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6
C
Carbone
1
H
Hydrogène

Le pétrole est un produit naturel renfermant de nombreux hydrocarbures qui sont séparés par distillation et transformés par divers procédés chimiques lors du raffinage. Les produits obtenus, principalement l’essence et le gazole, sont employés comme carburant automobile mais de nombreux autres produits obtenus alimentent l’industrie chimique.

Données industrielles

Le pétrole représente, en 2016, 32,7 % de la consommation mondiale d’énergie primaire, 36,6 % dans l’Union européenne, 32,6 %, en France. De plus c’est la principale matière première de la chimie organique.

Origine

C’est un mélange de nombreux hydrocarbures provenant de la décomposition d’organismes marins vivant il y a plusieurs millions d’années. La composition du pétrole dépend du lieu d’où il est extrait : il y a actuellement une centaine de bruts différents sur le marché pétrolier. On distingue trois catégories d’hydrocarbures présents dans les fractions du pétrole brut distillant entre 20 et 200°C : les alcanes ou paraffines (18 à 65 %), les cycloalcanes ou naphtènes (25 à 90 %) et des composés aromatiques (jusqu’à 15 %). Il n’y a pas d’alcènes (oléfines) ni d’alcynes. D’autres éléments sont souvent présents dans le pétrole : le soufre, l’azote, des métaux. Il contient très peu d’oxygène. On nomme les pétroles en fonction de leur densité (d) par rapport à l’eau : légers si d < 0,8 et lourds si d > 1.

Productions

Les données statistiques ont été évaluées en prenant les équivalences suivantes : 1 baril = 159 litres = 0,14 t et 1 tep = 42 GigaJoules.

Dans le monde, en 2016, de pétrole brut : 4 382 millions de tonnes, Union européenne : 71 millions de tonnes.

en millions de tonnes de pétrole brut
Arabie Saoudite 586 Chine 200
Russie 554 Émirats Arabes Unis 182
États-Unis 543 Koweït 153
Irak 219 Brésil 137
Canada 218 Venezuela 124
Iran 216
Mexique 121
Source : BP Statistical Review of World Energy

 

La Norvège et le Royaume-Uni produisent près de 80 % du pétrole d’Europe (hors Russie) grâce aux gisements de la mer du Nord.

Les pays membres de l’OPEP (Organisation des Pays Exportateurs de Pétrole) totalisent 1 864 millions de t.

Producteurs : en 2016.

en millions de t
Saudi Aramco (Arabie Saoudite) 523 Petroleos Mexicanos (Pemex, Mexique) 107
National Iranian Oil Co (Iran) 189 BP (Royaume Uni) 102
CNPC (Chine) 163 Chevron (États-Unis), en 2017 86
ExxonMobil (États-Unis) 118 Shell (Royaume Uni/Pays Bas), en 2017 86
Petroleos de Venezuela (Venezuela) 113 Total (France), en 2017 67

Sources : rapports des sociétés

Les principaux producteurs sont des compagnies détenues par les États des principaux pays producteurs.

Commerce international : il a porté, en 2016, sur 2 118 millions de t de pétrole brut, soit 48 % de la production. En millions de t :

Les principaux pays exportateurs sont situés au Moyen Orient : 859, en Russie : 274, en Afrique de l’Ouest : 216, en Amérique du Sud et du Centre : 177, au Canada : 164.

Les principaux pays importateurs sont : l’Europe : 499, les États-Unis : 393, la Chine : 383, l’Inde : 212, le Japon : 168.

