Gaz

Définition
Quel rendement peut-on attendre des schistes bitumeux pour créer du pétrole de schiste ?
Est-il rentable d'exploiter le pétrole de schiste ?
Où produit-on le pétrole de schiste ?
Quelles applications pour la valorisation énergétique du pétrole de schiste ?
Comment extrait-on le pétrole de schiste ?

Le pétrole de schiste, ou huile de schiste, correspond à un hydrocarbure dérivé des schistes bitumeux, définis comme des roches sédimentaire à grain fin qui renferme des substances organiques en quantité suffisante pour faire l'objet d'une valorisation énergétique. Ces substances organiques sont appelées kérogènes. Là où le gaz de schiste correspond à un gaz non-conventionnel, le pétrole de schiste correspond à un type de pétrole non-conventionnel (non renfermé à haute densité dans une cavité comme dans les gisements traditionnels).

Les schistes bitumeux présentent des densités de matières organiques différentes, et donc des rendements différents pour la production de pétrole de schiste. On estime que, pour une exploitation du pétrole de schiste à des fins commerciales, une tonne de roches produit 100 à 200 litres de pétrole de schiste.

Le pétrole de schiste est une alternative au pétrole brut, dont les cours varient sur les marchés mondiaux. Comme le coût d'extraction et de traitement du pétrole de schiste est plus élevé que celui du pétrole conventionnel, il faut que le prix du baril de pétrole brut soit élevé pour que l'exploitation du pétrole de schiste soit rentable.

Ainsi, juste avant la Seconde Guerre Mondiale, les tensions géopolitiques rendent l'accès au pétrole conventionnel difficile, alors que la demande énergétique ne cesse de croître : le pétrole de schiste se développe en substitut au pétrole conventionnel. Après la Seconde Guerre Mondiale, le pétrole conventionnel redevient disponible en grande quantité à bas prix : la production de pétrole de schiste diminue (à l'exception notable de l'Estonie et de la Chine). Après le choc pétrolier de 1973, la production de pétrole de schiste atteint un pic avant de s'effondrer à nouveau lorsque les prix du pétrole redeviennent bon marché dans les années 80. L'effet déflationniste de la crise de 2008-2009 ayant été de courte durée sur le prix du baril de pétrole, l'exploitation du pétrole de schiste peut aujourd'hui à nouveau atteindre la rentabilité.

En 2009, l'Estonie est le premier producteur de pétrole de schiste au monde, avec 80% de la production mondiale de schiste bitumeux. Suivent la Chine (gisement de Fushun) et le Brésil. Initialement, le pétrole de schiste s'est développé en France au XIXème siècle (près d'Autun), puis s'est diffusé à l'Ecosse et en Allemagne. Dans les années 2000, les Etats-Unis prennent un certain leadership de la filière du pétrole de schiste avec l'appui du gouvernement : à partie de 2005, des prêts publics sont proposés aux sociétés souhaitant développer la production de schistes bitumeux et de sables bitumeux sur les terrains appartenant au gouvernement fédéral.

Le pétrole de schiste peut convenir à des usages variés. Au XIXème siècle, le pétrole de schiste servait beaucoup à l'éclairage et était dans cet objectif transformé en kérosène, huile d'éclairage ou paraffine. Le pétrole de schiste était également transformé en fuel, en produit lubrifiant et en sulfate d'ammonium.

Aujourd'hui, le pétrole de schiste est transformé en produits pétroliers autorisant un usage carburant, à l'instar du pétrole brut. Le pétrole de schiste peut être relativement aisément raffiné en distillats moyens (ex : kérosène, diesel, jet fuel), mais des processus existent également pour le transformer en distillats légers. Il n'est pas toujours possible de substituer le pétrole de schiste au pétrole brut, en raison des différences de qualité entre produits : le pétrole de schiste peut contenir plus d'alcènes, d'oxygène, de nitrogène, de sulfure et d'arsenic, d'où la nécessiter de procéder à un traitement coûteux du pétrole de schiste avant raffinage.

Le pétrole de schiste est également utilisé pour la production d'électricité : le pétrole de schiste est alors simplement brûlé dans des centrales thermiques comme du charbon pour faire tourner des turbines. L'Estonie tire ainsi l'essentiel de sa production d'électricité du pétrole de schiste (centrale de Narva) avec une capacité de 2967MW. En comparaison, Israël, la Chine et l'Allemagne font pâle figure avec respectivement 12,5, 12 et 9,9 MW installés.

Le pétrole de schiste est également utile dans l'industrie chimique et les matériaux de construction. Il peut entrer dans la composition de très nombreux produits (fibres carbone, résines, mastic, ciment, laine de roche, charbons activés adsorbants).

Il s'agit d'abord d'extraire le schiste bitumeux, à savoir la roche dont on pourra tirer le pétrole de schiste. Le schiste bitumeux peut être extrait dans des carrières à ciel ouvert lorsqu'il est situé à faible profondeur, ou dans des mines lorsqu'il est situé plus en profondeur. Dans ce dernier cas, la technique de la fracturation hydraulique peut être employée, comme pour le gaz de schiste. Il s'agit alors d'injecter de l'eau et des produits chimiques à haute pression et en grande quantité pour forer la roche en agrandissant les fissures préexistantes et ainsi drainer les poches d'hydrocarbures qui se logent dans la roche.

Dans le cas d'une valorisation par production d'électricité, il suffit de brûler la matière première. Dans les autres cas, une transformation est nécessaire. Le schiste bitumeux doit en effet être chauffé à 450-500°C dans un environnement dépourvu d'oxygène pour opérer la conversion du kérogène (matière organique) en pétrole de schiste (huile de schiste) et en gaz. Cette transformation peut s'opérer ex-situ (à l'air libre) ou in-situ (sous terre, souvent encore en expérimentation) en fonction de la technologie employée.