Les réserves de pétrole s'amenuisent à un rythme accéléré. Mais quand seront-elles définitivement épuisées ? Quel rôle endosseront le gaz et le charbon ? Et dans quelle mesure le nucléaire et/ou les sources d'énergie renouvelable suppléeront-ils à cette pénurie ? L'ingénieur pétrolier Filip Van den Abeele s'est fendu d'une analyse sur la question. – Par Koen Vandepopuliere

Les réserves de pétrole et de gaz que nous utilisons aujourd'hui se sont constituées en des temps très reculés (Cambrien et Dévonien), sous l'effet de processus qui ont duré des centaines de millions d'années. Mais en un siècle à peine, nous avons réussi la gageure de consommer une fraction particulièrement importante de ces combustibles fossiles. De plus, ce capital historique est utilisé à un rythme qui ne cesse de s'emballer. Voilà le constat que dresse Filip Van den Abeele, ingénieur pétrolier travaillant pour un institut de recherche de Flandre orientale. Une partie de sa tâche consiste à élaborer des solutions permettant l'extraction et le transport de pétrole et de gaz en quantités toujours plus importantes. Pour ce faire, il a accumulé de solides connaissances sur les combustibles fossiles, qu'il dispense notamment sous la forme d'ouvrages, d'exposés et d'interventions lors des journaux télévisés, afin de fournir des explications spécialisées en toile de fond des catastrophes pétrolières.

La fin du pétrole

Filip Van den Abeele ne pratique pas la langue de bois. « Nous consommons aujourd'hui 85 millions de barils par jour, essentiellement pour les besoins du transport et de l'industrie lourde », déclare-t-il. « D'ici 2030, ce chiffre aura largement franchi la barre journalière des 100 millions de barils. L'une des raisons essentielles de cet accroissement de consommation résulte de l'augmentation de la population mondiale : en 2050, la planète comptera en effet huit à neuf milliards d'habitants. A cela vient encore s'ajouter le développement intensif de l'économie, surtout dans les pays BRIC, où l'on note une croissance annuelle de 8 à 15 %. Résultat : les gens vivant dans ces économies émergentes consomment toujours plus ; ils chauffent mieux des maisons sans cesse plus spacieuses, ils partent plus souvent en vacances, ils sortent au restaurant... Le nombre de voitures en Chine est particulièrement révélateur de l'impact qu'exerce cette croissance économique. En 1990, on en dénombrait un million alors que selon les estimations, ce chiffre devrait déjà avoisiner les 100 millions en 2030 ! Or, comme toutes les autres matières minérales, le pétrole n'est pas inépuisable. Nous en avons déjà consommé quelque 1 200 milliards de barils et l'on présume qu'il doit en rester encore 2 000 milliards. Cette quantité devrait nous permettre de tenir le coup jusqu'aux alentours de 2050 – encore qu'il s'agisse là de ce qu'il est convenu d'appeler le 'pétrole conventionnel'. Cependant, au fil du temps, d'autres ressources pétrolières sont mises en exploitation. Il s'agit notamment de 'pétrole non conventionnel', tel que le 'pétrole ultra-lourd', contenu dans des poches peu profondes abritant un liquide dense et très visqueux. Il est aussi parfois question de 'sables bitumineux' : ces derniers ressemblent au sable d'une plage qui aurait été entièrement saturé de pétrole après le naufrage d'un pétrolier. Bien entendu, ces types de pétrole imposent des exigences hors du commun en termes d'extraction et de raffinage, mais leur exploitation ne va cesser de gagner en rentabilité. Nous en avons trouvé d'énormes stocks au Venezuela et au Canada. Les réserves totales de ces sources de pétrole non conventionnel sont supérieures à l'ensemble des richesses minérales d'Arabie Saoudite et représentent 1 800 milliards de barils. Si nous les comptabilisons dans nos projections, nous disposons encore de pétrole pour 200 ans. »