Réserves : prouvées fin 2016. Monde : 240 700 millions de t, dont OPEP : 171 200 millions de t, Union européenne : 700 millions de t :

 

en millions de t
Venezuela 47 000 Russie 15 000
Arabie Saoudite 36 600 Koweït 14 000
Canada 27 600 Émirats Arabes Unis 13 000
Iran 21 800 Libye 6 300
Irak 20 600 États-Unis 5 800
 Source : BP Statistical Review of World Energy

Les réserves prouvées au 31 décembre 2016 représentent 50,6 années d’exploitation (au rythme de 2016), mais les prospections pétrolières et l’évolution des techniques de forage permettent de découvrir de nouvelles réserves chaque année. Les réserves ultimes sont aujourd’hui estimées à  300 000 millions de t (ce qui représente 68 années d’exploitation au rythme actuel). Il est à  noter qu’en 1978, les réserves prouvées ne représentaient que 28 ans de production. Toutefois, les combustibles fossiles, dont le pétrole, étant consommés 100 000 fois plus vite qu’ils ne se forment, l’épuisement de cette ressource est inéluctable.

Les réserves du Canada sont principalement, avec 26,9 millions de t, sous forme de sables bitumineux. Celles du Venezuela sont en grande partie, avec 35,7 millions de t, constituées par le pétrole extra-lourd de la Ceinture de l’Orénoque.

Raffinage

Le raffinage a pour objet de séparer et d’améliorer les produits composant le pétrole de façon à  répondre à la demande en différents produits pétroliers à partir de bruts de compositions variables. En particulier, il est nécessaire de transformer des produits lourds en produits légers pour alimenter le marché des carburants.

 Distillation : elle est effectuée après le dégazage, qui a lieu sur les lieux d’extraction, et le dessalage qui permet d’éliminer l’eau salée émulsionnée dans le pétrole qui pourrait endommager les installations de raffinage en formant HCl. Une première distillation sous pression atmosphérique entre 70°C et 370 à 380°C, permet de recueillir différentes fractions :

  • à  70°C : une fraction légère dont on extrait par la suite du gaz (méthane, éthane, propane et butane) et une essence légère composée d’alcanes en C5 et C6,
  • entre 70°C et 220°C : deux fractions dites essence et naphta,
  • puis une fraction kérosène qui sera transformée en carburéacteur et en divers solvants,
  • une fraction gazole, destinée au carburant gazole et au fioul domestique,
  • à 370 ou 380°C : on récupère en fond de colonne les résidus dits « atmosphériques ».

Ces résidus distillés sous pression réduite entre 70°C et 350°C donnent :

  • à  70°C : le gazole lourd, destiné à être craqué pour donner des essences,
  • des fractions intermédiaires ou fiouls lourds destinées aux bateaux et aux usines électriques,
  • à  350°C : des résidus, dont on tire les bitumes.

Capacités mondiales de distillation : fin 2016. Monde : 4 852 millions de tonnes/an, Union européenne : 691 millions de tonnes/an.

en millions de tonnes/an
États-Unis 927 Corée du Sud 161
Chine 706 Arabie Saoudite 144
Russie 320 Brésil 114
Inde 230 Allemagne 101
Japon 179 Iran 99
Source : BP Statistical Review of World Energy

La capacité de distillation est aussi appelée capacité de raffinage.
Dans l’Union européenne, en 2015, il y a 77 raffineries en fonctionnement, elles étaient 101, en 2007.

Craquage : il consiste à casser les chaînes carbonées des hydrocarbures de la charge pour obtenir des produits plus légers. On distingue :

  • Le craquage catalytique des gazoles lourds qui a lieu à  480°C-500°C en présence d’un catalyseur (zéolithe, avec des substitutions cationiques de terres rares, maintenu au sein d’une matrice silice-alumine amorphe). Il permet d’obtenir de l’essence (40 à 60 % de la masse initiale) ayant un indice d’octane supérieur à 90, du gazole et des sous-produits dont un gaz riche en alcènes (propène, butène) que l’on distillera par la suite et du coke qu’il faut brûler car c’est un poison du catalyseur. Les principales réactions sont les suivantes :
Type de réaction Exemples
alcane = alcane + alcène C6H14 = C3H8 + C3H6
alcène = 2 alcènes C6H12 = C3H6 + C3H6

alkylaromatique = benzène + alcène

ΦC5H11 = ΦH + C5H10

alkylaromatique = arylalcène + alcane

ΦC5H11 = ΦC2H3 + C3H8

cycloalcane = 2 alcènes C8H16 = 2 C4H4
cycloalcane = cyclohexane + 2 alcènes C10H20 = C6H12 + 2 C2H4

L’apparition d’un carbocation comme intermédiaire réactionnel permet en outre un grand nombre d’isomérisations.

