gisements sont deux grandes incertitudes, de même que l'évolution de la demande, avec notamment le développement du véhicule électrique.

Découvre-t-on beaucoup de nouveaux gisements ?

La découverte, ou non, de nouveaux gisements est une question centrale. Les réserves déclarées de l'Arabie Saoudite sont passées de 170 à 258 milliards de barils entre 1989 et 1990 (même si, comme précisé précédemment, ces chiffres peuvent être questionnés).

Cependant, au niveau mondial, les découvertes tendent à se faire plus rare. Regardons l'évolution des découvertes de nouveaux gisements depuis 1900, en milliards de barils par an :

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(graphique par Exxon Mobile, en 2007)

C'est dans les années 1960 que les découvertes étaient les plus nombreuses, avec un pic à 60 milliards de barils équivalent pétrole en une année. Cependant, depuis, les découvertes baissent. Les années 1980 représentent une rupture majeure, puisque les découvertes se sont alors faites plus faibles que la consommation de pétrole. Autrement dit, les stocks ne font que diminuer. Voici des données plus récentes :

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Les découvertes de pétrole ne permettront pas de grandement faire reculer la date du pic pétrolier.

L'impact du taux de retour énergétique

Pour évaluer si un gisement est économiquement exploitable ou non, on se basera beaucoup sur le Taux de Retour Energetique, aussi appelé TRE ou EROI/EROEI (Energy Return On Investment/On Energy Invested). Il s'agit du ratio d'énergie dépensée pour obtenir une unité de ladite énergie. Autrement dit, pour calculer le TRE on divise l'énergie utilisable par l'énergie dépensée pour l'obtenir. Si un TRE est inférieur ou égal à 1, on parle de puit d'énergie, autrement dit le gisement ne peut être considéré comme rentable. A mesure que les gisements sont exploités, il faut alors creuser plus profondément, et le taux de retour énergétique baisse. En outre, les pétroles non conventionnels disposent de taux de retour énergétique bien plus faibles, ce qui rend leur exploitation plus coûteuse et moins rentable.

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Cependant, un pic pétrolier aurait pour impact d'augmenter le prix du baril (nous y reviendrons par la suite). Ce faisant, des gisements alors considérés comme inexploitables le deviendraient.

En outre, la baisse du TRE/EROI n'est pas toujours un indicateur pertinent de faillite du secteur pétrolier. Dès lors que la source d'énergie primaire est changée, ce "taux de retour énergétique" n'a plus de sens. Basiquement, pour extraire le pétrole conventionnel on a besoin d'une pompe. Pompe qui peut marcher à l'électricité, par exemple. Si l'on change d'énergie primaire, le TRE n'est alors plus un indicateur pertinent.
Il est alors possible d'utiliser des SMR (petits réacteurs nucléaires modulaires) pour exploiter des gisements à faible TRE (voire à TRE inférieur à 1). C'est ce que prévoit de faire la Russie, par exemple, avec des "centrales flottantes".

Il convient donc de nuancer les propos sur le pic pétrolier. Il est possible que la fin du pétrole doive être choisie, et non subie, ou du moins que le pic pétrolier survienne plus tard que prévu ci-dessus. Ce qui, du point de vue climatique, serait une catastrophe. Cependant ce scénario est assez hypothétique, dans le sens où l'on ne peut pas prévoir le montant des investissements nécessaires ou leur rapidité… Intéressons-nous donc plutôt aux conséquences d'un pic pétrolier.

Quelles seraient les conséquences économiques d'un pic pétrolier ?

Le monde est très dépendant du pétrole, actuellement. Si la production venait à diminuer, on serait sans nul doute face à de sérieuses répercussions économiques. On sait qu'il existe encore une forte corrélation entre la croissance économique et la production mondiale de pétrole, comme l'illustre le graphique ci-dessous.

