Pétrole

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Un échantillon de 100 ml de pétrole

Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le pétrole fournit la quasi totalité des carburants liquides.

Sommaire

Géologie

Formation

Le pétrole est un produit de l'histoire géologique d’une région [1], et particulièrement de la succession de trois conditions :

  • l'accumulation de matière organique, végétale essentiellement ;
  • sa maturation en hydrocarbures ;
  • son piégeage.

Ensuite, comme un gisement de pétrole est entrainé dans la tectonique des plaques, l’histoire peut se poursuivre. Il peut 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 naisse 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 se soit 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 endroit 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 au-dessus de cette strate riche en matières organiques, la « roche-mère » ou « roche-source », croît en température et en pression. Dans ces conditions, 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 50° C, généralement plus selon la nature de la roche et du kérogène), et si le milieu est réducteur, le kérogène sera pyrolysé, extrêmement lentement.

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, ce 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

Quant aux hydrocarbures expulsés, plus légers que l’eau, ils s’échappent en règle générale jusqu’à la surface de la Terre où ils sont oxydés, ou biodégradés (ce dernier cas donne des sables bitumineux), mais une minime quantité est piégée : elle se retrouve dans une zone perméable (généralement du sable, des carbonates ou des dolomites) qu’on appelle la « roche-réservoir », et ne peut s’échapper à cause d’une couche imperméable (composée d’argile, de schiste et de gypse), 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

Selon J.F Keney, géologue russe, la théorie du pétrole abiotique a été fondé en 1951 par Nikolai A. Kudryavtsev, après avoir été énoncée simultanément à l'origine par Alexander Von Humboldt et Louis-Joseph Gay-Lussac. Cette théorie envisage que le pétrole puisse être créé dans le manteau terrestre, donc qu'il n'est donc pas d'origine fossile. Comme certaines expériences le montrent, un mélange de carbonate de calcium et d'oxyde de fer, mouillé à de l'eau distillée, placé à une pression de 50 kBar et à une température de 1500°C produit naturellement des hydrocarbures[2], ce qui correspond aux conditions qui règnent naturellement à 100km de profondeur dans le manteau terrestre.

Classifications des pétroles

Icône de détail Articles détaillés : Classification des hydrocarbures liquides et Analyse d'un pétrole brut.

On distingue les pétroles en fonction de leur origine et donc de leur composition chimique. Le mélange d’hydrocarbures issu de ce long processus comprend des chaînes carbonées linéaires plus ou moins longues, ainsi que des chaînes carbonées cycliques naphténiques ou aromatiques.

Il est aussi possible de distinguer les différents types de pétrole selon leur densité, leur fluidité, leur teneur en soufre et autres impuretés (vanadium, mercure et sels) et leurs proportions en différentes classes d’hydrocarbures. Le pétrole est alors paraffinique, naphténique ou aromatique.

On classe aussi les pétroles selon leur provenance (golfe Persique, mer du Nord, Venezuela, Nigeria), car le pétrole issu de gisements voisins a souvent des propriétés proches.

Il existe des centaines de bruts de par le monde ; certains servent d'étalon pour établir le prix du pétrole d’une région donnée : les plus utilisés sont l'Arabian Light (brut de référence du Moyen-Orient), le Brent (brut de référence européen) et le West Texas Intermediate (WTI, brut de référence américain).

Selon sa provenance, le brut peut contenir du gaz dissout, de l’eau salée, du soufre et des produits sulfurés (thiols (mercaptans) surtout). Il a une composition trop riche pour être décrite en détails. Il faut distinguer simplement trois catégories de brut :

  • à prédominance paraffinique : les hydrocarbures linéaires sont les plus abondants ; ces bruts sont les plus recherchés car ils donnent directement une grande proportion de produits légers comme l'essence et le gazole ;
  • à prédominance naphténique : avec beaucoup d'hydrocarbures à cycle saturé ;
  • à prédominance aromatique : les hydrocarbures présentant un cycle carboné insaturé sont plus abondants.

De plus, il existe des bruts aptes à faire du bitume, ce sont des bruts très lourds de type Boscan, Tia Juana, Bachaquero ou Safaniyah. Les deux principaux critères pour classer les centaines de bruts différents qui existent sont la densité et la teneur en soufre, depuis le plus léger et le moins sulfureux (qui a la plus haute valeur commerciale) qui est du condensat, jusqu’au plus lourd et au plus sulfureux qui contient 90 % de bitume environ : c’est un brut d’Italie.

Histoire

Formation

Selon un expert cité dans un film documentaire en 2008[3], "La majeure partie du pétrole de la planète s'est formée pendant des périodes très courtes de réchauffement extrême, il y a 90 et 150 millions d'années.". Il est produit par la décomposition de végétaux et d'animaux morts, enfouis sous le sable.