Des efforts permanents

La dépendance de notre société envers le pétrole a mené à l'épuisement des sources aisément accessibles. De nouvelles réserves pétrolières sont dès lors recherchées de plus en plus souvent dans des zones inhospitalières, comme l'Alaska. Ces recherches ont notamment été rendues possibles grâce à la mise au point de technologies de forage avancées. Pourtant, le forage de puits verticaux en tant que technique à part entière a été largement abandonné : désormais, il est possible de diriger la tête de forage en suivant pratiquement n'importe quel tracé. Il est même envisageable d'exploiter les gisements parfaitement horizontaux ! De même, on peut aujourd'hui extraire du pétrole à très grande profondeur (six kilomètres, par exemple), y compris en mer. F. Van den Abeele : « La majeure partie des réserves pétrolières exploitées aujourd'hui se trouvent profondément enfouies sous les océans, à de grandes distances au large. Dans le golfe du Mexique, par exemple, on puise le pétrole sous une masse d'eau dépassant les 2 000 mètres de profondeur, sans compter que la poche d'hydrocarbures se trouve généralement à une distance variant de un à cinq kilomètres sous le fond océanique. La plate-forme de forage, qui oscille au gré de la houle, est donc le point de départ d'un trépan destiné à atteindre des gisements se trouvant parfois à plus de 7 000 mètres de profondeur ! A près de trois kilomètres sous le niveau de la mer, des entreprises bâtissent de véritables petites 'cités' inhabitées permettant d'exploiter le gisement pétrolier qu'elles surplombent. Les navires et les plates-formes de forage construits pour permettre cette exploitation sont eux aussi de petits bijoux de haute technologie. »

Le gaz a le vent en poupe

A mesure que les réserves pétrolières s'épuisent, la demande de gaz va augmenter, affirme Filip Van den Abeele. Et d'ajouter que cette tendance est déjà perceptible aujourd'hui. « Tout compris, la consommation mondiale de gaz naturel représente environ trois millions de mètres cubes par an, soit l'équivalent de 50 millions de barils de pétrole par jour. D'ici 2030, la consommation de gaz naturel aura selon toute vraisemblance augmenté de plus de moitié. A ce rythme, les 'réserves avérées' de gaz naturel seront totalement épuisées aux alentours de 2070 : elles sont estimées à quelque 185 billions de mètres cubes, un billion représentant dix exposant douze – donc mille milliards ... ! Mais il existe aussi plusieurs billions de mètres cubes de stocks qui n'ont pas encore été découverts. Si l'on prend ces réserves inconnues en ligne de compte, nous disposons encore de gaz naturel pour 130 ans au moins. Cela sans même compter le 'gaz non conventionnel', comme le méthane – le composant principal du gaz naturel – que l'on peut extraire des mines de charbon. Les réserves avérées de ce gaz contribuent actuellement pour plus d'un billion de mètres cubes, mais il est à supposer que les stocks représentent au moins 100 fois ce volume. Le 'gaz profond' constitue une autre source énergétique non conventionnelle. Ce gaz se trouve à plus de cinq kilomètres de profondeur sous le sol et est donc difficile à atteindre avec les techniques de forage traditionnelles. Mais il ne fait aucun doute que ces poches finiront par être exploitées. Le potentiel de ces réserves est estimé à plus de 100 millions de mètres cubes. D'autres stocks de gaz non conventionnel sont emprisonnés dans des roches très compactes, des sédiments de schiste, sous des plateaux sous-marins, dans des zones géologiques soumises à une pression exceptionnellement élevée, tout comme ils peuvent se loger à grande profondeur sous de lourdes strates d'argile... La forme de gaz non conventionnel la plus évocatrice est peut-être l'hydrate de méthane : ces hydrates sont formés d'une molécule de méthane pour ainsi dire emprisonnée dans un cristal d'eau. On les trouve à l'état naturel, notamment en Sibérie, en Alaska et au Canada, mais aussi et surtout sous la surface des océans. Les estimations portant sur les réserves présumées divergent considérablement mais l'on part du principe que la quantité totale d'hydrates est supérieure à l'ensemble des stocks de tous les combustibles fossiles confondus. »

Et le charbon et l'uranium ?

