Dans cet article, nous t’aidons à réviser une notion complémentaire essentielle de ton programme de SVT de seconde, les énergies fossiles, le charbon, le pétrole et les gaz naturels.
La formation des énergies fossiles
Des organismes en décomposition depuis des millions d’années
Les énergies fossiles sont produites à partir d’organismes des règnes animal, végétal, bactérien, etc. dans un état de décomposition et enfouis entre les roches et les couches sédimentaires au cours du temps. Leur enfouissement progressif et leur décomposition ont formé des gisements d’énergies fossiles, tels que le charbon, le pétrole, ou les gaz naturels.
Une source d’énergie prisée
Ce sont des énergies dites fossiles à partir de moment où ces ressources sont utilisées et produisent donc de l’énergie, car elles ont mis des millions d’années à se former en étant piégées dans la roche, et elles ne sont donc pas renouvelables à l’échelle humaine (c’est-à-dire que la durée moyenne d’une vie humaine ne suffit pas à leur formation). Les énergies fossiles représentent 80% des consommations énergétiques mondiales.
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Le charbon
Sédimentation et carbonisation de végétaux
Le charbon est issu de végétaux tels que des algues ou morceaux de bois s’étant accumulés dans les zones marécageuses au Carbonifère. La sédimentation a permis la formation de tourbe qui s’est carbonisée sous les effets de hausse de pression et de température et d’oxydo-réduction pour donner successivement du lignite, de la houille et de l’anthracite, en fonction de la teneur en carbone du matériau.
Un combustible quotidien exploité dans les mines
Le charbon est exploité par l’Homme dans des mines et il est principalement utilisé en tant que combustible, pour chauffer les habitats, mais aussi dans le milieu industriel ou ferroviaire. Les mines de charbon, synonymes de houillères ou charbonnages, correspondent à des gisements de charbon ou des bassins miniers. La France et l’Allemagne possèdent de nombreux bassins miniers et les professions minières représentaient une activité économique importante, notamment dans le nord de la France où la dernière mine a fermé à la fin des années 1990. Emile Zola relate par exemple la vie des familles minières du nord de la France dans son ouvrage Germinal. Aujourd’hui, certaines mines se visitent et l’exploitation minière a laissé pour traces des terrils, c’est-à-dire des collines de couleur grise constituées de résidus miniers. L’Inde, la Chine et les États-Unis sont les trois principaux consommateurs de charbon actuels au monde.
Le pétrole
La liquéfaction de kérogène
Le pétrole est également une source d’énergie fossile. Il est obtenu par la décomposition de matières organiques appelées kérogène provenant de fossiles d’organismes vivants contenus dans les roches-mères, en zones océaniques, mais aussi continentales, c’est-à-dire avant érosion et sédimentation, en profondeur, sous l’effet des températures. Le kérogène se mêle aux roches-mères au fur et à mesure que la sédimentation accroît sa profondeur, jusqu’à ce qu’il se liquéfie sous l’effet des fortes températures (entre 2500 et 5000 mètres de profondeur). La liquéfaction entraîne la libération de gaz qui remonte et est retenu dans des poches de roches poreuses, ou bien remonte jusqu’à la surface pour former des mares de pétrole, telles qu’elles existent dans certains pays du Moyen-Orient. En deçà de 5000 mètres, le pétrole se transforme en gaz.
Les polymères de pétrole
Les forages permettent d’exploiter les gisements de pétrole, souvent utilisé sous ses formes dérivées en tant que carburant, dans l’industrie pétrochimique, mais aussi pour fabriquer notamment du plastique. On appelle ces dérivés des polymères du pétrole.
L’activité pétrolière
Les principaux producteurs et exportateurs de pétrole sont les États-Unis, l’Arabie Saoudite et la Russie, responsables de 40% de la production mondiale de pétrole. L’Organisation des Pays Exportateurs de Pétrole (OPEP) regroupe 23 pays possédant des gisements de pétrole exploitables et exploités, dont certains sont appelés des puissances pétrolières, car une grande partie de leur économie se fonde sur cette exploitation (le Qatar, l’Arabie Saoudite, etc.). Néanmoins, la plupart de ces pays sont en cours ou prévoient une transition économique vers le secteur tertiaire et notamment le tourisme, car le pétrole n’est pas une ressource renouvelable à l’échelle humaine.
Les gaz naturels
Les poches souterraines de gaz
Les gaz naturels ou gaz fossiles, ou gaz conventionnels, sont issus comme le pétrole de l’enfouissement de matières organiques décomposées en zone océanique ou en zone continentale. Sous l’effet de la pression, les gaz naturels remontent généralement vers la surface, mais sont piégés en cours de route par des poches dans les roches de nature poreuse, ou perméable.
Les gaz conventionnels et de schiste
On en distingue les gaz de schiste ou gaz de roche-mère, produit de la même manière, mais piégés comme leur nom l’indique dans les roches-mères et donc plus difficiles à extraire. L’extraction des gaz conventionnels est également réalisée par forage ou fracturation hydraulique (réaliser des fractures dans la roche pour permettre au gaz de remonter vers une poche). Les gaz sont transportés dans des gazoducs.
L’utilisation du méthane
Les gaz naturels sont principalement constitués de méthane, formés à partir d’hydrogène et de carbone. Pour être utilisés, les gaz sont déshydratés, purifiés et parfois adoucis ou dégasolinés.
Ils ont un usage quotidien pour chauffer, industriel et pétrochimique. Ils sont en effet utilisés en tant que combustibles pour chauffer les habitations (chaudière à gaz par exemple), mais également pour la cuisine (cuisinières à gaz, avec par exemple l’utilisation du butane qui se dégage lors de l’extraction de pétrole ou de gaz naturel) et comme matière première dans la pétrochimie.
Les principaux pays exportateurs de gaz naturels sont la Russie, qui représente 20% des exportations mondiales, les États-Unis, et le Canada.
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