Usages préindustriels

Feu grégeois, peut-être composé de pétrole.

L’usage du pétrole remonte à l’Antiquité, mais l’approvisionnement était limité aux affleurement naturels de pétrole, et au pétrole trouvé en creusant des puits pour trouver de l’eau potable ou de la saumure. Les civilisations mésopotamiennes s’en servaient comme produit pharmaceutique, cosmétique, comme combustible pour les lampes à huile et dès 6000 av. JC pour le calfatage des bateaux.[4] Les Égyptiens employaient de l’asphalte pour la momification.

Au Moyen Âge, il a été utilisé par les Byzantins, puis les Vénitiens, dans la préparation du « feu grégeois » pour incendier les navires ennemis. Les Amérindiens, de leur côté, utilisaient du pétrole pour calfater les embarcations et pour ses supposées vertus médicinales. Au début du XIXe siècle, il existait une utilisation ponctuelle du pétrole, surtout aux États-Unis. Il était vendu comme remède « miracle », ou servait dans des lampes et comme lubrifiant.

En France, les premiers puits (qui exploitaient surtout des sables bitumineux) ont été creusés autour du village alsacien de Pechelbronn (Bas-Rhin), dont le nom veut précisément dire « puits de bitume ». Le premier puits de pétrole a été foré en 1813 dans la forêt de Kutzenhausen ce qui en fait le précurseur de l'industrie pétrolière dans le monde[5]. L'exploitation, associée à une raffinerie, perdura jusqu'aux années 1970. Ne restent dans la région que quelques puits à balancier, près de la frontière entre l'Allemagne et la France, sur le ban communal de Scheibenhard.

1859-1901 : la naissance d’une industrie

Les débuts de l’exploitation du pétrole en Pennsylvanie

Contrairement à une idée répandue (surtout aux États-Unis), Edwin Drake n’a pas foré le premier puits de pétrole cette année 1859. Cependant, il semble avoir été le premier à produire du pétrole depuis un puits spécifiquement foré dans ce but et, quoi qu’il en soit, il a provoqué la naissance de l’industrie pétrolière. L’idée était simple : puisque le pétrole qu’on trouvait en surface semblait fuir depuis des réserves souterraines, on devait pouvoir en produire beaucoup plus en creusant pour accéder directement à celles-ci. Il fora donc son puit en Pennsylvanie, dans une région connue pour les affleurements de pétrole, et produisit les premiers barils de l’ère moderne. Les États-Unis en produisirent 274 tonnes en 1859. L’année précédente, le seul producteur était la Roumanie avec 200 tonnes.

Il s’ensuivit une « ruée vers l’or noir » dans différentes régions du monde : Alberta, Californie, Transylvanie, Pologne et Azerbaïdjan. Les puits de cette époque, creusés dans des réservoirs proches de la surface signalés par des affleurements, produisaient peu, de l’ordre d'un baril/jour. Le marché restait confiné aux applications traditionnelles, pétrole lampant en tête. En 1857, Bucarest devient la première ville éclairée au pétrole. Notons qu’en fournissant un carburant liquide beaucoup moins cher que l’huile de baleine employée jusque-là, le pétrole a probablement sauvé cette espèce de l’extinction totale[6].

En 1885, le chimiste américain Benjamin Silliam Jr. (1816-1885), reprenant des travaux antérieurs, retrouva un certain nombre de produits naturels par distillation du pétrole : goudrons, lubrifiants, naphta, solvants pour les peintures ainsi que l’essence qui, considérée à l’époque comme produit mineur, était utilisée comme détachant. Le marché du pétrole connaissait à cette époque des fluctuations de prix énormes, chaque nouveau gisement saturant le marché pour quelque temps. John Davison Rockefeller parvint à établir une situation de monopole sur le raffinage américain, qui sera brisé par une loi antitrust.

1901-1945 : changement d’échelle

Production mondiale de pétrole depuis 1900
Quantité de pétrole disponible par habitant

Foré en 1901, le premier puits du gisement de Spindletop au Texas inaugura une ère nouvelle : creusé dans un réservoir profond et non indiqué par des affleurements, il produisit 80 kbbls/j. Vers la même époque, le moteur à explosion se généralise, créant une nouvelle demande pour les carburants liquides. La production augmente de façon soutenue jusqu’à la Seconde Guerre mondiale.

Les progrès des techniques d'explorations pétrolières, notamment par des dispositifs d'analyses électriques des sous-sols, expérimentés dans le nord de l'Alsace par les frères Schlumberger à partir de 1927, allait également révolutionner le secteur[7].

