Le pétrole : pic ou pas pic ?

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Vous avez sûrement entendu parler de la théorie du « pic pétrolier » selon laquelle la production mondiale de pétrole doit passer par un pic puis nécessairement décroître. Toutefois, ce fameux pic dont on parle depuis des décennies semble ne jamais arriver… Alors, qu’en penser ?

La théorie

Commençons par la théorie et allons directement au résultat : oui, un pic de la production de pétrole est totalement inévitable.

La raison fondamentale est que le pétrole est une ressource que l’on consomme en continu et qui n’est disponible que dans une quantité déterminée. En effet la Terre n’est clairement pas infinie (quoique si on demandait aux platistes… non je blague !), et comme le pétrole met plusieurs centaines de millions d’années à se former, il est donc totalement non renouvelable à notre échelle humaine.

Prenez une bouteille encore pleine de vin (expérience de pensée, ne foncez pas tout de suite à la cave), très bon exemple de ressource disponible en quantité déterminée : on est tous d’accord que, à force de se servir des verres de vin dans la bouteille, au bout d’un moment celle-ci sera – hélas – vide et la ressource sera épuisée, OK ? Et bien c’est pareil avec le pétrole, sauf que la bouteille est plus grande. Et que bien sûr l’exemple est trop simple : la bouteille va se finir brutalement avec le dernier verre servi alors que ce ne sera pas le cas avec le pétrole, ce sera beaucoup plus progressif.

Un autre exemple serait plus approprié : celui de la course aux œufs de Pâques, vous savez, quand on lâche une meute d’enfants – voire d’adultes – dans un jardin dans lequel ont été cachés, plus ou moins bien, une certaine quantité d’œufs de Pâques… Si on observe dans le temps, minute par minute, le nombre d’œufs de Pâques ramenés par les enfants, voici ce que l’on constate :
– au début ils cherchent mais ne trouvent rien
– puis ils commencent à trouver les premiers œufs, les plus gros et les plus faciles, la récolte décolle
– en cherchant mieux ils en trouvent encore d’autres, le récolte s’accélère
– au bout d’un moment la récolte plafonne car les recherches deviennent plus difficiles…
– puis la récolte commence à chuter : ils ont beau chercher, ils n’arrivent plus à trouver beaucoup de nouveaux œufs malgré leurs efforts. Ceux qui restent sont bien sûr les mieux cachés et les plus petits…
– après quelques temps ils abandonnent car ils n’arrivent plus à en trouver (alors pourtant qu’il en restait peut-être quelques uns bien planqués…)

Si on dessine un graphique pour visualiser l’évolution dans le temps de la récolte des enfants minute après minute alors on observe une courbe en « cloche » : la récolte part de zéro, décolle, s’accroît, plafonne en atteignant un maximum, puis redescend et finit par retomber à zéro. Quelque chose comme cela (exemple fictif) :

Le graphique de la récolte des œufs de Pâques au cours du temps est un exemple de la courbe théorique que l’on obtient quand on exploite une ressource qui existe quelque part en quantité finie et ne se renouvelle pas : elle s’appelle la courbe de Hubbert et elle a pour caractéristique de partir de zéro, passer par un maximum et retomber à zéro au bout d’un certain temps, inexorablement car la ressource s’épuise.

Notez que le sommet de la courbe peut ne pas avoir la forme « parfaite » d’un pic bien pointu. Elle peut tout à fait se présenter comme une sorte de plateau ondulant, avec des sommets secondaires et des petits creux qui durent un certain temps, avant la chute inexorable.

Le pétrole étant une ressource non renouvelable, son exploitation ne peut que se comporter de manière similaire(*). Le pic pétrolier est donc inéluctable. La question est : quand ? Quand aura-t-il lieu ?

D’où vient le pétrole ?

Avant de revenir sur le pic pétrolier, rafraichissons-nous la mémoire sur l’origine du pétrole.

