Pétrole

alt=Flasque comprenant du pétrole brut|vignette|Pétrole brut.

Le pétrole est un liquide naturel d’origine fossile composé d'une multitude de composés organiques, essentiellement des hydrocarbures, piégée dans des formations géologiques particulières. Il permet, une fois raffiné, de produire divers carburants, comme l'essence ou les diesels, des gaz, butanes et propanes et divers combustibles. Il est classé dans les ressources énergétiques fossiles.

Le pétrole (en latin , du grec , « roche », et du latin , « huile »), dit aussi naphte dans l'Antiquité, est, dans son gisement, fréquemment associé à des fractions légères qui se séparent spontanément du liquide à la pression atmosphérique, ainsi que diverses impuretés comme le dioxyde de carbone, le sulfure d'hydrogène, l'eau de formation et des traces métalliques.

L'exploitation de cette source d'énergie fossile et d'hydrocarbures est l’un des piliers des économies industrielles, car le pétrole fournit la quasi-totalité des carburants liquides tandis que le naphta produit par le raffinage est à la base de la pétrochimie, dont sont issus un très grand nombre de matériaux usuels et que les fractions les plus lourdes conduisent aux bitumes, paraffines et lubrifiants.

vignette|Chevalet de pompage à Lubbock, Texas, aux États-Unis.

Représentant 30,2 % de l'énergie primaire consommée en 2023, le pétrole est la source d'énergie la plus utilisée dans le monde devant le charbon (27,8 %) et le gaz naturel (22,7 %), mais sa part a fortement reculé : elle atteignait 37,2 % en 1990.

L'exploitation pétrolière a des conséquences négatives importantes sur le plan environnemental et social. L'extraction, le raffinage et la combustion des carburants pétroliers libèrent de grandes quantités de gaz à effet de serre, ce qui fait du pétrole l'un des principaux responsables du changement climatique. L'Agence internationale de l'énergie évalue les émissions mondiales de gaz à effet de serre dues à la combustion du pétrole à (millions de tonnes) d'équivalent en 2024, en progression de 36,5 % depuis 1990 ; ces émissions représentent 32,4 % des émissions dues à la combustion en 2024, contre 43,8 % pour le charbon et 21,5 % pour le gaz naturel ; leur part atteignait 40,5 % en 1990. Les principaux pays responsables de ces émissions sont les États-Unis (16,2 % du total mondial), la Chine (14,0 %) et l'Inde (5,9 %). L'exploitation du pétrole dans son ensemble a des conséquences sociales directes, telle que guerres ou des actions politiques, marées noires, pollution des sites d'exploitation, etc. ; et indirectes : migrations liées au changement climatique, déclin de la biodiversité, etc. Ses produits dérivés sont également source de pollution.

vignette|Pollution de plastiques sur une plage.

Les réserves mondiales prouvées de pétrole atteignaient (milliards de tonnes) en 2022, selon l'Agence fédérale allemande pour les sciences de la Terre et les matières premières (BGR), en progression de 17 % par rapport à 2010. Elles représentaient 57 années de production au rythme de 2022, soit . Les pays de l'OPEP détiennent 70,1 % des réserves mondiales.

La production mondiale de pétrole en 2025 est estimée par l'Energy Institute à , en progression de 7,8 % en dix ans, dont 34,4 % produits par les pays membres de l'OPEP ; les trois principaux producteurs totalisaient 41,4 % de la production mondiale : États-Unis (18,9 %), Arabie saoudite (11,4 %) et Russie (11,1 %). Les principaux importateurs de pétrole sont la Chine, l'Europe, l'Inde et le Japon ; les principaux exportateurs sont l'Arabie saoudite, la Russie, les Émirats arabes unis, le Canada et l'Irak.

Étymologie Le substantif masculin [consulté le 2017]. [consulté le 2017].Entrée () des Dictionnaires de français [en ligne], sur le site des éditions Larousse [consulté le 2017].Entrée . pétrole est un emprunt au latin médiéval , proprement , composé de et , respectivement et en latin classique.

Types et qualité du pétrole Chaque gisement pétrolier recèle une qualité particulière de pétrole, déterminée par la proportion relative en molécules lourdes et légères, mais aussi par la quantité d'impuretés. L'industrie pétrolière caractérise la qualité d'un pétrole à l'aide de sa densité API (en °API), correspondant à sa « légèreté » : un pétrole brut de moins de est plus dense que l'eau et correspond à un bitume, tandis qu'une huile de plus de correspond à un brut léger. Les pétroles compris entre étaient dits conventionnels, tandis qu'en dehors de cet intervalle les pétroles étaient dits non conventionnels ; cette définition est néanmoins évolutive car les technologies actuelles permettent de traiter par des procédés standards des pétroles jusqu'alors considérés comme exotiques ; les condensats, situés au-delà des , en sont une bonne illustration.

gauche|vignette|Affleurement de sable bitumineux à Trinité-et-Tobago.

Les diverses catégories de pétrole non conventionnel constituent aujourd'hui un axe majeur du développement de l'industrie pétrolière. Une de ces catégories est le pétrole brut de synthèse issu du schiste bitumineux et des sables bitumineux.

L'Agence fédérale allemande pour les sciences de la Terre et les matières premières (BGR) estime les réserves de sables bitumineux fin 2022 à (milliards de tonnes), dont au Venezuela et au Canada). L'intégration du pétrole de schiste a fortement augmenté les réserves des États-Unis, dont elles représentent 38 % en 2022. Les réserves de sables bitumineux de l'Athabasca, dans la province de l'Alberta au Canada, dépassent de loin les réserves de brut conventionnel canadien, estimées à . ; mais sur les de réserves de sables bitumineux canadiens, seulement étaient en exploitation en 2020 BP Statistical Review of World Energy 2021 - 70th edition (page 16), , BP, .