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Les récessions sont presque toujours plus ou moins corrélées au prix du pétrole :

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En cas de déplétion de la production de pétrole, l'offre serait située de manière pérenne sous la demande. Assez simplement, cela conduirait donc à voir le prix du pétrole s'envoler (loi de l'offre et de la demande). L'ADEME et l'Agence Internationale de l'Energie estiment ainsi que dans le cas où un pic pétrolier "all-oil" aurait lieu en 2025, le prix au baril serait de 134 dollars en 2030, et de 231 dollars en 2050. L'ADEME explique qu'un prix du baril de pétrole supérieur à 100 dollars forcerait les gouvernements à réagir.

A mesure que la déplétion se creusera, le prix augmentera. Notons toutefois que les récessions éventuelles auraient pour effet de faire temporairement baisser les prix (la demande diminuant). Si celles-ci sont régulières, on peut s'attendre à une forte volatilité du prix du pétrole durant ces périodes.

Le pic pétrolier, une aubaine pour le climat et la décarbonisation de notre économie

Cependant, le pic pétrolier et donc la hausse de son prix aurait, à certains égards, des effets très positifs.

En effet, les substituts du pétrole (électrification, par exemple) seraient alors dotés d'un avantage comparatif économique (pour les différents acteurs, essayant de rester rentables) et stratégique (pour les états, notamment, en vue d'une indépendance vis-à-vis des fluctuations du prix du pétrole) substantiels.

Ainsi l'ADEME, toujours, explique qu'en 2050, du fait de l'augmentation du prix du pétrole 28% des véhicules seront électriques et 38% seront hybrides. Soit les deux tiers du parc.

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De même, l'ADEME prévoit une augmentation sensible du transport ferré et fluvial, en parallèle d'une baisse du transport routier.

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Globalement, l'ADEME prévoit, du fait du pic pétrolier et d'économies d'énergie qui en résulteront, une baisse de la demande énergétique

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Il a en effet, par le passé, été vérifié empiriquement qu'une hausse du prix du pétrole s'accompagnait de mesures de décarbonisation.

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Ainsi, on observe bien l'impact sur nos émissions de carbone de de la crise de 1973. A partir de cette date, nos émissions ont considérablement baissé dans presque tous les domaines. Et notamment celui de l'électricité, la décennie 1970 étant celle du développement de l'industrie électro-nucléaire en France :

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En réalité, le pic pétrolier n'est pas du tout une fatalité. Il pourrait être l'occasion, pour nous, de mettre en oeuvre d'ambitieuses mesures de décarbonisation. Si nos économies modernes sont pour le moment largement dépendantes du pétrole, on sait tout à fait le substituer dans tous les domaines : électrification, hydrogène, recours au gaz, biocarburants, plastiques bio-sourcés, conversion de la pétrochimie vers la chimie verte… tant d'éléments qui, progressivement, du fait de la baisse de la production de pétrole et de l'augmentation du prix de ce dernier seront dotés d'avantages comparatifs croissants. Substituer le pétrole générerait même croissance et emplois (la tâche supposant de lourds investissements, et le développement massif d'une industrie décarbonée). Ce serait, en cas de crise économique provoquée par un pic pétrolier, sûrement la meilleure porte de sortie.

Conclusion

Ainsi a-t-on ici abordé les différentes questions relatives au pic pétrolier : son utilité, sa formation, sa production, l'impact actuel de sa consommation, l'évolution de sa production, les différents "types de pétroles", les différentes tentatives de prévisions du pic pétrolier, les limites du taux de retour énergétique, pour finir sur son impact économique et les points positifs de sa raréfaction.

Nous avons pu voir que, contrairement à ce que d'aucuns proclament, "pic pétrolier" ne signifie pas "disparition soudaine du pétrole", ni "effondrement civilisationnel". S'il convient, évidemment, de se préparer à l'impact du pic pétrolier sur notre société en préparant à l'avance de vastes plans de décarbonisation de notre économie (électrification, etc) pour diminuer l'impact de la crise que suscitera le pic pétrolier et aussi parce qu'il serait déraisonnable d'atteindre le pic pour se mettre à décarboner (il faut s'y mettre le plus vite possible), sa raréfaction et donc, la hausse de son prix, peut en réalité être vue comme une aubaine du point du vue écologique, dotant alors ses substituts, décarbonés, d'un avantage comparatif certain ce qui favorisera l'adoption de technologies décarbonées.




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