Soutenance mémoire
Le premier puits de pétrole a été découvert en 1859 aux Etats Unis. Le pétrole brut étant peu coûteux et facilement accessible, l’essence et le gazole sont vite devenus les carburants de transports du XXème siècle.
Dans le cadre de l’aggravation de la pénurie de combustibles fossiles et des changements climatiques, l’idée d’utiliser des énergies renouvelables présente un intérêt à la fois pour le public et pour l’industrie. Les carburants issus de la biomasse « dits biocarburants » constituent actuellement une part importante des énergies renouvelables dans certains secteurs comme les transports routiers et l’industrie. Ils pourraient jouer un rôle actif dans la réduction des gaz à effet de serre et celle de la dépendance aux combustibles fossiles.
Bien que l’intérêt des biocarburants issus des ressources renouvelables existe, un plus large éventail d’impact sur l’environnement est à prendre en compte dans leur cycle de vie en terme de culture et de transformation. On peut mentionner l’utilisation d’engrais et l’acidification du sol de même que la perte de biodiversité causée par la coupe de la forêt tropicale. En outre, il ne faut pas oublier que l’élargissement de la production d’énergie agricole peut entraîner des conflits avec d’autres utilisations comme la production alimentaire ou la conservation des zones naturelles.
Etat de l’art des énergies alternatives au pétrole dans le domaine du transport
Contexte
Les problèmes environnementaux et économiques que nous connaissons en ce début de 21ème siècle nous amènent à reconsidérer la façon dont nous utilisons nos différentes sources d’énergies, et plus particulièrement celle sur laquelle est basée toute notre économie, le pétrole. De nombreux secteurs d’activités économiques dépendent fortement du pétrole, par exemple le secteur des transports qui dépend à plus de 95% des produits pétroliers et représente à lui seul environ 50% du pétrole consommé dans le monde. Il parait donc judicieux de bien connaitre l’état des ressources pétrolières afin d’anticiper une crise économique liée à une pénurie de cette source d’énergie.
Les ressources pétrolières
Y a-t-il vraiment un risque de pénurie du pétrole ? La réponse est oui et il serait véritablement utopique de croire que nous vivons sur une planète aux dimensions finies avec des ressources infinies. D’autant plus que l’énergie que nous consommons est directement liée à la population dont l’augmentation évolue de manière exponentielle .
Il y donc un fort risque de pénurie, mais quand doit elle avoir lieu ? Les réponses des spécialistes sont très controversées. Certains estiment que cette pénurie ne se produira pas avant plusieurs décennies, d’autres s’accordent à dire qu’elle est imminente. Mais quelle que soit la date à laquelle doit avoir lieu cette pénurie, les problèmes liés à notre dépendance au pétrole émergeront bien avant. En effet si on observe la consommation mondiale de pétrole, on constate qu’elle est en constante augmentation. Lorsque l’extraction de pétrole ne suffira plus pour répondre aux besoins énergétiques, son prix explosera, entraînant de sérieux problèmes économiques (hausse des coûts de transport entraînant une limitation des déplacements et des échanges de marchandise et donc une récession économique). Nous atteindrons alors un pic de production des réserves de pétrole.
Le pétrole et l’environnement
Outre les aspects économiques, notre consommation de pétrole entraîne d’autres problèmes qui touchent cette fois notre environnement. Les carburants dérivés du pétrole tels que l’essence, le gazole et le kérosène sont largement employés dans le secteur des transports. Ils produisent lors de leurs combustions différents polluants dont voici une liste non exhaustive :
• monoxyde de carbone (CO) et dioxyde de carbone (CO2),
• hydrocarbures imbrûlés (HC),
• oxydes d’azote (NOx),
• particules,
• dioxyde de soufre (SO2),
• composés organiques volatils (COV) comme le benzène,
• métaux lourds,
• etc…
Ces différents polluants ont un impact sur notre environnement :
• destruction de la couche d’ozone stratosphérique,
• effet de serre qui provoque le réchauffement de la planète et des dérèglements climatiques,
• pluies acides provoquée par la transformation photochimique des NOx et du SO2 en HNO3 (acide nitrique) et H2SO4 (acide sulfurique),
• ozone troposphérique lié à l’action des ultra-violets sur les NOx et toxique pour l’homme,
• smog engendré par la transformation photochimique des polluants stagnants à basse altitude. Cet effet est généralement visible sous la forme d’un nuage brun au dessus des grandes villes.