Il s’est formé il y a plusieurs centaines de millions d’années, au fond des océans de l’époque, par accumulation d’organismes morts (plancton et algues) qui tombent au fond de l’eau. Sous le pression des sédiments et des autres organismes qui s’accumulent par dessus, en l’absence d’oxygène, aux endroits où les conditions sont favorables (climat chaud, proximité d’un grand fleuve charriant de nombreux débris organiques notamment) la matière organique s’échauffe et se transforme alors petit à petit en pétrole et en gaz.

Souvent, le pétrole migre, remonte et se trouve piégé par une couche géologique de roche imperméable qui forme une sorte de réservoir, dans lequel il est facile de pomper : on l’appelle alors du pétrole conventionnel. Il est en accompagné de gaz : pétrole et gaz se forment en effet ensemble dans les mêmes gisements.
Lorsque la configuration géologique est telle que le pétrole :
. ne migre pas et reste piégé dans la roche dans laquelle il s’est formé, appelée « roche-mère »,
. ou migre dans du sable au lieu d’un réservoir délimité par une couche géologique imperméable,
on l’appelle du pétrole non-conventionnel (« pétrole de schiste », « sables bitumineux »). Il est alors beaucoup plus difficile à extraire, nous y reviendrons.

Au gré des mouvements des continents, conséquences de la tectonique des plaques, les gisements de pétrole (et de gaz) se trouvent aujourd’hui aux endroits de la planète qui, il y a plusieurs centaines de millions d’années, étaient propices à la formation d’hydrocarbures.

Notez que la formation du pétrole est un processus continu : il s’en forme toujours aujourd’hui, à certains endroits au fond des océans actuels, très très lentement. Dans quelques centaines de millions d’années, il sera formé et exploitable ! Mais le processus est tellement lent que, à l’échelle de l’humanité, le pétrole est clairement une ressource non renouvelable.
(pour en savoir plus sur la formation des hydrocarbures : pétrole et gaz)

[NB : l’origine du charbon est différente : ce dernier se forme par un processus de décomposition de végétaux (arbres et plantes), dans des zones marécageuses (pour en savoir plus)]

En résumé :
– formation du pétrole et du gaz = décomposition de plancton et autres débris organiques au fond des océans durant des centaines de millions d’années
– pétrole conventionnel = pétrole qui a migré vers un réservoir et est « facile » à extraire
– pétrole non-conventionnel = pétrole qui n’a pas migré sans un réservoir, difficile à extraire

Le pic pétrolier, c’est pour quand alors ?

Alors… ce n’est pas simple. Le sujet de la production pétrolière est même d’une complexité redoutable : il mêle des enjeux politiques, économiques, stratégiques, historiques, techniques, géologiques… à différentes échelles de temps et d’espace, enjeux qui s’intriquent et se perturbent mutuellement. De nombreux acteurs (entreprises du secteur pétrolier, états, organisations internationales, armées des grands pays…) dissimulent des informations voire mentent délibérément sur les chiffres quand il s’agit du pétrole.
Pour s’y retrouver il faut accepter d’y passer beaucoup de temps. Dans cette quête, deux livres écrits par Mathieu Auzanneau, un des meilleurs spécialistes français du pétrole, m’ont beaucoup aidé :

Alors ? La réponse à la question sur le pic ? Et bien il s’avère que, très vraisemblablement, le pic de pétrole a… déjà eu lieu !

Voyons cela. Le pétrole existant sur Terre peut être classé en deux catégories principales déjà évoquées ci-dessus :

1. Le pétrole « conventionnel » : on l’exploite depuis plus d’un siècle. C’est celui dont l’image nous vient à l’esprit naturellement quand on pense au pétrole, c’est à dire un fluide noir et visqueux (mais pas trop) que l’on récupère facilement et à moindre coût en creusant un puits et en pompant.
   