  • L’hydrocraquage des gazoles lourds qui a lieu à 350°C-450°C sous une pression de 100 à 200 bar de H2, en présence d’un catalyseur bifonctionnel (Pt ou Ni pour l’hydrogénation, zéolithe pour le craquage). Les produits intermédiaires étant hydrogénés au cours du craquage, on n’obtient pas d’alcène, de diène, de coke et moins d’aromatiques que dans la charge. On extrait une essence à faible indice d’octane, du kérosène, du gazole et du fioul domestique. Cette technique impose une désulfuration préalable de la charge pour éviter d’empoisonner le catalyseur d’hydrogénation.
  • La viscoréduction qui est un craquage thermique à 470°C-480°C permettant de réduire la viscosité des résidus de distillation. On obtient ainsi des fiouls lourds qui, après avoir été mélangés avec du gazole (pour réduire à  nouveau la viscosité), correspondront aux normes. Sans cette opération, la quantité de gazole à ajouter serait très importante.
  • La cokéfaction qui est un autre craquage thermique permettant d’obtenir du coke, des distillats liquides recyclables et du gaz de craquage. On favorise aujourd’hui la fabrication des distillats par rapport à celle du coke. Pour l’utilisation du coke de pétrole, voir le chapitre : carbone.

Reformage : il a pour but de transformer une coupe pétrolière à faible indice d’octane (naphta) en une essence à indice d’octane élevé. Pour cela, il est nécessaire d’isomériser des alcanes linéaires en alcanes ramifiés et d’augmenter la teneur en composés aromatiques par déshydrogénation des cycloalcanes ou déshydrocyclisation des alcanes. Cette opération est effectuée de façon catalytique et se rapproche beaucoup du reformage catalytique développé dans la pétrochimie en vue de produire des composés aromatiques et en particulier du benzène (voir ce chapitre).

Situation française

En 2017 :

Production française :

En 2017, la France a produit 758 000 t de pétrole brut. La production est en baisse depuis qu’elle a atteint son maximum en 1988 avec 3,36 millions de t. Cette production est répartie, en 2015, entre le Bassin Parisien (62,6 %), l’Aquitaine (36,9 %) et l’Alsace (0,5 %) (voir carte ci-dessous). Les principaux exploitants sont Vermilion Rep (ex-Esso) et Lundin Petroleum. Les gisements exploités par Vermilion, sont ceux de Parentis et Cazaux, en Aquitaine et Champotran, Néocomian et Chaunoy, dans le Bassin Parisien, à l’aide 338 puits et, en 2017, une production de 552 000 t et des réserves de 5,1 millions de t.
La production de Lundin Petroleum a été de 40 000 t.
Les réserves françaises sont, au 1er janvier 2017, de 9 millions de t.
Au total depuis les débuts de l’exploitation pétrolière, plus de 3 000 puits d’exploration et de production ont été forés.
La loi du 30 décembre 2017 met fin à la production française d’hydrocarbures en 2040.

Production du groupe Total à l’étranger :

Total est le cinquième groupe pétrolier privé mondial. L‘entreprise française mène des activités de recherche et de production dans 40 pays et produit du pétrole et du gaz dans 30 de ces pays.