De même, au fur et à mesure que les réserves de gaz se réduisent, on devrait en principe utiliser davantage de charbon. Car le stock de ce combustible est plus important à lui seul que celui des ressources conjuguées de gaz et de pétrole conventionnels. F. Van den Abeele : « Les réserves mondiales attestées de combustibles fossiles se composent de 20 % de pétrole et d'environ la même proportion de gaz naturel. Les 60 % restants sont donc constitués de charbon. Nous parlons ici de 825 milliards de tonnes, dont la moitié en charbon gras et l'autre moitié en lignite. Le rythme de consommation du charbon s'élève à quelque 5 milliards de tonnes par an. Il est surtout employé pour générer de l'électricité dans les centrales thermiques classiques : le charbon est à l'origine de près de la moitié de l'électricité totale produite dans le monde. Il est d'usage de considérer que la demande d'électricité augmentera de plus de 75 % au cours des vingt prochaines années. Si nous continuons à exploiter au rythme actuel les réserves de charbon avérées, nous avons encore de quoi subsister pour 165 ans. Mais bien entendu, la consommation de charbon augmentera sensiblement dès que les réserves de pétrole et de gaz naturel seront épuisées. Le problème est toutefois que la combustion de cette matière première se révèle extrêmement dommageable pour l'environnement. Peut-être notre climat rendra-t-il les armes avant que nous ayons consommé la totalité du charbon... » Selon Filip Van den Abeele, il existe donc encore suffisamment de combustibles fossiles conventionnels pour tenir 2 à 300 ans. Pourtant, il apparaît judicieux, pour des raisons autant économiques (prix de l'énergie en hausse) qu'écologiques, de rechercher d'autres sources d'énergie. D'aucuns considèrent le nucléaire comme le candidat le plus sérieux pour supplanter les combustibles fossiles. « Mais les centrales génèrent des déchets radioactifs. De surcroît, la quantité d'uranium est elle aussi limitée : avec des réserves commerciales avérées de 1,77 millions de tonnes et une consommation annuelle d'environ 60 000 tonnes, le stock disponible de ce minerai menace de s'épuiser en trente ans. En d'autres termes, l'uranium appartiendra au passé avant même que nous ne tombions à court de pétrole ! Les sources d'énergie alternatives et renouvelables, comme le soleil, le vent et l'eau, s'avéreront dès lors indispensables pour compléter le tableau, » affirme F. Van den Abeele.

L'eau, le feu et le vent

En matière de production d'électricité, il semble qu'il existe d'ores et déjà une source d'énergie renouvelable plus importante que les centrales nucléaires. Le pétrole couvre 35 % de cette production, le charbon 30 %, le gaz naturel 24 % et l'énergie atomique 5 %. Filip Van den Abeele : « 6 %, soit 1 % de plus que le nucléaire, sont générés par des centrales hydroélectriques. Ces centrales sont notamment associées aux barrages de retenue. Les principaux pays consommateurs de cette électricité d'origine hydroélectrique sont la Chine, le Brésil et le Canada. De plus, l'énergie hydroélectrique est en plein essor et cette technique va encore gagner en importance. L'énergie solaire revêt un intérêt plus mitigé. L'électricité produite de cette manière coûte encore affreusement cher. Les panneaux solaires ordinaires, pour ne citer qu'eux, ne sont financièrement abordables que grâce aux subventions publiques. La recherche et le développement doivent permettre d'en relever l'efficience et d'en abaisser le prix de revient, mais il faudra patienter longtemps encore avant que la lumière solaire constitue une source d'énergie rentable et efficiente qui puisse remplacer le pétrole. En comparaison, l'énergie éolienne est davantage arrivée à pleine maturité. La fraction qu'elle couvre dans le mix énergétique augmentera dès lors plus rapidement que celle assurée par les panneaux solaires. Pour l'instant, le rendement technique de cette technologie est encore plutôt limité, notamment en raison de la piètre optimisation des capacités : une turbine ne tourne en effet que 30 % du temps environ, en raison des vitesses trop faibles ou trop élevées du vent. » A l'heure actuelle, moins de 1 % de l'électricité produite est généré par le soleil et le vent, mais de l'avis de Filip Van den Abeele, cette fraction va augmenter. A cet effet, il faudra cependant trouver une solution pour résoudre le problème de la « dépendance climatique ». Autrement dit, il est indispensable de disposer de systèmes permettant le stockage de ce type d'énergie. Dans ce contexte, on peut imaginer une technique permettant d'utiliser l'électricité ainsi générée pour décomposer l'eau en hydrogène gazeux et en oxygène. Cet hydrogène en phase gazeuse deviendra alors un vecteur de l'énergie produite qui pourra être transportée via le réseau existant de distribution du gaz naturel et servir de combustible, notamment pour alimenter les véhicules à propulsion électrique.