Si les quantités sont jugées impressionnantes, la rentabilité économique de l'exploitation de ces gisements est sensiblement inférieure à celle des champs pétroliers de brut conventionnel du Moyen-Orient, avec des coûts d'exploitation de par barilLes sables bitumineux du Canada – Perspectives et défis jusqu'en 2015 : mise à jour, Office National canadien de l'Énergie. contre quelques USD par baril en Arabie saoudite. Mais les coûts complets de production, y compris investissements, sont beaucoup plus élevés, entre 40 et 80 Dollars canadiens par baril Production cost and the Canadian oil sands in a lower price environment, IHS Markit, 17 février 2016.. Les chiffres sont assez variables à ce sujet, tout en restant nettement plus élevés que ceux des productions traditionnelles. En 2011, le cours du baril à proximité de rendait toutes ces opérations très rentables, ce qui n'est plus le cas en 2015 avec l'effondrement des cours du pétrole à par baril, et encore moins début 2020 avec la chute de 45 % à environ le baril.

Par ailleurs, l'exploitation (production et raffinage primaire) des sables bitumineux est fortement polluante (air, eau, sol et est de ce fait fortement contestée tant au niveau de la production que des échanges.

D'autres variétés de pétrole non conventionnelles sont également envisagées, telles que le charbon liquéfié, l'essence synthétique et les pétroles issus de la biomasse.

Géologie Le pétrole, tout comme le charbon, s'est formé par la décomposition de résidus d'organismes vivants qui se sont transformés en pétrole par des processus chimiques (pyrolyse) sur des millions d'années. Des scientifiques ont réussi à produire du pétrole à l'aide de certains types d'algues, sur des périodes bien plus courtes..

Formation Le pétrole est un produit de l'histoire géologique d’une région., particulièrement de la succession de trois conditions : l'accumulation de matière organique, provenant de la décomposition d'organismes marins (principalement de plancton) accumulés dans des bassins sédimentaires, au fond des océans, des lacs et des deltas ; sa maturation en hydrocarbures ; son emprisonnement.

De grandes quantités de pétrole se sont ainsi formées il y a 20 à 350 millions d’années. Ensuite, le gisement de pétrole peut être entraîné dans la tectonique des plaques, être enfoui plus profondément et se pyrolyser à nouveau, donnant un gisement de gaz naturel - on parle alors de « gaz thermogénique secondaire », par opposition au « gaz thermogénique primaire » formé directement par pyrolyse du kérogène. Le gisement peut également fuir, et le pétrole migrer à nouveau, vers la surface ou un autre piège.

Il faut ainsi un concours de circonstances favorables pour que se forme un gisement de pétrole (ou de gaz), ce qui explique d’une part que seule une infime partie de la matière organique formée au cours des ères géologiques ait été transformée en énergie fossile et, d’autre part, que ces précieuses ressources soient réparties de manière très disparate dans le monde.

Accumulation de matière organique En règle générale, la biosphère recycle la quasi-totalité des sous-produits et débris. Cependant, une petite minorité de la matière « morte » sédimente, c’est-à-dire qu’elle s'accumule par gravité et est enfouie au sein de la matière minérale, et dès lors coupée de la biosphère. Ce phénomène concerne des environnements particuliers, tels que les endroits confinés (milieux paraliques : lagunes, deltas…), surtout en milieu tropical et lors de périodes de réchauffement climatique intense (comme le silurien, le jurassique et le crétacé), où le volume de débris organiques excède la capacité de « recyclage » de l’écosystème local. C’est durant ces périodes que ces sédiments riches en matières organiques (surtout des lipides) s’accumulent.

Maturation de la matière organique

Au fur et à mesure que des couches de sédiments se déposent peu à peu au-dessus de cette strate riche en matières organiques, la « roche-mère » ou « roche-source », croît en température et en pression. Dans ces conditions, avec certaines bactéries anaérobies, la matière organique se transforme en kérogène, un « extrait sec » disséminé dans la roche sous forme de petits grumeaux. Si la température devient suffisante (le seuil est à au moins , généralement plus en fonction de la nature de la roche et du kérogène), et si le milieu est réducteur, le kérogène sera pyrolysé, extrêmement lentementFiche pédagogique : Formation du pétrole, Connaissance des énergies, 23 mars 2015..

Le kérogène produit du pétrole et/ou du « gaz naturel », qui sont des matières plus riches en hydrogène, selon sa composition et les conditions d’enfouissement. Si la pression devient suffisante, ces fluides s’échappent, dans un processus qu’on appelle la migration primaire. En général, la roche source a plusieurs dizaines, voire centaines de millions d’années quand cette migration se produit. Le kérogène lui-même reste en place, appauvri en hydrogène.

Piégeage des hydrocarbures

vignette|Schéma d'un piège à pétrole anticlinal. Quant aux hydrocarbures expulsés, moins denses que l’eau, ils s’échappent en règle générale jusqu’à la surface de la Terre où ils sont oxydés, ou bio dégradés (ce dernier cas donne des sables bitumineux), mais une minime quantité est piégée : elle se retrouve dans une roche réservoir, zone perméable (généralement du sable, des carbonates ou des dolomites) d'où il ne peut s’échapper à cause d’une roche couverture couche imperméable (composée d’argile, de schiste et d'évaporites), la « roche piège » formant une structure-piège.

Il existe plusieurs types de pièges. Les plus grands gisements sont en général logés dans des pièges anticlinaux. On trouve aussi des pièges sur faille ou mixtes anticlinal-faille, des pièges formés par la traversée des couches par un dôme salin, ou encore créés par un récif corallien fossilisé.

Théorie du pétrole abiotique