La production de pétrole brut du groupe Total, en 2017, est de 67 millions de t dont, en millions de t : aux Émirats Arabes Unis : 13,8, en Angola : 10,2, au Nigeria : 7,4, en Norvège : 6,0, au Congo : 4,9, en Russie : 3,5, au Qatar : 3,3, au Canada : 2,9, au Gabon : 2,5, au Royaume Uni : 1,8, au Kazakhstan : 1,5, aux États-Unis : 1,5, au Venezuela : 1,5, en Libye : 1,5, à Oman : 1,2, en Indonésie : 0,8…

Importations françaises : de pétrole brut, en 2017. Total : 57,278 millions de tonnes, en provenance de, en % :

Russie 17,4 % Algérie 7,2 %
Kazakhstan 14,9 % Libye 6,0 %
Iran 11,8 % Azerbaïdjan 2,8 %
Arabie Saoudite 11,4 % Royaume Uni 2,6 %
Norvège 8,8 % États-Unis 1,5 %
Nigeria 8,4 % Angola 1,3 %
 Source : Direction Générale des Douanes et Droits Indirects

La facture pétrolière d’achat de pétrole brut, représente, en 2017, 21,1 milliards d’euros.

La taxe intérieure de consommation sur les produits énergétiques – TICPE (en 2016, 0,6212 euro/litre sur le supercarburant SP95-E10 et 0,4981 euro/litre sur le gazole, avec une majoration éventuelle, selon les régions, de 0,025 euro/litre) a rapporté, en 2016, 26,7 milliards d’euros, taxe à laquelle il faut ajouter la TVA : 11 milliards d’euros.

Transport du pétrole brut :

La France importe son brut par pétroliers dont, en 2013, 9 français immatriculés aux Kerguelen. Il arrive dans des terminaux pétroliers : Marseille-Fos (13), Le Havre-Antifer (76), Nantes-St Nazaire (44), Dunkerque (59).

Le brut est ensuite acheminé vers les raffineries par oléoduc (ou pipeline), à la vitesse de 7 km/h, sous une pression de 70 bar. Au total le réseau a une longueur de 3 200 km. Il a transporté, en 2012, 22,4 millions de t de pétrole pour les besoins français. Ce réseau désert également la raffinerie de Cressier, en Suisse.

Le Pétrole brut en France : production, transport, stockage, raffinage

(Depuis l’élaboration de cette carte, les raffineries de Reichstett, Petit Couronne, Mardyck, La Mède et Berre ont fermé)

Les principaux oléoducs sont (voir carte) :

  •  Pipeline Sud Européen » (Total : 35,14 %, ExxonMobil : 22,00 %, SPITP : 15,74 %, Shell : 13,02 %, BP : 12,10 %, P66 : 2,00 %) : en 2015, 7,322 millions de t de brut ont été transportés. Sur les 3 pipelines posés, seul le premier est opérationnel dans sa partie sud en approvisionnant les dépôts de Saint-Quentin-Fallavier (69) et de Gennes (25) ainsi que les raffineries de Feyzin (69) et de Cressier, en Suisse.
  • Lavéra (13)-Fos (13)-Strasbourg (67)-Karlsrühe (Allemagne) : 782 km, 10 stations de pompage, diamètre : 86 cm, ouvert en 1962 et partiellement opérationnel.
  • Fos (13)-Feyzin (69) : 260 km, 2 stations de pompage, diamètre : 61 cm, ouvert en 1971 et actuellement inerté.
  • Fos (13)-Strasbourg (67) : 714 km, 7 stations de pompage, diamètre : 102 cm, ouvert en 1972 et actuellement inerté.
  • « Pipeline de l’Île de France » (Total France) : Le Havre (76)-Grandpuits (77) : 260 km, 5 stations de pompage, diamètre : 58 cm, ouvert en 1968 : 4,293 millions de t en 2015.

Stockage :

La France possède des stocks stratégiques qui, par un accord international, doivent correspondre, au moins, à 90 jours des importations de l’année précédente. En 2015, la capacité de stockage de produits pétroliers (brut et produits finis) s’élève à 46 millions de m3 dont 15 millions de m3 dans les raffineries et leurs dépôts annexes et 9,2 millions de m3 dans les dépôts souterrains de Manosque.