Des gisements de pétrole de grande taille, comme East Texas ou Kirkouk, furent si prolifiques que l’inquiétude principale était alors de savoir comment écouler la production. Le pétrole devint une source d’énergie majeure, au même titre que le charbon. Pendant les deux guerres mondiales, l’approvisionnement en pétrole des belligérants fut un enjeu majeur.

L’industrie pétrolière se développa ensuite dans un nombre accru de pays, mais resta largement dominée par la production américaine qui, en 1945, représente encore 60 % du chiffre mondial de 7 Mbbls/j [8]. Néanmoins, s’agissant des réserves, une part accrue se situe au Moyen-Orient. Par exemple, Burgan est découvert en 1938.

1945-1973 : l’abondance

La forte croissance économique qu’ont connue les pays développés entre 1950 et le milieu de 1970 n’a pu se réaliser qu’au prix d’un très fort accroissement de la consommation d’énergie. En effet, cette consommation est passée de 1,7 milliard de TEP (tonne équivalent pétrole) en 1950 à 5,2 milliards de TEP en 1970, soit un triplement en 20 ans. Au cours de cette période, le pétrole bon marché détrôna progressivement le charbon ; alimentant les centrales électriques et l’industrie, suscitant une crise économique de reconversion dans les bassins charbonniers. Dans le même temps, il permit la révolution verte. La population mondiale augmenta de 60 % durant ces 28 années, tandis que la production de pétrole fut multipliée par sept.

Extraction de pétrole non loin de Lubbock au Texas

À cette époque, le pétrole était encore « facile » : les nouveaux gisements se trouvaient facilement, et peu de régions productrices importantes étaient en déclin. D’immenses gisements faciles à exploiter étaient capables d’offrir de la production supplémentaire. Du point de vue technico-économique, comme conséquence de ce fort accroissement de la consommation, on assista à un développement des moyens de transport (transport maritime et par oléoduc) entrainant une diminution importante des coûts. La seule inquiétude restait le risque de saturation du marché. Les prix étant clairement orientés à la baisse, les pays disposant des plus vastes réserves constituèrent en 1960, l’Organisation des Pays Exportateurs de Pétrole (OPEP), organisme chargé de coordonner les intérêts des pays membres et dont l’action, relativement limitée au début, devint par la suite prépondérante.

En 1953, les États-Unis mirent en place des restrictions à l’importation de pétrole afin de stimuler la production nationale. La fermeture du canal de Suez de 1967 à 1975 entraîna une augmentation prodigieuse de la capacité unitaire des transports maritimes. C’est ainsi qu’on a construit dans les années 1970 des supertankers de 550 000 tonnes.

Vers 1970, on commença à se rendre compte qu’une croissance exponentielle de la production ne peut être maintenue indéfiniment[9], et certains pays producteurs se mirent à raisonner sur le long terme, se disant qu’en limitant la production, ils pourraient la prolonger. Ils prirent conscience de leur pouvoir face aux pays consommateurs et aux compagnies pétrolières. Des négociations importantes eurent lieu à Téhéran, puis à Tripoli en 1971, où les pays de l’OPEP obtinrent des compagnies une revalorisation substantielle de leurs revenus et des assurances de nouvelles augmentations. Le prix de l’Arabe léger (Arabian Light), brut de référence, n’était que de 3,02 USD courant le baril.

Avec la nationalisation de L’Aramco (1971), l’OPEP donnait le coup d’envoi des revendications visant à s’assurer une forte participation dans les sociétés pétrolières. Ces revendications ont été suivies d’effets par des accords de participation signés avec les pays du golfe persique. Par ailleurs, la production américaine atteint son pic en 1971. [10]

1973-1985 : les crises pétrolières

La Californie a - dès le 1er choc pétrolier - lancé un programme ambitieux d'efficacité énergétique qui lui a permis de presque stabiliser sa consommation moyenne par personne (Sa population ayant augmenté, la consommation totale a néanmoins augmenté, mais proportionnellement beaucoup moins que dans les autres états)[11].

En février 1971, l’Algérie annonça à la surprise générale la nationalisation des hydrocarbures, elle fut suivie par l’Irak en 1972, puis par la Libye en 1973, qui nationalisa à son tour cinq compagnies anglo-américaines de pétrole. En octobre 1973 éclata la guerre du Kippour. Les pays arabes, déjà mécontents de la dévaluation du dollar américain qui servait à payer leur pétrole (la convertibilité en or du dollar ayant été supprimée), décrétèrent un embargo pétrolier. Le prix du pétrole bondit de 3 à 13 USD. Une crise encore plus grave eut lieu en 1979, provoquée par la Révolution iranienne. Le prix culmina à 40 dollars en 1981. La production mondiale passa de 66 Mbbls/j en 1979 à 56 en 1983, le niveau de 1979 ne fut retrouvé qu’en 1993 - et il ne le fut jamais si l’on divise par la population.

