vignette|Une torchère en Thaïlande.|alt=Une torchère en Thaïlande
Le , ou brûlage, est l'action de brûler intentionnellement dans des torchères le gaz naturel, sans valorisation de son énergie. Les professionnels emploient fréquemment l'anglicisme . Cette pratique concerne principalement le gaz associé, c'est-à-dire le gaz dissous dans le pétrole et séparé lors de l'extraction de celui-ci, pour lequel il n'existe pas de débouchés commerciaux. Elle peut aussi intervenir en urgence (par exemple à la suite de pannes), dans des installations qui, en temps normal, valorisent le gaz. Il est aussi pratiqué en aval, pour détruire des excès de gaz combustibles, par exemple dans des raffineries. Par extension, on peut y inclure la destruction de gaz de décharge ou de grisou.
Le torchage du gaz naturel représente la destruction sans contrepartie économique d'une ressource énergétique non renouvelable : c'est environ 3,5 % de la production mondiale de gaz naturel qui est ainsi perdue. Il est aussi la cause d'une émission de gaz à effet de serre (dioxyde de carbone et méthane) considérable, contribuant ainsi au réchauffement climatique. C'est aussi une source de suie, de pluies acides, et de pollution lumineuse, avec des conséquences sur la santé humaine et sur les écosystèmes locaux. Rejeter le gaz naturel dans l'atmosphère sans le brûler a cependant un effet encore plus important sur le climat.
Les initiatives visant à réduire le torchage ont principalement été menées par la Banque mondiale. Les obstacles techniques, économiques et politiques restent nombreux, et les progrès sont relativement lents, et très inégaux entre les pays.
Généralités Définitions Le torchage est la destruction contrôlée et volontaire d'un gaz combustible dans une torchère. Cette opération brûle le gaz sans utiliser son énergie d'aucune façon. Le torchage de gaz naturel, et d'autres gaz combustibles, existe à différentes étapes de la chaîne pétrolière.
Le torchage concerne le gaz associé, c'est-à-dire le gaz naturel présent en solution dans le pétrole, qui s'en échappe en raison de la chute de pression à la sortie du puits. Une grandeur importante pour l'industrie pétrolière est le rapport gaz-pétrole, c'est-à-dire la quantité de gaz associé récupéré avec un baril de pétrole. Ce chiffre est très variable d'un gisement à l'autre, et d'une région productrice à l'autre. À titre d'exemple, au Nigeria, un mètre cube de pétrole s'accompagne en moyenne de de gaz naturel (mesuré dans les CNTP)..
Le torchage concerne le gaz détruit dans les raffineries de pétrole, dans les terminaux de gaz naturel liquéfié On peut étendre sa définition en incluant les gaz de composition similaires au gaz naturel, comme les gaz de décharge et les gaz de mines de charbon, eux aussi ponctuellement détruits en torchère. Mais, même avec cette définition, l'aval ne génère que 9,4 % du torchage, le secteur amont étant très prépondérant.
Le torchage (ou ) se distingue de celui d'urgence. Dans le premier cas, le torchage est continu et fait partie du fonctionnement normal de l'installation (c'est le cas pour la très grande majorité de la destruction de gaz associé en amont). Dans le second cas, il s'agit d'une mesure d'urgence, en cas de panne ou pendant certaines opérations de maintenance..
Motivations Le gaz naturel est un combustible très important, représentant 23,5 % de l'énergie primaire totale consommée dans le monde en 2019.. Ainsi, sa destruction volontaire semble paradoxale. Les raisons qui amènent à torcher le gaz naturel associé au lieu de le vendre sont logistiques et économiques. Le marché local du gaz naturel peut être inexistant ou déjà saturé.. La région peut manquer d'infrastructures gazières. D'un point de vue logistique, récupérer le gaz associé demande beaucoup d'équipement, car la production est souvent dispersée entre un grand nombre de puits, dont le débit individuel est faible et irrégulier. La séparation du gaz et du pétrole se fait sous une pression assez faible. Commercialiser le gaz associé implique donc de construire de nombreux compresseurs et un réseau de canalisations pour rassembler la production. Ces opérations sont coûteuses. Pour cette raison, même lorsqu'une demande de gaz naturel est présente dans la région, il est souvent plus lucratif d'y répondre en mettant en production un gisement de gaz non-associé, qui fournira une quantité importante de gaz sous forte pression depuis un petit nombre de puits, plutôt que de valoriser le gaz associé..