Capacités françaises de distillation : en 2017, par opérateur, et localisation des raffineries (voir carte ci-dessus) : France : 63 millions de tonnes par an.

en milliers de tonnes par an
Opérateur Capacité Localisation
Total 33 960 Gonfreville (76), Donges (44), Feyzin (69), Grandpuits (77)
Esso SAF 18 500 Port-Jérôme – Gravenchon (76), Fos-sur-mer (13)
Petroineos 9 900 Lavéra (13)
SARA 788 Le Lamentin (Martinique)
Source : Commissariat général au développement durable, Service de l’observation et des statistiques
  • En 1973, le nombre de raffineries était de 24. En 2005, BP a vendu la raffinerie de Lavera à Ineos. Le 1er avril 2008, Shell, a vendu la raffinerie de Berre (6,3 Mt), fermée en 2015, à LyondellBasell et celle de Petit-Couronne (7,4 Mt), fermée depuis, à Petroplus. Fin 2016, la raffinerie de Provence à La Mède a cessé de distiller du pétrole brut et doit être convertie à la production de biocarburants.
  • En 2016, 60,5 millions de t de pétrole brut ont été traitées pour produire 59,9 millions de t de produits finis.
  • En 2016, les importations de produits raffinés ont été de 39,4 millions de t, les exportations, de 20,7 millions de t.

Procédés utilisés, en 2015, en France :

en milliers de t/an de capacités
Distillation atmosphérique 69 110
Reformage catalytique 8 946
Désulfuration des gazoles 29 000
Viscoréduction et craquage thermique 6 741
Craquage catalytique 13 196
Hydrocraquage 8 036
Alkylation des bases essences 1 138
Isomérisation des bases essences 2 514
Source : Commissariat général au développement durable, Service de l’observation et des statistiques

Production de produits raffinés dérivés du pétrole, en France, en 2016, sur un total de 57,0 millions de tonnes.

en millions de tonnes
Gazole 19,9 Fioul domestique 4,8
Supercarburant 11,1 Kérosène 3,7
Fiouls lourds 7,4 GPL 1,5
Usages non énergétiques (naphta, bitumes, lubrifiants) 7,3 Autres (coke de pétrole…) 1,2

Source : Ministère de la Transition Écologique, Bilan énergétique pour la France

Utilisations

Consommations : en 2016. Monde : 4 418 millions de tonnes, Union européenne : 613 millions de tonnes.

en millions de tonnes
États-Unis 863 Brésil 139
Chine 579 Corée du Sud 122
Inde 213
Allemagne 113
Japon 184 Canada 101
Arabie Saoudite 168 Iran 84
Russie 148 Mexique 83
Source : BP Statistical Review of World Energy
La consommation française de 76,4 millions de t, en 2016, avait atteint un maximum, en 1973, avec 121,5 millions de t.
Secteurs d’utilisation : répartition, en France, en 2016.
Transports 57,1 % Centrales thermiques 5,0 %
Usages non énergétiques (chimie) 17,3 % Agriculture 4,8 %
Résidentiel – tertiaire 12,3 % Industrie, hors chimie 3,4 %
Source : Commissariat général au développement durable, Service de l’observation et des statistiques
  • En 1973, en France, avant le développement de la production nucléaire d’électricité, la part des transports était de 27 %. En 2016, la consommation dans les transports est réalisée à 83 % par le transport routier, 15 % par l’aviation, 2 % par le ferroviaire.
  • En 2016, en France, les transports ont consommé 43,8 millions de t d’équivalent pétrole à 91 % sous forme de pétrole, 7 % de biocarburants, 2 % d’électricité.
  • Le pétrole représente, en 2016, 9 % de la consommation d’énergie de l’industrie française, cette part était de 50 %, en 1973.

Consommation de produits dérivés du pétrole, en France, en 2015, sur un total de 76,9 millions de tonnes. Répartition en % :

Gazole 46 % Fioul domestique 9 %
Essences 15 % Carburéacteurs 9 %
Pétrochimie 12 % Fiouls lourds 1 %

Source : Ministère de la Transition Ecologique, Bilan énergétique pour la France

Les carburants automobiles

Sont concernés : l’essence, le gazole et les biocarburants. Le gaz de pétrole liquéfié (GPL) et le gaz naturel sont traités dans le chapitre gaz naturel.