2. Le pétrole « non-conventionnel » : c’est un pétrole plus difficile et plus coûteux à extraire car il n’est pas sous une forme liquide facile à pomper. On l’exploite depuis une période plus récente – une petite vingtaine d’années – et il y en a en gros deux types : les pétroles de schistes (Etats-Unis notamment) que l’on extrait avec la méthode – très polluante – de la fracturation hydraulique et les sables bitumineux (Canada, Vénézuela notamment ; il s’agit de pétrole qui a migré dans du sable au lieu de migrer vers un réservoir imperméable : cf photo) que l’on extrait avec un procédé de séparation à l’aide d’eau chaude.

Le pétrole conventionnel

S’agissant du pétrole conventionnel, c’est peu connu mais le pic de production est déjà dépassé depuis plus de 10 ans ! En effet, nous n’avons pas découvert de nouveau gisement important depuis plus de 30 ans, malgré les intenses recherches de toutes les compagnies pétrolières mondiales et les investissements colossaux consentis par celles-ci. Les quantités extraites n’augmente plus et à l’avenir elles ne pourront que décroître, avec peut-être des à-coups, des irrégularités, des petites reprises, mais la tendance sera inexorable : la décroissance progressive, due au fait que l’on exploite – et épuise progressivement – des gisements déjà découverts.

Le pétrole non-conventionnel

La production mondiale totale de pétrole continue à croître année après année, grâce au pétrole non conventionnel et principalement le pétrole de schiste américain, issu majoritairement du bassin texan nommé « Permien ». Seulement voilà, celui-ci s’essouffle : l’industrie du pétrole de schiste américain n’a quasiment jamais pu être rentable, la faible durée de vie des puits (la production d’un puits chute notablement au bout de seulement quelques mois) oblige à investir sans cesse pour en creuser inlassablement de nouveau et suivre la cadence de production : une folle course en avant. La crise du coronavirus de 2020-2021 pourrait siffler la fin de la partie : selon l’AIE (Agence Internationale de l’Énergie), la chute de la production de pétrole de schiste américain entamée en 2018 s’accélère à cause de l’effondrement des cours du pétrole brut, dû à la crise actuelle, qui dégrade encore plus la rentabilité du pétrole de schiste et a pour conséquence que les entreprises pétrolières n’ont plus les moyens d’investir pour creuser de nouveaux puits.
Cette situation est symptomatique des pétroles non conventionnels : ils nécessitent des moyens techniques et donc financiers très importants pour être extraits, ce qui rend très hypothétique, voir irréaliste, l’espoir qu’ils puissent en masse et durablement compenser la chute du conventionnel.

Voilà à quoi ressemble l’évolution de la production de pétrole mondiale depuis les années 50 (scan du dernier livre de M Auzanneau ; désolé pour la piètre qualité de l’image, il est très difficile de trouver d’autres sources de données récentes) :

Le pic de 2008 du pétrole conventionnel est bien visible, suivi d’un « plateau ondulant » globalement décroissant : perte de 4% en environ 10 ans.
Un pic global conventionnel + non conventionnel a été observé en 2018-2019, à plus de 95 millions de barils(**) produits par jour (record historique), avant la chute provoqué par la crise sanitaire. Dans les quelques années qui viennent, même si une reprise post-crise est à prévoir, il est très probable que ce record ne sera plus jamais battu (cf ci-dessus les problématiques intrinsèques des pétroles non conventionnels. Pour plus de détails, lisez le livre de M Auzanneau ;-) )

Mais je vous entends tout de même d’ici : qu’est-ce qui nous dit qu’il n’existe pas des gisements importants encore cachés, que nous n’avons pas découverts, conventionnel ou non conventionnel, qui si on les découvre feront repartir la production à la hausse encore une fois vers de nouveaux sommets ?