Icône de détail Articles détaillés : Premier choc pétrolier et Deuxième choc pétrolier.

Dans ce contexte, les pays non-membres de l’OPEP se lancèrent dans un développement rapide de prospection et forage dans de nouvelles régions, comme la baie de Campeche, la mer du Nord, la Sibérie et l’Alaska. Les efforts en matière d’énergie nucléaire furent intensifiés, ainsi que les économies d’énergie. L’utilisation du charbon et du gaz naturel pour l’électricité fut accrue. La croissance de l’économie mondiale marqua un coup d’arrêt. Les répercussions politiques furent importantes. Les chocs pétroliers eurent des impacts variés dans la vie quotidienne : réduction de la cylindrée des voitures, heure d’été, etc.

1986-2001 : le retour à l’abondance ?

Une nouvelle période de prix relativement bas à partir de 1986 est due à la conjonction de plusieurs phénomènes. D’une part, les pays du Golfe augmentent massivement leur production. Il s’agit en partie d’un plan convenu avec les États-Unis dans le but de « couler » l’économie soviétique, pour laquelle le pétrole représente une source de devises importantes. Les pays du Golfe, contrairement à l’URSS, ont des coûts de production bas, et peuvent donc supporter une baisse du prix du baril. Ce plan fonctionna, et est une cause très importante, quoique méconnue, de l’effondrement soviétique. Cette chute se traduisit par la perte de plusieurs millions de barils par jour entre 1990 et 1995, mais fut compensée par une baisse de la demande des mêmes pays.

D’autre part, le pétrole des nouvelles régions explorées en réponse aux chocs pétroliers est exploité intensivement, les réserve mondiales s’épuisant à un rythme beaucoup plus rapide que celui des régions « traditionnelles ». La mer du Nord devint une région pétrolifère, mais avec son coût de production élevé et les prix bas du baril sur le marché mondial, elle ne généra pas les bénéfices escomptés. Mais surtout, la croissance économique restant faible dans la plupart des pays, la demande n’augmente pas beaucoup.

Les inquiétudes sur l’approvisionnement en pétrole s’estompent. Les efforts en matière d’efficacité énergétique et d’énergies nouvelles sont relâchés. La catastrophe de Tchernobyl contribue aussi à réduire les programmes nucléaires. Les investissements dans la filière pétrolière sont réduits également, et les compagnies pétrolières occidentales affichent des bilans peu flatteurs. Le prix oscille entre 10 et 20 dollars jusqu’en 2001, sauf un pic au moment de la guerre du Koweït. Il passera même sous les 10 dollars en 1998, sous le double effet d’une reprise de la production irakienne et d’une crise financière en Asie.

Depuis 2002 : la tension

À partir de 2002, le prix du pétrole a connu une hausse rapide. Celle-ci a surpris tous les analystes, d’autant qu’elle s’est produite sans raison politique majeure, contrairement aux chocs des années 1970. Si des paramètres momentanés (ouragans, rupture d’oléoducs, incidents politiques, situation au Venezuela) sont intervenus, les raisons de fond sont principalement économiques :

  • la hausse de la demande, en particulier de la Chine, dont la consommation a augmenté de plus de 2 Mbbls/j en quatre ans, résultat de l’accès d’une fraction pourtant faible de sa population à la société de consommation ;
  • l’épuisement rapide des réserve mondiales de certaines régions, comme la mer du Nord, qui ont été exploitées très intensivement. Par exemple, la production britannique a diminué de 40 % entre 2000 et 2006, tandis que la production australienne a diminué de moitié ;
  • les investissements trop faibles de la décennie précédente (en raison du faible prix du pétrole dans les années 90). Actuellement, tous les éléments de la chaîne pétrolière (derricks, gisements, oléoducs, pétroliers, raffineries) sont vieux et utilisés à 100 % de leur capacité ;
  • la répugnance des pays membres de l'OPEP à augmenter leur production sur simple demande des pays consommateurs[12].

Ces facteurs de hausse des prix furent partiellement compensées, jusqu’en 2004, par un rebond spectaculaire de la production russe mais celle-ci augmente beaucoup moins depuis 2005. Le pétrole non conventionnel fait l’objet d’investissements accrus, et la stratégie militaire des grandes puissances prend de plus en plus le pétrole en compte.

Prix du baril de pétrole brut (premier contrat future sur le Nymex)

Les paramètres principaux pour l'estimation de la demande pétrolière à moyen et long terme sont au nombre de cinq : la croissance économique ; l'évolution de la part du pétrole dans le mix énergétique ; les changements dans l'efficacité de l'utilisation du pétrole (intensité énergétique par unité de PIB) ; le prix du pétrole ; les conditions climatiques.