La biomasse et les centrales géothermiques

Une autre option en matière d'énergie renouvelable consiste à utiliser des centrales géothermiques. « Cette technique recourt à l'aménagement de centrales souterraines, après forages, dans le but de recueillir de la chaleur. Les puits de forage peuvent s'enfoncer jusqu'à trois kilomètres et la température de la source s'élever à plus de 300°C. Certains réservoirs contiennent de la vapeur brûlante, qui peut être utilisée directement pour actionner des turbines. D'autres confinent de l'eau chaude sous haute pression qui est transformée en vapeur, laquelle sert ensuite à produire de l'électricité. Cette technologie ne peut cependant être appliquée que dans un nombre de lieux limité, localisés pour l'essentiel sur les lignes de fracture entre les plaques continentales. Leur potentiel est dès lors plutôt limité : 0,3 % à peine de l'ensemble de l'électricité mondiale procède actuellement des centrales géothermiques. Plus près de chez nous, la géothermie permet néanmoins la mise en œuvre de pompes à chaleur. » Mais il existe encore une source particulièrement importante d'énergie renouvelable. Quand on regarde plus loin que le simple volet « électricité » (donc, par exemple, la production de chaleur pure et simple), la production d'énergie au départ de la biomasse est d'ores et déjà plus importante que celle générée par les centrales hydroélectriques. La biomasse permet de générer de la chaleur (par exemple grâce à la combustion du bois), on peut en faire du biodiesel, elle peut servir à produire du biogaz (par fermentation du lisier ou de déchets végétaux)... Filip Van den Abeele estime que cette technologie recèle un potentiel de croissance particulièrement élevé. Mais elle connaît également son lot de limitations. Il affirme ainsi que si tous les Américains passaient au biodiesel, la totalité de la surface agricole cultivable des Etats-Unis (soit près de 2 millions de km²) devrait intégralement être plantée de pousses de soja !

Les (in?)évitables gaz à effet de serre

A mesure que l'on brûle des quantités plus importantes de pétrole et d'autres combustibles fossiles, on libère d'autant plus de CO2, qui est un gaz à effet de serre. Dès lors, ne serait-il pas préférable d'opter pour de l'électricité issue de ressources renouvelables ou de centrales nucléaires ? « La production d'énergie nucléaire ou renouvelable génère aussi des rejets de CO2, bien qu'ils soient moindres que lors de l'incinération des combustibles fossiles », nuance F. Van den Abeele. « Ce CO2 est libéré par exemple lors de la construction de la centrale nucléaire, du barrage ou du parc éolien, mais aussi durant leurs activités de fonctionnement et d'entretien. La matière fissile des centrales nucléaires doit être régulièrement remplacée, les panneaux solaires nécessitent un nettoyage, les éoliennes requièrent un entretien... En outre, certaines de ces installations, comme les centrales nucléaires et thermiques, consomment elles aussi une fraction de combustibles fossiles. Certains scientifiques ont estimé que le processus de production d'un panneau solaire entraîne des émissions de CO2 pouvant aller jusqu'à 100 grammes par kWh produit. A titre comparatif, la combustion du gaz naturel produit 450 g/kWh tandis que celle du charbon en rejette 850 par kWh. Les panneaux solaires sont donc, il est vrai, plus respectueux de l'environnement que les combustibles fossiles, mais on peut difficilement taxer le courant ainsi généré 'd'électricité verte'. Quant à l'énergie éolienne, les rejets de CO2 sont estimés entre 5 et 15 g/kWh pendant toute la durée de vie de la turbine. Dès lors, cette solution n'est pas non plus tout à fait neutre au plan des rejets de CO2, mais elle obtient néanmoins un score sensiblement meilleur que les panneaux solaires. » Comme les émissions de CO2 continuent à poser problème lorsqu'on passe à l'énergie renouvelable et/ou nucléaire, Filip Van den Abeele considère que la technique « Carbon Capture & Storage » (CCS) va gagner en intérêt à l'avenir. Il s'agit là d'une technologie qui permet d'éviter que les gaz à effet de serre n'aboutissent dans l'atmosphère en les emprisonnant dans la centrale électrique. Le CO2 est alors porté à une phase supercritique, c'est-à-dire un état particulier gommant la distinction entre les phases gazeuse et liquide, et qui ne peut être obtenu que sous haute pression. Le CO2 est ensuite convoyé en phase supercritique jusqu'au lieu de stockage, via une canalisation. « Mais la solution par excellence pour résoudre le problème de la pénurie de combustibles fossiles et éviter au maximum les catastrophes et les problèmes environnementaux consiste à privilégier l'isolation, les habitations passives, les moteurs plus efficaces, les voitures hybrides... bref : à choisir l'efficience énergétique. C'est elle, la source d'énergie de demain », conclut Filip Van den Abeele.