Indice d’octane : définitions.

Déterminé en laboratoire, dans un moteur expérimental, il mesure la résistance des carburants à l’auto-allumage et caractérise donc les propriétés antidétonantes des essences. Il est gradué sur une échelle de référence établie par rapport à un mélange, en proportions variables, de 2 hydrocarbures pris comme étalons : 0 pour l’heptane linéaire, 100 pour le 2,2,4-triméthylpentane (ou isooctane). On distingue l’indice IOR (Indice d’Octane Recherche, en anglais RON) mesuré dans des conditions de faible vitesse et en accélération, de l’indice IOM (Indice d’Octane Moteur, en anglais MON) mesuré à grande vitesse. En général, les indices sont donnés en IOR (RON). Les essences n’ont pas, en général, un indice d’octane suffisant, il faut ajouter des additifs. Toutefois, les producteurs de carburants utilisent, de plus en plus, des techniques de raffinage (reformage catalytique, alkylation, isomérisation) qui permettent d’élever l’indice d’octane.

L’essence « plombée » ou super ARS (Anti Récession de Soupapes) :

De 1920 à 1975, les additifs utilisés ont été exclusivement des composés du plomb : plomb tétraméthyle et surtout plomb tétraéthyle (Pb(CH3CH2)4), à des teneurs, en constante diminution, de 0,6 à 0,1 g/litre d’essence. Le plomb présente l’inconvénient d’être un poison pour les catalyseurs à base de platine utilisés dans les pots d’échappement pour diminuer la pollution par les gaz d’échappement des véhicules automobiles.

L’ARS (qui s’est substitué au supercarburant plombé) est progressivement retiré de la vente. Ce carburant est essentiellement dédié aux voitures de collection sous forme d’une fiole d’additifs que l’automobiliste se procure en station-service et ajoute au supercarburant sans plomb 98.

Dans le monde occidental, la consommation de plomb dans ce secteur a atteint son maximum en 1972 : 370 000 t. En 1988, elle était de 96 000 t et est nulle de nos jours.

L’essence sans plomb :

Le super sans plomb a totalement supplanté le super avec plomb.

Les additifs utilisés peuvent être synthétisés à partir de produits chimiques de base : c’est le cas du MTBE, additif le plus employé, ou obtenus à partir de produits agricoles, on parle alors de biocarburants. Le processus de distillation du pétrole et sa transformation en essence, induit la présence de benzène à des teneurs supérieures à 2 %. Mais à cause de sa forte toxicité (voir le chapitre « benzène, toluène, xylènes« ) sa teneur est légalement limitée à 5 %. Depuis 2000, une étape d’extraction du benzène par distillation permet de ramener sa teneur en dessous de 1 %.

MTBE (méthyltertiobutyléther : C4H9-O-CH3) : il est produit par synthèse à partir d’isobutylène et de méthanol. Son indice RON est de 118 et sa teneur dans l’essence peut atteindre 10 % (un ajout de 10 % dans l’essence permet d’augmenter l’indice d’octane de 2 à 2,6 points). Le MTBE peut être remplacé par de l’éthanol.

Le gazole :

Les gazoles commercialisés sont le résultat d’un mélange d’hydrocarbures d’origine pétrolière, de molécules de synthèse (additifs) et éventuellement de composés oxygénés organiques. Ils sont destinés à l’alimentation des moteurs thermiques à allumage par compression. Le gazole n’est plus le carburant majoritairement utilisé en France (45,4 % des nouvelles immatriculations en 2017 de voitures particulières). Sa consommation a été, en France, en constante augmentation jusqu’en 2014 au détriment des supercarburants (il représentait 49 % des immatriculations en 2000 et 70,8 % en 2010). Toutefois, depuis 2014, on assiste à un renversement de situation.

La France a consommé en 2017, 34,7 millions de t de gazole routier.