D'autres éléments influent sur la demande à court terme : le prix des énergies concurrentes (principalement gaz et charbon) ; la fiscalité sur les produits pétroliers ; le taux de change du dollar ; le taux de charge des tankers ; la spéculation ; le nombre de jours travaillés dans le mois ; les grèves dans les industries très consommatrices de pétrole, etc.

La hausse du prix du pétrole, conforme aux lois du marché, a des effets bénéfiques. Elle génère les investissements nécessaires à l'amélioration des capacités de raffinerie et de l'augmentation de la production à l'avenir. C'est parce que le prix du pétrole était trop faible que les investissements étaient auparavant prévenus ; les installations ont vieilli, insuffisamment de prospection a été conduite, l'efficacité de l'exploitation des gisements n'a pas été vraiment améliorée (seulement 35% des réserves de pétrole recensées peuvent être exploités avec la technologie actuelle). La hausse des prix soigne ainsi les maux de l'industrie pétrolière de ces 20 dernières années.[13]

Courant 2006, les prix se sont légèrement tassés aux environs de 60 dollars. Ils sont repartis à la hausse en 2007, atteignant des records historiques à 80 dollars (12 septembre) puis 90 (19 octobre) et enfin quasiment 100 (21 novembre)[14]. Le mercredi 2 janvier 2008, le baril atteint 100 dollars pour la première fois de son histoire à la bourse de New York, ce qui correspond à son plus haut niveau en dollars constants depuis avril 1980, puis de nouveaux seuils furent dépassés[15] : 110 dollars le 12 mars 2008, 120 le 5 mai, 130 le 21 mai, 140 le 26 juin. Le 11 juillet 2008, le prix atteint un pic de 147 dollars auquel succède un net reflux (plus de 20 dollars), dû d'une part à des informations faisant état d'une baisse prochaine des achats de la Chine qui aurait constitué de vastes stocks à l'approche des jeux olympiques [16], et d'autre part à l'ajustement à la baisse de la demande des consommateurs des Etats-Unis, qui diminuent de 4% leurs trajets automobiles[17]. Le 15 septembre, le prix repasse sous les 100 dollars. Le 22 octobre, le baril descend sous les 65 dollars malgré la réunion du cartel de l'OPEP qui retire des barils du marché et diminue la production[18].

Economie : l’or noir

Les unités couramment utilisées pour quantifier le volume de pétrole sont les Mbbls ou Gbbls pour les réserve mondiales, les Mbbls/j pour la production, « bbls » signifiant « blue barrels », les préfixes « M » et « G » signifiant respectivement million et milliard (méga et giga). Un baril représente exactement 42 gallons, soit 158,987 litres. Cette unité, bien qu’universellement utilisée pour le pétrole, n’est pas une unité légale, même aux États-Unis. À titre d’exemple, le plus grand réservoir connu de pétrole, Ghawar, contient environ 70 Gbbls extractibles et la production mondiale est de 81 Mbbls, c’est-à-dire 12,9 milliards de litres, par jour.

Pays producteurs

Voir aussi : Régions pétrolières (détails et cartes par continent)

Les principaux pays producteurs sont (par ordre décroissant de production en 2007, avec quantités en Mbbls/j incluant le brut, les liquides de gaz naturel et le pétrole non conventionnel (voir l’article : Classification des hydrocarbures liquides), mais pas le gain de raffinage)[19] :

Régions productrices de pétrole dans le monde

...

Les principaux pays exportateurs sont (par ordre décroissant d’exportation en 2006) :


La production mondiale est d’environ 80 Mbbls/j, dont 34 proviennent des pays membres de l’OPEP ; ce sont :

Certains importants pays producteurs de pétrole, dont certains sont exportateurs nets, ne sont pas membres de l'OPEP. C'est le cas du Canada, du Soudan, du Mexique, du Royaume-Uni, de la Norvège, des États-Unis, de la Russie et d'Oman.

Source : Statistiques du gouvernement des États-Unis

Voir aussi : Pétrole et gaz naturel en Arctique

Pays consommateurs

En 2007, les principaux pays consommateurs sont, en millions de tonnes/an (millions de barils/jour) [20]:

Quelques quantités remarquables par groupes de pays :

  • Union européenne : 703,9 (14,86), ce qui est relativement peu pour l’importance économique de cette zone.
  • Afrique : 138,2 (2,96), soit moins de 4,6% de la consommation mondiale.

Exploration et production du pétrole

Icône de détail Articles détaillés : Industrie pétrolière et pétrole non conventionnel.
plate-forme pétrolière : un des symboles de cette puissante industrie.