Et bien il s’avère que c’est extrêmement peu probable :

• Les connaissances accumulées depuis plus d’un siècle par les géologues & ingénieurs du monde entier sur les processus de formation du pétrole et l’emplacement des anciens bassins sédimentaires pouvant en contenir sont maintenant fort complètes et la marge d’erreur faible.
• S’il existait encore d’importants gisements de pétrole, faciles à exploiter, on les aurait déjà trouvés. Souvenez-vous des œufs de Pâques : on trouve d’abord les gros œufs les moins bien cachés, ceux qui restent non trouvés sont toujours les plus petits et les plus difficiles à trouver.
  Exemple de ce qu’on trouve aujourd’hui : on a découvert au Brésil en 2007/2009 un gisement exceptionnel de presque 10 milliards de baril (le gisement offshore de Tupi). Cela peut semble énorme mais en fait… non. Ce n’est qu’un petit gisement, comparé à l’âge d’or des découvertes de pétrole, les années 1945 à 1970, pendant lesquelles on découvrait autour de 40 milliards de baril… chaque année.
• Il reste encore sous terre des gisements de pétrole non connus, c’est une certitude. Mais ce sont des petits gisements, difficiles à exploiter, coûteux à mettre en production : gisements sous la banquise arctique et/ou à très grande profondeur sous la mer, par exemple. Aucune chance que l’on trouve de nouveau un champ aussi important et prolifique que, par exemple, celui de Gawar en Arabie-Saoudite, exploité depuis les années 50 et pourvoyeur de quantités colossales de pétrole : encore exploité aujourd’hui, le total de sa production pourra in fine s’établir à plus de 100 milliards de barils.

Ces arguments ne sont pas que théoriques : si vous êtes attentifs à l’actualité, vous avez vu passer dans certains médias ces derniers mois des articles à propos des risques qui pèsent sur l’approvisionnement pétrolier européen dans les 10-20 ans à venir (exemple : article dans l’Usine Nouvelle ou Le monde), compte tenu de la baisse prévisible de la production de ses principaux fournisseur.
Voici sur un graphique l’évolution prévisible de la production de ceux-ci :

Un pic pétrolier, OK, et alors ?

Première chose : on a donc très vraisemblablement déjà dépassé le pic, certes, mais ça ne veut absolument pas dire que « le pétrole c’est fini » du jour au lendemain.
Comme vu plus haut, on entre vraisemblablement dans une période de plateau ondulant, avec des pics et des creux, globalement décroissant mais sans chute brutale (c’est toute la différence avec le bouteille de vin qui se termine d’un coup après le dernier verre bu). Cette période pourra durer pendant plusieurs décennies.
On considère qu’il reste sous terre à peu près autant de pétrole « récupérable » que ce que l’Humanité a extrait depuis le début de l’exploitation du pétrole il y a plus d’un siècle. Il reste donc encore largement de quoi extraire (et exploser le taux de CO2 dans l’atmosphère…) mais :

• Le pétrole qui reste est au fil du temps de plus en plus compliqué et coûteux à aller chercher, et cela va aller en empirant.
• La consommation annuelle n’a cessé d’augmenter au fil du temps : on a mis un siècle pour en extraire environ la moitié mais au rythme actuel – dans l’hypothèse où on aurait la possibilité de le maintenir – il nous faudrait beaucoup beaucoup moins d’un siècle pour extraire l’autre moitié.
• Dans tous les cas, nous n’irons jamais chercher tout le pétrole encore existant : il viendra un jour ou il sera beaucoup trop cher et complexe d’aller chercher ce qui reste. Comme des œufs de Pâques camouflés au sommet d’un arbre : jamais les enfants n’iront les chercher car trop hauts, trop compliqué, inaccessible en pratique.

Pour imaginer les conséquences du déclin futur et inexorable, bien que progressif, du pétrole, il faut se poser la question de ses utilisations. On les connaît tous plus ou moins, mais faisons tout de même un tour d’horizon.

