Essence synthétique
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L'essence synthétique a été créée pendant la Seconde Guerre mondiale par l'industrie chimique allemande afin de permettre à la Wehrmacht de se passer de pétrole. Les territoires conquis par le IIIe Reich n'étaient pas gros producteurs, et les véhicules essentiels pour le Blitzkrieg en étaient gros consommateurs.

Histoire

Avant 1939

Divers procédés avaient été élaborés avant la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est...) Guerre mondiale : Eugène Houdry, en France, fabrique de l'essence à partir de lignite (années 1920), mais le procédé est trop coûteux, et abandonné en 1930. En 1920, deux chimistes allemands, Fischer et Tropsch parviennent à liquéfier un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) synthétique produit à partir du charbon.

Il existait également un procédé mis au point (Graphie) par Friedrich Bergius. Il consistait à faire réagir de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) avec du charbon et des goudrons à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...) de 450 degrés, sous une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de 200 atmosphères, en présence d'un corps excitateur.

L'essor dû à la Seconde Guerre mondiale

Ce sont les impératifs militaires allemands qui forcent à l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) d'essence synthétique (L'essence synthétique a été créée pendant la Seconde Guerre mondiale par l'industrie chimique allemande afin de permettre à la Wehrmacht de se...). De nombreuses usines en fabriquent, avec des rendements variables. Certaines sont situées dans les camps de concentration. L'essence synthétique n'a connu qu'une courte période d'utilisation, la défaite nazie entraînant son abandon.

Cependant, dans les années 50, l'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de l'Apartheid, gênée par le blocus, a repris et amélioré le procédé.

Fabrication

Un carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) de synthèse peut en théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...) être produit à partir de toute matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe...) première contenant du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et de l’hydrogène : charbon, biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse...) (déchets agricoles, ménagers, industriels...), ou gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse.). Les étapes sont les suivantes :

  1. Production d’un gaz de synthèse (mélange de CO et d’H2) par vaporeformage, gazéification ou oxydation partielle ;
  2. Transformation de ce gaz en une cire (Chimiquement, la cire est un ester de l'éthylène glycol et de deux acides gras ou un monoester d'acide gras et d'alcool à longues chaines....) (Procédé Fischer-Tropsch) ;
  3. Hydrocraquage de la cire.

On parle des filières CTL (coal to liquid, du charbon vers le liquide), BTL (biomass to liquid, de la biomasse vers le liquide), GTL (gas to liquid, du gaz vers le liquide) en fonction de la matière première. Aujourd’hui, seuls gaz naturel et charbon sont à l’origine de productions industrielles de carburant.

Le carburant obtenu est un diesel d’excellente qualité bénéficiant d’un indice de cétane (combustion) très élevé : il ne contient ni soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.), ni molécules aromatiques (benzène, toluène) et sa combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) produit moins de particules fines qu’un diesel traditionnel. Compte tenu de la réglementation et de sa densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le...) plus faible, ce carburant est pour l’instant utilisé comme additif au diesel. Liquide, il ne nécessite aucune transformation des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) ni réseau de distribution (Le mot réseau (du latin retis) est apparu pour la première fois dans la langue française sous la forme "resel", au XII ème siècle. Employé...) dédié… Ces qualités pourraient selon ses promoteurs en faire le diesel propre des villes de demain.

Bilan environnemental

En l’état actuel des technologies, la production de synthifuels est aussi émettrice de CO2 que le raffinage, voire bien davantage, lorsqu’il est issu du charbon. Et l’état des technologies en fait un mode de production d’énergie très consommateur d’énergie, et donc coûteux. Seul le développement de la filière (Une filière est une suite de formalités, d'emplois à remplir avant d'arriver à un certain résultat: la filière...) BTL (gazéification de la biomasse) présenterait une réelle alternative. Les biocarburants 2e génération ainsi produits utilisent l’ensemble des plantes, pailles, tiges, déchets, bois et non pas les seules graines ou fruits comme les biocarburants actuels. Mais la filière BTL n’en est qu’à ses balbutiements. Si de nombreux projets de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) sont en cours, aucune unité industrielle n’est encore active.

Le renouveau de la filière GTL

Si Shell a mis en marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui...) une petite unité GTL (Gas to liquid) en 1993 en Malaisie, la renaissance du GTL date des années 2000. Sasol, Chevron (Chevron: Pièce de bois taillée, constituant une partie de la charpente d'une toiture, de section rectangulaire, disposé dans un intervalle de 60-75 cm afin de...), Shell, ExxonMobil (ExxonMobil Corporation (NYSE : XOM) est une société pétrolière et gazière américaine, dirigée par Rex Tillerson et siégeant à Irving dans...), Syntroleum, ont notamment signé des accords avec Qatar Pétroleum au Qatar, dont les réserves gazières sont considérables. Les premières unités de production vont entrer en production en 2006-2007 ; combinés, ces projets devraient produire à l’horizon 2011 quelque 800 000 barils par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...) (la production totale de pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de...) étant de l’ordre de 84 millions de barils/jours). D’importants projets GTL ont également été lancés au Nigeria, en Égypte, Indonésie (L'Indonésie, officiellement la République d'Indonésie (en indonésien Republik Indonesia), est un pays transcontinental d'Asie du Sud-Est et d'Océanie. Avec plus de 17 500 îles, il s'agit du plus...), Afrique du Sud... Ce dernier reste le premier producteur de carburants synthétiques au monde (Le mot monde peut désigner :) (200 000 barils/jour), avec sa production issue du charbon. La Chine se lance également dans de grands projets de carburants extraits du charbon.

L’Agence internationale de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) (AIE) estime à 2,4 millions de barils/jour la capacité de GTL installée à l’horizon 2030... chiffre (Un chiffre est un symbole utilisé pour représenter les nombres.) à mettre en perspective avec la prévision concernant l’évolution de la demande à la même échéance : 120 millions de barils par jour.

En mars 2006 en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire...), 3 constructeurs automobiles (DaimlerChrysler, Renault, VW) et 2 pétroliers (Chevron, Shell) ont fondé l’AFSE (Alliance for synthetic fuels in Europe) dont l’objectif est de promouvoir ces carburants en Europe.

Perspectives

Une unité de production GTL exigeant un investissement deux à trois fois plus important qu’une raffinerie et l’accès à une matière première bon marché, seuls des projets d’envergure ont pour l’instant vu le jour chez les gros producteurs de gaz naturel (Moyen-Orient, Asie (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la Terre. Il est le plus grand continent (8,6 % de la surface totale terrestre ou 29,4 % des terres...), Afrique), dans des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus souvent sous forme de...) qui y voient une manière supplémentaire de le valoriser.

Issu d’une ressource hydrocarbure, le bilan environnemental des carburants synthétiques issus de la filière GTL reste modérément intéressant, même si des innovations technologiques peuvent l’améliorer. L’utilisation de la biomasse (BTL) pourrait en revanche présenter un potentiel intéressant, environnemental et en termes de dépendance énergétique des pays non-exportateurs d’hydrocarbures.

Le maintien du brut à des prix élevés devrait toutefois accélérer le développement des filières GTL, voire CTL, et amener les carburants synthétiques à occuper une place importante dans le bouquet énergétique du futur.

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