L’industrie pétrolière se subdivise schématiquement en « amont » (exploration, production) et en « aval » (raffinage, distribution).

L’exploration, c’est-à-dire la recherche de gisements, et la production sont souvent associées : les États accordent aux compagnies des concessions, pour lesquelles ces dernières assument le coût de l’exploration, en échange de quoi elles exploitent (pour une certaine durée) les gisements trouvés. Les mécanismes financiers sont variés : prêts à long terme, participation au capital, financement via des emprunts faits auprès de banques nationales, etc.

L’exploration commence par la connaissance géologique de la région, puis passe par l’étude détaillée des structures géologiques (principalement par imagerie sismique, même si la magnétométrie et la gravitométrie peuvent être utilisées) et la réalisation de puits. On parle d’exploration « frontière » lorsque la région n’a pas encore de réserve mondiale prouvée, le risque est alors très élevé mais le prix d’entrée est faible, et le retour peut être important.

La production, ou plutôt l’extraction du pétrole, peut être une opération complexe : pour maximiser la production finale, il faut gérer un réservoir composé de différents liquides aux propriétés physico-chimiques très différentes (densité, fluidité, température de combustion et toxicité, entre autres). Au cours de la vie d’un gisement, on ouvre de nouveaux puits pour accéder aux poches restées inexploitées. En règle générale, on injecte de l’eau et/ou du gaz dans le gisement, via des puits distincts de ceux qui extraient le pétrole. Une mauvaise stratégie d’exploitation (mauvais emplacement des puits, injection inadaptée, production trop rapide) peut diminuer de façon irréversible la quantité de pétrole extractible. Par exemple, l'interface entre la nappe de pétrole et celle d’un liquide chargé en soufre peut être brisée par simple brassage, polluant ainsi le pétrole.

Au cours des dernières décennies, l’exploration et la production se font en proportion croissante en offshore : l’onshore, plus facile d’accès, a été exploité le premier. La loi de Ricardo s’applique très bien au pétrole, et, en règle générale, le retour sur investissement tend à diminuer : les gisements sont de plus en plus petits, dispersés, et difficiles à exploiter. Il y a bien sûr des exceptions, comme dans des pays où l’exploration a longtemps été paralysée pour des raisons politiques.

Industrie aval

Les raffineries sont le centre névralgique de l’industrie pétrolière.
Icône de détail Articles détaillés : Raffinage du pétrole et pétrochimie.

Le raffinage consistait simplement, à l’origine, en la distillation du pétrole, pour séparer les hydrocarbures plus ou moins lourds. La distillation sous pression atmosphérique s’est vue complétée d’une distillation sous vide, qui permet d’aller plus loin dans la séparation des différents hydrocarbures lourds. Au fil du temps, nombre de procédés ont été ajoutés, dans le but de maximiser la production des coupes les plus profitables (essence et gazole, entre autres) et de diminuer celle de fioul lourd, ainsi que de rendre les carburants plus propres à l’emploi (moins de soufre, de particules et de métaux lourds). Ces procédés, qui notamment comprennent le reformage, le désasphaltage, la viscoréduction, la désulfuration, l’hydrocraquage, utilisent beaucoup d’énergie (sous forme de chaleur et d’hydrogène).[21]

Ces procédés continuent à se multiplier, les raffineurs devant satisfaire des exigences de plus en plus grandes sur la qualité des produits (du fait de l’évolution de la structure du marché et des normes environnementales) alors que la qualité des pétroles bruts tend à diminuer, les pétroles plus lourds et plus riches en souffre représentant une part accrue de la production. Une autre évolution importante est la valorisation améliorée des gaz (GPL) et des solides (cokes de pétrole, asphalte) coproduits par le raffinage.

Les raffineries sont en général des infrastructures considérables, traitant des dizaines, voire des centaines de milliers de barils/jour. En France, il existe treize raffineries, dont six (représentant 55 % de la capacité) sont contrôlées par Total.[21]

On inclut aussi souvent dans l’industrie aval pétrolière, en plus de la production des carburants, la conversion de certains des produits en dérivés comme les matières plastiques.

Le transport du pétrole, tant du brut que des produits raffinés, utilise principalement les pétroliers et les oléoducs pour les grandes distances et les volumes importants. Le transport par chemin de fer, par barge en eau douce et par camion est surtout utilisé pour la distribution finale des produits. Le transport du pétrole est à lui seul un secteur économique important : ainsi, les pétroliers représentent environ 35% du tonnage de la marine marchande mondiale.[22]

Compagnies pétrolières

Les grandes compagnies pétrolières.
Icône de détail Voir ou créer l'article : Liste de compagnies pétrolières.