L’utilisation du pétrole la plus importante est dans le domaine des transports : 98% des modes de transport sur Terre fonctionnent grâce au pétrole : voitures, camions, avions, bateaux, tracteurs, bulldozers… tous ces modes utilisent très majoritairement le pétrole comme source d’énergie. C’est notamment le cas des bateaux (porte-containers) et camions qui transportent tous les produits manufacturés fabriqués de part le monde. Comment par exemple est arrivé entre vos mains l’objet (téléphone, tablette, ordinateur) qui vous permet de lire ces lignes ? Par bateau et par camion. Et regardez autour de vous les objets situés dans la pièce où vous êtes en ce moment : pour la majorité d’entre eux, bateau et camion… C’est vrai aussi pour une grande part de ce que nous mangeons : les aliments que vous êtes allés acheter dans un magasin, comment y sont ils arrivés ? Camion bien sûr. Et si en plus vous y êtes allés en voiture…
Le pétrole est le vecteur grâce auquel circulent quasiment tous les flux de marchandises et d’aliments dont nous dépendons. En ce sens, il est véritablement le sang de notre monde moderne

De plus, le pétrole sert aussi à fabriquer d’innombrables produits et objets de la vie courante, issus de la pétrochimie. On pense tout de suite au plastique, bien sûr, mais sans savoir forcement tout ce que cela recouvre. Voici donc une « petite » revue :

• tuyaux rigides (gouttières, etc.), gaines électriques, profilés, huisseries (fenêtres), disques 33 et 45 tours… sont fabriqués avec du polychlorure de vinyle (PVC)
• objets pour l’industrie automobile, sacs d’emballage de supermarché, films (travaux publics), tuyaux et profilés, sacs poubelles, articles injectés (ménagers et jouets), sacs congélation sont fabriqués avec du Polyéthylène basse densité (PEBD)
• bouteilles et corps creux, tuyaux, fibres, objets moulés par injection sont fabriqués avec du Polyéthylène haute densité (PEHD)
• les revêtement des poêles Tefal sont fabriqués avec du Polytetrafluoroéthylène (PTFE)
• articles moulés par injection pour les industries automobile, électroménager, ameublement, jouet, électricité, boîtes et bouteilles diverses pour l’alimentation, fils, cordages, films, sacs d’emballage, boîtiers de phare sont fabriqués en Polypropylène 
• emballages (barquettes blanches), isolation en polystyrène expansé, Bic Cristal (transparent), ameublement (bureau et jardin), jouets, bagages, emballages pour cosmétiques, médicaments et produits alimentaires, contreportes de frigo sont fabriqués avec du Polystyrène (et copolymères associés (ABS) )
• les chambres à air sont fabriqués avec du Poly-isobutène (encore appelé caoutchouc butyl)
• les pneus contiennent du Polybutadiène (BR)
• pneus et joints, amortisseurs, tapis transporteurs, semelles, garnitures de pompes sont fabriqués avec du Styrène butadiène (SBR) ou caoutchouc synthétique
• peintures, revêtement de surface, fibres, adhésifs, encres, verrières (vitrages caravanes, avions, bateaux), verres de lunettes, lavabos, baignoires cabines de douches sont fabriqués avec des Acrylates et méthacrylates
• fibres d’habillement, pièces mécaniques de frottements, réservoir à essence, seringues sont fabriqués avec des Polyamides (famille des nylons)
• les bouteilles de soda sont fabriquées avec du polyéthylène téréphtalate (PET)
• mousses rigides (isolation thermique et phonique) et semi-rigides (rembourrage ameublement, garnissage des fauteuils), revêtements et adhésifs, vernis, peintures, enduction pour rideaux, tentures, bâches et stores sont fabriqués avec du Polyuréthane
• casques de motos, bidons, bouteilles, biberons, moulinets de canne à pêche, verres de sécurité, boîtiers photos, feux clignotants sont fabriqués avec du Polycarbonate
• les routes goudronnées sont construites avec du bitume (liant pour le gravier, issu de la fraction la plus lourde du pétrole)
• les lubrifiants, huiles, graisse, paraffine sont fabriqués à partir de la fraction la plus lourde du pétrole
• l’aspirine, certains antibiotiques, la « moutarde azotée » (traitement de cancers), mais aussi de nombreux antihistaminiques, antibiotiques, médicaments psychotropes, sans parler des liants de comprimés, revêtements de pilules, bouchons et autres emballages sont fabriqués avec du benzène.
• …. (liste non exhaustive)