Sur certains marchés, comme en Russie, le prix du gaz est maintenu artificiellement bas, ce qui dissuade la monétisation du gaz associé L'augmentation du prix du gaz pourrait diminuer le torchage, New Scientist Environment and Reuters, juillet 2007..
Par ailleurs, le gaz naturel peut contenir des quantités variables de , d'H2S et autres constituants qui le rendent inutilisable ; l'exploitant est alors contraint, pour le vendre ou l'utiliser, d'investir dans une unité de purification, avec des coûts supplémentaires. C'est particulièrement le cas au Moyen-Orient, où les gaz associés contiennent souvent beaucoup de soufre..
Aspects techniques vignette|gauche|class=skin-invert-image|Éléments d'une torchère.|alt=Schéma. Le gaz est séparé du pétrole, déshumidifié, et envoyé vers la cheminée, il y a un allumeur au sommet.
Les torchères doivent être conçues pour obtenir une combustion la plus complète possible du gaz, normalement au-delà de 98 %. La conception typique d'une torchère comprend un tube principal nourri par le gaz à détruire, et un système de mise à feu avec une flamme pilote. La hauteur de la torchère est déterminée par des normes de sécurité. Pour éviter la formation de fumée, la plupart des torchères injectent de la vapeur d'eau. Cependant, la vapeur d'eau n'est pas toujours la solution retenue, soit par manque local d'eau douce, soit pour réduire le bruit. L'alternative est de brûler le gaz dans un excès d'air...
Évaluation vignette|droite|Torchage annuel de gaz naturel des principaux pays émetteurs, en 2012 (rouge) et 2022 (bleu).
La Banque mondiale évalue la destruction de gaz naturel à par an en 2022. Ce volume tend à diminuer, mais assez lentement, il a été réduit d'environ 13 % depuis 1996..
Une grande partie du torchage n'est pas facile à comptabiliser, notamment parce qu'elle peut être niée ou minimisée par l'opérateur pétrolier. Ainsi, les données techniques (mesures de la quantité de gaz brûlé par un débitmètre) sont souvent manquantes ou peu fiables. Pour cette raison, des méthodes d'évaluation de la quantité de gaz torché à partir de l'imagerie satellite ont été développées. Le principe consiste à quantifier le rayonnement infrarouge des torchères sur les images des satellites, et d'utiliser une sélection de sites pour lesquels les données sont bien connues comme données de calibration. Cette calibration doit être effectuée pour chaque instrument.. Les satellites utilisés à cette fin sont les Landsat américains. et les satellites européens ERS, ENVISAT., puis Sentinel. Les instruments de Sentinel-2 sont ainsi utilisés non seulement pour observer le gaz détruit en torchère, mais aussi pour le gaz naturel rejeté sans combustion..
Conséquences Gaspillage d'énergie La destruction en torchère du gaz naturel représente la perte d'une ressource non renouvelable. Les détruits en 2019 correspondent à 4 % de la consommation mondiale de gaz, ou à un tiers de la consommation annuelle de gaz naturel dans l'Union européenneBP Statistical review of World Energy.. Dans certains pays, le gaz torché pourrait répondre à une part importante de la demande. Le Nigeria par exemple a produit environ d'électricité en 2020, et pourrait multiplier cette production par 5 en valorisant tout le gaz torché..