L’industrie pétrolière est un pilier de l’économie mondiale : sur les dix plus grandes sociétés privées de la planète, cinq sont des compagnies pétrolières [23]. De plus, certaines compagnies nationales dépassent largement la taille de ces majors privées. En effet, il existe plusieurs sortes de compagnies pétrolières :

  • Les grandes compagnies privées multinationales et verticalement intégrées (c’est-à-dire concentrant les activités d’exploration, production, raffinage, et distribution), dites « majors », telles que Exxon Mobil, Shell, BP, Total, Chevron, Lukoil et Pétro-Canada.
  • Les raffineurs, qui ne détiennent que l’aval (raffineries et éventuellement stations-service).
  • Les indépendants, qui ne font que chercher et produire du brut pour le vendre à des raffineurs. Certaines sont des compagnies très importantes et agissant sur plusieurs continents, comme Anadarko, d’autres sont beaucoup plus petites, avec à l’extrême des compagnies familiales ne gérant qu’un puits ou deux (au Texas notamment). En France, on peut citer Pérenco et Maurel et Prom.
  • Les compagnies nationales, qui sont elles-mêmes assez diverses. Pemex (mexique) et Aramco (arabie saoudite), par exemple, ont un monopole de la production dans leur pays, et se comportent comme un organe du gouvernement. D’autres, comme Sonatrach (Algérie), Petronas (Malaysie), Petrobras (Brésil) ou Statoil (Norvège) cherchent une expansion internationale, et se comportent presque comme des « majors » bien que leur capitaux soient publics. Notons qu’en termes de production de pétrole, Aramco équivaut à quatre fois Exxon Mobil, première compagnie privée par le chiffre d’affaires. Enfin, certains petits pays producteurs ont une compagnie nationale qui n’a en réalité guère d’activité industrielle et a surtout pour rôle de commercialiser la part de la production revenant à l’État.

Consommation

Icône de détail Article détaillé : Distribution du pétrole.

Le pétrole sert dans tous les domaines énergétiques, mais c’est dans les transports que sa domination est la plus nette. Seul le transport ferroviaire est en grande partie électrifié, pour tous les autres moyens de transports, les alternatives sont marginales et coûteuses, et ont un potentiel de croissance limité. En 2002, selon le FMI [24], 48 % des produits pétroliers sont employés dans ce secteur, et cette part continue à augmenter.

La situation est différente pour la production d’électricité à partir du pétrole, où sa part a constamment diminué depuis plus de 30 ans, étant à moins de 8 % en 2006. Le charbon, le gaz naturel, le nucléaire et les énergies renouvelables s’y sont largement substitués, sauf pour des cas particuliers (pays producteurs disposant de pétrole bon marché, îles et autres endroits difficiles d’accès). De plus, le pétrole utilisé dans la production d’électricité est en majorité du fioul lourd, difficile à employer dans d’autres domaines (excepté la marine) sans transformation profonde.

L’agriculture ne représente qu’une fraction modeste de la consommation de pétrole, mais c’est peut-être ce secteur qui crée la dépendance la plus vitale : sans les pesticides et les machines agricoles, qui s’appuient sur le pétrole (les engrais sont confectionnés à partir de gaz naturel), il ne serait pas possible d’avoir les rendements agricoles actuels, ni de nourrir une population mondiale aussi nombreuse.

Plus la demande augmente, plus il y a d’investissements dans la recherche de pétrole. La demande favorise les investissements et donc il y a plus de terres inexploitées où l’on trouve du pétrole.

Commerce du pétrole et des produits pétroliers

Icône de détail Article détaillé : Marchés pétroliers.

La valeur d’un pétrole brut dépend de sa provenance et de ses caractéristiques physico-chimiques propres qui permettent, après traitement, de générer une plus ou moins grande quantité de produits à haute valeur marchande. Pour simplifier, on peut dire que plus le brut est léger (c’est-à-dire apte à fournir, après traitement, une grande quantité de produits à forte valeur marchande) et moins il contient de soufre, plus il vaut cher. Dans une moindre mesure, la distance entre l’endroit où est vendu le pétrole et les régions importatrices intervient également.

Les acteurs du marché cherchant à se protéger des fluctuations de cours, le NYMEX introduit en 1978 les contrats futures sur le fioul domestique (heating oil).

Impacts du pétrole

Le développement de l’industrie pétrolière a fourni les carburants liquides qui ont permis la deuxième révolution industrielle et a donc considérablement changé le cours de l’histoire. En ce sens, le pétrole est véritablement le successeur du charbon, qui avait rendu possible la première révolution industrielle. Son utilisation est également source de controverses, car ses utilisations conduisent l'homme à dégrader l'environnement, plus ou moins directement.