Cette liste est éloquente : le pétrole est une matière première extraordinaire, sur laquelle a reposé massivement le développement de nos sociétés depuis plus d’un siècle. D’une part il est un concentré d’énergie facile à emporter (il suffit d’un simple réservoir) ce qui explique qu’il soit la source d’énergie de quasiment tous nos modes de transport, d’autre part les longues chaînes carbonées de ses molécules sont une matière première idéale pour fabriquer de très nombreux objets, produits, médicaments… utilisés au quotidien.
C’est tout cela qui est remis en question par le déclin progressif du pétrole que nous allons vivre dans les prochaines années et décennies. Cela va impacter nos sociétés de manière considérable même s’il est difficile de prévoir précisément qui, où, quand, comment.

Afin de limiter les conséquences négatives de ce déclin pétrolier inexorable, il est hautement souhaitable de l’anticiper activement et de s’y préparer, sachant de plus que, pour lutter contre le réchauffement climatique, nous savons qu’il faut de toutes façons sortir des sources d’énergies fossiles, dont le pétrole, le plus rapidement possible.

Epilogue

L’économiste Jean-Baptiste Say écrivait en 1803 dans son Traité d’économie politique : « Les ressources naturelles sont inépuisables, car sans cela nous ne les obtiendrions pas gratuitement. Ne pouvant être ni multipliées ni épuisées, elles ne sont pas l’objet des sciences économiques. » L’exemple du pétrole(***) montre que ce postulat sur lequel est construit tout notre système économique est évidemment faux car il ne tient pas compte de la réalité physique de notre monde fini.

(*) Nota : vous savez peut-être que des procédés de fabrication de pétrole synthétique existent. Leur mise en œuvre à grande échelle pourrait changer la donne, non ? En réalité, cela ne ferait que reporter la question sur les autres matières premières (charbon, gaz, biomasse) nécessaires à leur mise en œuvre, sans parler de la très grande quantité d’énergie nécessaire pour ces procédés. En l’état actuel des technologies et des connaissances, ces alternatives ne représentent pas une solution viable à grande échelle. Rappelons que la quantité de pétrole consommée par l’ Humanité est de l’ordre de 90 millions de barils chaque jour. ce qui représente une quantité absolument colossale.
Qui plus est, ces alternatives sont au moins autant émettrices de CO2 que le pétrole, ce qui est à remettre dans le contexte de la lutte contre le réchauffement climatique qui nécessite une baisse drastique et massive des émissions de GES pour en maîtriser les effets indésirables (le mot est faible).
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(**) Un baril = environ 159,99 litres de pétrole (merci les anglo-saxons pour leur unités tarabiscotées…)
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(***) Le pétrole n’est qu’un exemple : de nombreuses autres ressources terrestres sont non renouvelables et connaîtront aussi leur « pic ». C’est le cas de tous les minerais que nous extrayons du sol : aluminium, cuivre, zinc, terres rares (qui ne sont en fait pas « rares » !), uranium, platine, lithium, cobalt….
Chacun de ces minerais nécessiterait à lui tout seul un article entier tant les situations sont diverses et complexes. Pour certains les quantités disponibles sont encore considérables, pour d’autres le pic est proche.
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Bibliographie / webographie

Livres :
Mathieu Auzanneau avec Hortense Chauvin « Pétrole – Le déclin est proche » (Ed° Seuil)
Mathieu Auzanneau / « Or Noir » (Ed° La Découverte)

Sites web (échantillon car il y en a une multitude) :
Dr Pétrole et M Carbone
ASPO
JM Jancovici

Crédits photos :
http://planete.gaia.free.fr/sciences/geo/geochimie/petrole.chimique.html#pfa1
https://jancovici.com/transition-energetique/petrole/a-quoi-nous-sert-ce-fameux-petrole/
https://www.encyclopedie-energie.org/geologie-et-geodynamique-des-hydrocarbures/