Émissions de gaz à effet de serre Sur la base de la quantité de gaz naturel détruite en torchère en 2018, les émissions de qui en résultent directement sont d'environ ., soit environ 0,85 % des émissions mondiales. Cependant, l'impact du torchage en matière de réchauffement climatique ne peut être réduit à ce chiffre : la combustion du gaz dans les torchères est incomplète. L'efficacité d'une torchère est généralement comprise entre , ce qui signifie que deux à trois pour cent de méthane (le constituant principal du gaz naturel) est rejeté sans être brûlé, impactant d'autant plus le réchauffement climatique. Le potentiel de réchauffement global d'une molécule de méthane rejetée à la place d'une molécule de étant 28 fois plus élevé, un faible pourcentage de méthane rejeté sans être brûlé suffit à augmenter fortement l'impact climatique de la torchère..
Trois pays, à savoir l'Algérie, le Yémen et l'Irak, pourraient en théorie réaliser la totalité de la réduction des émissions de gaz à effet de serre à laquelle ils se sont engagés dans le cadre de la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques par l'élimination du torchage du gaz naturel. Au niveau mondial cependant, la réduction du torchage ne peut contribuer qu'à la marge, pour environ 2 %, à la réalisation des objectifs..
Pollution locale atmosphérique vignette|droite|Émission de suie d'une torchère au Texas.|alt=Vue au niveau du sol d'une haute torchère émettant un nuage de fumée noire, au milieu d'un ciel bleu. Au premier plan figure une route et des arbres sont présents à gauche de l'image.
Le torchage de gaz naturel est une source majeure de pollution de l'air. La combustion imparfaite des gaz torchés aboutit à une production importante de monoxyde de carbone, de monoxyde d'azote, de dioxyde d'azote et d'oxyde de soufre. Pour ce dernier polluant, le taux est très variable d'une région à l'autre, selon la teneur en soufre du gaz torché.
Une étude publiée en 2016 s'est attachée à évaluer les émissions de particules en suspension résultant du torchage dans le Dakota du Nord. Les émissions de 26 torchères ont été mesurées. Le taux d'émission de particules de noir de carbone était, en moyenne, de de noir de carbone par kg d'hydrocarbure détruit, mais les chiffres sont extrêmement variables (deux ordres de grandeur) d'une torchère à l'autre et selon les moments. L'estimation de la quantité des particules de carbone, résultat du torchage au niveau mondial, reste très approximative puisque cette étude aboutit à par an, tandis qu'un article antérieur donnait un nombre onze fois plus élevé.. Cela reste une source mineure de ce type de pollution comparativement aux moteurs diesel (de l'ordre de par an dans le monde), mais localement importante..
Effets sur la santé
Le torchage conduit à une combustion incomplète des hydrocarbures, conduisant au rejet de toutes sortes de composés nocifs ; si le gaz naturel contient également de l' ou d'autres impuretés, alors cet effet est bien plus important Canadian Public health, effets nocifs du torchage sur la santé humaine.. Les effets concernent aussi bien les populations humaines que l'agriculture (pluies acides, métaux lourds) ; les communautés nigérianes situées à proximité des torchères s'en sont plaintes..
Le torchage pétrolier-gazier disperse aussi dans l'environnement des radionucléïdes dont le radon (Ra, Ra) et le potassium 40 que l'on retrouve par exemple dans l'eau de boisson issue des puits et eaux de surface autour des zones d'exploitation pétrolière du delta du Niger, en quantité très supérieure aux recommandations de l'OMS et de la Commission internationale de protection radiologique selon une étude publiée en 2013...
Pollution lumineuse vignette|droite|Torchère à Hammerfest, Norvège, au crépuscule.|alt=Au premier plan, des rochers noirs couvrent toute la partie inférieure de l'image. Une tour enflammée (la torchère) se dresse au loin et illumine une étendue d'eau et un ciel crépusculaire.