Les émissions de gaz à effet de serre sont quantifiées en tonne équivalent CO2, c’est-à-dire que l’on pondère les émissions de chaque gaz par un coefficient tenant compte de son Pouvoir de Réchauffement Global (PRG) comparé à celui du CO2. Ce coefficient est donc de 1 pour le CO2, le tableau suivant présente les coefficients de quelques gaz à effet de serre. De plus, le secteur des transports contribue fortement aux émissions de gaz à effet de serre .
Les énergies alternatives au pétrole
Le gaz naturel
A l’identique du pétrole, le gaz naturel est un combustible d’origine fossile résultant de la décomposition de matières organiques. Généralement il est extrait des gisements pétrolifères et il est composé de 82 à 97 % de méthane (CH4). Il représente environ 25% de la consommation énergétique mondiale, ce qui en fait la deuxième source d’énergie mondiale, après le pétrole. Il est utilisé pour la production d’électricité, dans l’industrie et de manière domestique (chauffage d’habitation, cuisine, chauffe eau). Il est acheminé par gazoduc ou par l’intermédiaire de méthanier. Cette dernière solution étant 5 à 10 fois plus onéreuse que le transport de pétrole brut, car pour transporter la plus grandes quantités de gaz, son volume est réduit par liquéfaction à -161 °C. Il faut prévoir des réservoirs de stockage souterrains suffisamment grands pour gommer les fluctuations de consommation, ainsi qu’un réseau de distribution.
L’utilisation du gaz naturel en substitution ou en complément des ressources pétrolières, dans le secteur des transports, implique un surcoût pouvant être rédhibitoire pour la mise en place d’infrastructures supplémentaires.
Les ressources de gaz naturel
Les réserves mondiales prouvées de gaz augmentent sans cesse, en 2006 elles étaient estimées à 180 000 milliards de m3 , ce qui représente environ 66 années de consommation au rythme actuel. Ces réserves sont concentrées essentiellement au Moyen–Orient (40%) et dans la CEI6 (31%). Environ 50% de ces réserves sont détenues par 3 pays, la Russie, l’Iran et le Qatar. Cependant, par rapport au pétrole, les réserves de gaz naturel sont plus difficiles à évaluer, la chute de production d’un gisement survient de manière plus abrupte et avec moins de signes avant coureurs. D’ailleurs, certaines régions du monde, comme par exemple l’Amérique du nord, sont déjà confrontées à l’épuisement de leurs réserves de gaz naturel. Il est évident que l’avenir des réserves de gaz naturel est confronté à la même problématique que celle du pétrole avec un probable décalage d’une vingtaine d’années.
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Table des matières
Introduction générale
1- Chapitre 1 Etat de l’art des énergies alternatives au pétrole dans le domaine du transport
1-1 Contexte
1-2 Les ressources pétrolières
1-2-1 Les réserves pétrolières
1-3 Le pétrole et l’environnement
1-4 Les énergies alternatives au pétrole
1-4-1 Le gaz naturel
1-4-2 Le Gaz de Pétrole Liquéfié
1-4-3 Les carburants de synthèse à partir de ressources d’origine fossiles
1-4-4 Les Biocarburants
1-4-5 L’hydrogène
1-4-6 Les véhicules électriques
1-4-7 Les véhicules hybrides
1-5 Conclusion
2- Chapitre II Analyse du cycle de vie appliquée à la production d’électricité d’origine renouvelable
2-1 Introduction
2-2 Etape 1 – Définition des objectifs et des systèmes
2-2-1 Définition des systèmes
2-2-2 Unité fonctionnelle
2-2-3 Limite des systèmes
2-2-4 Scénario de base et alternatives
2-2-5 Conclusion de l’étape 1
2-3 Etape 2 – Inventaire et quantification des extractions de matières premières et des émissions de polluants
2-3-1 Source des données
2-3-2 Inventaire et bilans énergétique et de CO2
2-3-3 Coproduits et allocations
2-3-4 Autres émissions
2-3-5 Bilan global de l’inventaire
2-4 Etape 3 – Analyse de l’impact environnemental
2-4-1 Méthodes d’analyse de l’impact
2-4-2 Analyse de l’impact environnemental d’une centrale de cogénération
2-5 Etape 4 – Interprétation
2-6 Conclusion
3- Chapitre III Analyse des émissions polluantes associées à la production de biogazbiocarburant
3-1 Introduction
3-2 Principe et fonctionnement de la méthanisation de déchets
3-2-1 La Méthanisation
3-2-2 Inventaires des consommations d’énergie et émissions polluantes du biogaz carburant
3-3 Résultats
3-3-1 Comparaison des scénarios de production de biogaz
3-3-2 Comparaison du biogaz à d’autres biocarburants
3-3-3 Indicateurs spécifiques à l’énergie
3-4 Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie
Annexes