Marché français des carburants :

Depuis 1980, le nombre de stations-service (16 000 en 2 000) est en baisse constante du fait de la restructuration des réseaux traditionnels. A partir de cette même date, la part des grandes et moyennes surfaces (GMS) dans le réseau de distribution est en constante augmentation. En 2017, sur les 11 147 stations-services françaises, les pétroliers et indépendants en gèrent 6 031 dont Total (y compris Elf et Elan) 3 548, les GMS en comptent 5 116.

En 2016, sur une consommation totale de 60,8 millions de m3, hors GPL, le gazole représente 80,6 %, le super sans plomb 95 : 8,0 %, le SP95-E10 : 6,9 %, le super sans plomb 98 : 4,3 %, le carburant E85 (supercarburant contenant de 65 à 85 % d’éthanol) : 0,2 %, le B30 (gazole contenant 30 % d’EMHV destiné à des flottes captives), représente 30 000 m3.

Les biocarburants : ils sont ajoutés, en proportions variables, à l’essence ou au gazole et peuvent être utilisés purs après adaptation du moteur. En 2014, ils représentent, dans l’Union européenne, une consommation de 14 millions de t équivalent pétrole (Mtep) et, en 2016, de 2,3 Mtep, en France. Afin d’éviter d’utiliser des produits utiles à l’alimentation, la production de biocarburants de deuxième génération, à partir de déchets lignocellulosiques (pailles de céréales, tiges, rafles de maïs, branches…) commence à se développer, avec, en 2015, une production mondiale de 350 000 t. En France, en 2016, le biodiesel représente 85 % de la consommation de biocarburants, le bioéthanol, 15 %.

Production de biocarburants, en 2016,: monde : 82 306 milliers de t d’équivalent pétrole, Union européenne : 13 580 milliers de t d’équivalent pétrole.

milliers de t d’équivalent pétrole
États-Unis 35 779 France 2 236
Brésil 18 552 Chine 2 053
Allemagne 3 198 Pays Bas 1 680
Argentine 2 828 Thaïlande 1 610
Indonésie 2 503 Canada 1 160
Source : BP Statistical Review of World Energy

Éthanol (C2H5OH) : produit principalement par fermentation de sucres (1 t de sucre donne 0,51 t d’éthanol et 0,49 t de CO2) extraits de produits agricoles (betterave, canne à  sucre, maïs, blé…). En moyenne, un hectare de betterave donne 96 hL de bioéthanol/an soit 5,06 tep/an et un hectare de céréales donne 30 hL de bioéthanol/an. Il doit être totalement déshydraté et son coût est élevé (il faut 0,9 tep d’énergie pour produire 1 tep d’éthanol), son indice RON est de 120. Toutefois des pays l’utilisent à grande échelle. En France, en 2016, l’éthanol représente 15 % de la consommation de biocarburants.

Production d’éthanol destiné aux carburants, en 2017. Monde : 1 193 millions d’hL, Union européenne : 62 millions d’hL.

en millions d’hL
États Unis 697 Thaïlande 17
Brésil 311 Argentine 14
Chine 39 France 12
Canada 20 Inde 12
 Source : RFA

Dans l’Union européenne, en 2014, la production totale d’éthanol a été de 70,2 millions d’hL, dont 18,3 en France, 11,2 en Allemagne, 8,5 au Royaume Uni, 4,7 en Espagne, 3,4 en Pologne, 2,3 en Suède, 2,2 en Hongrie, 2,2 en Autriche, 1,3 en Italie…

Au Brésil, l’éthanol est produit essentiellement à partir de canne à sucre, aux États-Unis, à partir de maïs.