Économie

Le pétrole étant le plus gros commerce de la planète en valeur (et en volume), il modifie considérablement les flux de devises. Les grands pays producteurs disposent de recettes telles que leurs gouvernements ont souvent un excédent public à placer, qui leur donne un poids financier important. Par exemple, vers 1998, la Russie avait une dette publique très importante et semblait proche de la cessation de paiements. Depuis, la hausse du prix de pétrole et celle de sa production lui a permis d’engranger des recettes fiscales telles que la dette a été pratiquement remboursée et que le pays a la troisième réserve de devises au monde en 2006 [25].

Icône de détail Article détaillé : Pétrodollar.

Les fluctuations du prix du pétrole ont un impact direct sur le budget des ménages, donc sur la consommation dans les pays développés. Elles influent aussi, en proportion variable, sur le prix de tous les biens et services, car tous sont produits en utilisant du pétrole, matière première ou source d'énergie.

La découverte de réserves de pétrole dans un pays est souvent perçue comme un « miracle » pour son économie. Toutefois, l’afflux de devises est parfois mal géré (voir Syndrome hollandais), il peut encourager la corruption et les ingérences étrangères. L’effet réel est donc souvent plus ambivalent, surtout pour les pays les plus pauvres.

Société

Icône de détail Article détaillé : Dépendance au pétrole.

Devenu indispensable à la vie quotidienne dans la plupart des pays, le pétrole a un impact social important. On a vu des émeutes parfois violentes dans certains pays suite à des hausses de prix. En 2006, certains syndicats français demandent l’instauration d’un « chèque transport » pour aider les salariés qui se déplacent beaucoup à faire face au prix des carburants.

Dans les pays développés, une hausse du prix du pétrole se traduit par un accroissement du budget consacré à la voiture, mais dans les pays les plus pauvres, elle signifie moins d’éclairage et moins d’aliments chauds, car le kérosène est souvent la seule source d’énergie domestique disponible.

Outre que le pétrole est utilisé dans toutes les industries mécanisées comme énergie de base, ses dérivés chimiques servent à la fabrication de toutes sortes de produits, qu’ils soient hygiéniques (shampooing), alimentaires, de protection, de contenant (matière plastique), tissus, etc. Ce faisant, le pétrole est devenu indispensable et par conséquent très sensible stratégiquement.

Environnement

Nettoyage des côtes de la baie du Prince William, en Alaska, après le naufrage du pétrolier Exxon Valdez.
Icône de détail Articles détaillés : Réchauffement climatique et Pollution.

L’impact environnemental le plus inquiétant du pétrole est l’émission de dioxyde de carbone résultant de sa combustion comme carburant. La combustion libère dans l’atmosphère d’autres polluants, comme le dioxyde de soufre (SO2), mais ceux-ci peuvent être maîtrisés, notamment par la désulfuration des carburants, ou des suies. On estime cependant que si le pétrole est plus polluant que le gaz naturel, il le serait nettement moins que le charbon et les sables bitumineux.

L’extraction pétrolière elle-même n’est pas sans impact sur les écosystèmes locaux même si, comme dans toute industrie, les risques peuvent être réduits par des pratiques vigilantes. Néanmoins, certaines régions fragiles sont fermées à l’exploitation du pétrole, en raison des craintes pour les écosystèmes et la biodiversité. Enfin, les fuites de pétrole et de production peuvent être parfois désastreuses, l’exemple le plus spectaculaire étant celui des marées noires. Les effets des dégazages ou même ceux plus cachés comme l’abandon des huiles usagées ne sont pas à négliger.

La société moderne qui utilise encore largement le pétrole, énergie génératrice de pollution, dégrade, de manière sensible, l'environnement de la planète.

Sciences et techniques

L’exploration pétrolière a rendu nécessaires de grands progrès en géologie, du moins pour la compréhension des bassins sédimentaires. Cette science aurait donc progressé beaucoup moins vite sans la source de financement associée au pétrole. Certaines branches de la chimie en ont aussi profité. Dans le domaine technologique, la contribution la plus évidente de l’industrie pétrolière est l’amélioration des techniques de forage, qui profite à d’autres domaines comme l’énergie géothermique.

Ce sont là les impacts directs de l’industrie pétrolière, mais indirectement le pétrole, en fournissant les carburants liquides nécessaires, a permis le développement de l’automobile et de l’aviation. En revanche, cette source d’énergie relativement bon marché a freiné la recherche d’autres ressources énergétiques.

Géopolitique

Icône de détail Article détaillé : Géopolitique du pétrole.

Le pétrole est une donnée largement prise en compte par les stratèges géopolitiques. En effet, la dépendance des sociétés envers ce produit est telle qu’une difficulté d’approvisionnement (coût, diminution de la production…) peut en soi justifier un co