En France, en 2013-14, la production d’éthanol a été de 18,3 millions d’hectolitres (à 49 % à partir de betterave sucrière, 48 % à partir de céréales (blé et maïs), 3 % à partir de raisins). Sur ce volume, 11,5 millions d’hectolitres ont été destinés à un usage de carburant. Pour cet usage, l’éthanol est en partie transformé en ETBE (voir ci-dessous). Toutefois se développe l’introduction directe d’éthanol dans l’essence avec une teneur qui, en France, réglementairement peut atteindre 7 %. Il peut être consommé pur ou à 85 % dans l’essence (superéthanol E85) avec des moteurs adaptés. Les ventes de superéthanol E85, ont été, en 2017, de 117 902 m3, dans 973 stations. En 2012, en France, 38 % de l’éthanol a été incorporé à l’essence sous forme d’ETBE. Au total, l’incorporation dans l’essence a été, en 2015, de 6,39 %. En 2016, en France, 35,6 % de l’essence consommée est du SP95-E10.

Les principaux producteurs de bioéthanol français sont les suivants : Tereos avec des distilleries à Origny (02), Lillebonne (76), Nesle (02), Bucy (02), Morains (51), Artenay (45) et Lillers (62) ; Cristal Union à Bazancourt (51), Buchères (10), Toury (28), Saint-Gilles (30), Ay (51) et Arcis-sur-Aube (10), Roquette à Beinheim (68), Abengoa Bioenergy à Lacq (65), St Louis Sucre à Eppeville (80), Sensient à Strasbourg (67), Sica Vallée du Loing à Souppes-sur-Loing (77).

Les utilisations ont été de 70,6 % dans les carburants, 15,5 % dans l’alimentation, 9,1 % dans l’industrie.

ETBE (éthyltertiobutyléther : C4H9-O-C2H5) : c’est un composé de nature proche du MTBE, le méthanol étant remplacé par l’éthanol. Son indice RON est de 118 et, en France, sa teneur dans l’essence peut atteindre 15 %. Les capacités de production, en Europe, sont de 5,7 millions de t/an à 50 % à partir de bioéthanol. En France, fabrication par LyondellBasell (n°1 mondial, 3 millions de t/an de capacités de production) à Fos-sur-Mer (750 000 t/an) et par Total (235 000 t/an), à  Gonfreville l’Orcher (76), Feyzin (69) et Mardyck (59). En France, en 2015, la production a été de 107 000 t. La consommation française d’éthanol destiné à élaborer de l’ETBE a été de 3,1 millions d’hL, en 2013.

Esters méthyliques ou biodiesel : on distingue les esters méthyliques issus d’huiles végétales (EMHV), des esters méthyliques issus d’huiles animales (EMHA) et des esters méthyliques issus d’huiles usagées (EMHU). Les EMHV sont obtenu par transestérification à partir d’huile de colza ou de tournesol et de méthanol. 0,9 t d’huile et 0,1 t de méthanol donnent 0,9 t d’ester et 0,1 t de glycérol (voir les chapitres hydroxyde de sodium, savon, glycérol). Un hectare donne 3 t de colza, 1,27 t d’huile et 1,17 t d’ester.

En 2014, la production mondiale est de 29,1 millions de t dont 4,13 millions de t aux États-Unis, 3 millions de t au Brésil, 2,7 millions de t en Indonésie, 2,6 millions de t en Argentine, 1 million de t en Thaïlande et en Chine. En France, en 2016, la production est de 1,7 million de t.

Production de biodiesel dans l’Union européenne, en 2016. Total : 11,576 millions de t.

en milliers de t
Allemagne 3 017 Pologne 779
France 1 703 Italie 503
Pays Bas 1 389 Belgique 459
Espagne 1 105 Finlande 428

Source : EBB
Il est appelé Diester, en France. En France, en 2017, la capacité de production est de 2,080 millions de t/an. Le diester est produit principalement par le groupe Avril, avec une capacité de production de 2 millions de t/an dans ses usines de Grand Couronne (76), Venette (60), Sète (34), Le Mériot (10), Montoir (44), Bordeaux (33). L’usine de Boussens (31) du groupe Cognis travaille à façon 30 000 t/an pour Avril. Il entre jusqu’à 7,7 % dans le gazole des moteurs diesel des véhicules particuliers et peut atteindre 30 % dans les véhicules de flotte captive. En Allemagne, l’utilisation d’huile pure est légale.

Bibliographie

 

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