L’énergie fossile est une énergie qui résulte de l’exploitation du pétrole, du gaz naturel et du charbon, pour ne mentionner que les plus utilisés. Il s’agit de l’énergie la plus exploitée dans le monde présentement. Par contre, l’énergie fossile entraîne des impacts néfastes sur l’environnement et elle est non renouvelable, faisant en sorte qu’elle viendra un jour à manquer. Cependant, les spécialistes ne s’entendent pas sur une date précise pour ce qui est de cet épuisement probable. À titre indicatif seulement, les auteurs du livre Les enjeux de l’énergie : pétrole, nucléaire et après ? disent que les réserves de pétrole connues seraient épuisées d’ici 41 ans , mais ce chiffre ne tient pas compte du fait qu’il est possible de trouver d’autres gisements et que, les technologies s’améliorant sans cesse, il sera un jour possible d’exploiter des gisements jusqu’à maintenant inexploitables.
Les combustibles fossiles que l’on exploite présentement, aussi nommés les hydrocarbures, proviennent d’organismes vivants tels que des algues, du plancton et des végétaux continentaux ayant vécu du Cambrien au Tertiaire. De tels organismes, qui forment la biomasse , sont essentiellement composés de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène. À la mort de ceux-ci, une infime partie se retrouve prisonnière de couches sédimentaires en formation dans le fond de l’eau, ce que l’on appelle la sédimentation. Une fois enfouis dans le sol, ils sont décomposés grâce à l’action de la température, de la pression et de certaines bactéries pour se transformer en kérogène, un composé solide. À mesure que les sédiments s’enfoncent plus profondément dans le sol à cause du mouvement des plaques tectoniques, la température augmente. Ainsi, à des températures de 50 à 120 degrés Celsius, le kérogène subit la pyrolyse, un processus qui se fait sans la présence d’oxygène et par lequel l’eau et le dioxyde de carbone sont extraits du composé solide. Ensuite, l’augmentation progressive de la température ambiante fait en sorte que le kérogène rejette des combustibles liquides, tels que le pétrole et le gaz naturel. Ce processus peut prendre des millions, sinon des milliards d’années, et donc, a peu d’importance à court terme, mais devient primordial à l’échelle des temps géologiques, car il permet la formation d’une énergie particulièrement efficace.
Le pétrole, un mot qui vient des mots latins petra et oleum qui veulent dire respectivement pierre et huile, est un combustible fossile liquide formé à partir de matière organique sédimentée. Le pétrole est, depuis sa découverte en Pennsylvanie en 1850, la principale source d’énergie au Canada et dans tous les pays industrialisés. Par contre, on commence à envisager sérieusement la diminution et même l’arrêt de son utilisation avec la découverte de ses impacts nocifs sur l’environnement, particulièrement l’effet de serre. De plus, comme les réserves de pétrole connues s’épuisent progressivement, la pression se fait de plus en plus grande pour trouver des sources d’énergie pour le remplacer. Par contre, économiquement, il possède un excellent rendement énergétique pour le prix qu’il coûte, malgré que celui-ci ait récemment dépassé les 100$ du baril.
Le gaz naturel est pour sa part un combustible fossile gazeux constitué de plusieurs gaz emprisonnés dans les roches poreuses, des gaz provenant de la sédimentation de résidus de la biomasse.
Le charbon est aussi un combustible fossile, mais il est sous forme solide. Il a été formé à partir de la décomposition des végétaux que l’on dit supérieurs, tels que les fougères et les arbres. Cet hydrocarbure contient beaucoup de carbone contrairement au pétrole et au gaz naturel qui contiennent pour leur part une bonne quantité d’hydrogène. Le charbon est la source d’énergie fossile dont les réserves sont les plus importantes au monde. Ces réserves se situent pour la plupart dans l’hémisphère Nord du globe et étaient estimées à 510 milliards de tep (tonne équivalent pétrole) en 2003, ce qui représente environ 200 fois la consommation de charbon de 2002.
Pour tirer de l’énergie des hydrocarbures, on doit les brûler, ou plutôt, comme dans le cas du moteur à essence, les faire «exploser». En effet, la réaction chimique qu’est la combustion des hydrocarbures peut s’écrire de la manière suivante :
Où n et m représentent respectivement les proportions de carbone et d’hydrogène de l’hydrocarbure utilisé. C’est cette combustion qui est utilisée dans le cas du moteur à essence, la principale utilisation du pétrole en tant que combustible. En effet, du carburant est mélangé à de l’oxygène lorsque le piston s’abaisse, ce qui contrôle les proportions air/essence. Puis, le piston remonte afin de compresser le mélange, qui explose ensuite grâce à une bougie d’allumage qui produit une étincelle. L’explosion produit un dégagement de gaz et ainsi une forte pression, ce qui fait redescendre le piston et active ensuite le moteur. Tous les hydrocarbures peuvent servir à produire de l’énergie mécanique par cette façon de faire. Il est aussi possible de produire de l’énergie thermique (chaleur) à partir de cette source, car il s’agit de l’énergie directement produite par une combustion.
Une combustion complète, parfaite, ne produit que du dioxyde de carbone (CO2), un constituant de l’air, et de l’eau, qui est inoffensif en petite quantité. Cependant, la combustion des énergies fossiles fait augmenter la concentration atmosphérique de ce gaz qui est le principal responsable de l’effet de serre, dont il sera question lors du traitement des impacts environnementaux des différentes sources d’énergie. De plus, en réalité, aucune combustion n’est complète. C’est pourquoi la combustion des hydrocarbures est d’autant plus nocive pour l’environnement. En effet, brûler du carbone produit une série d’intermédiaires entre le combustible de départ, un hydrocarbure, et les produits finaux d’une combustion parfaite, soit le dioxyde de carbone et l’eau. Ces intermédiaires sont les aldéhydes et les oléfines, qui entrent dans le chimisme du smog photochimique, le monoxyde de carbone, un gaz toxique, des aromatiques (ex : benzène) et des polyaromatiques (ex : benzène-α-pyrène) dont certains sont cancérigènes, etc. De plus, dans la majorité des gisements d’hydrocarbures, on retrouve du soufre qui, lors de la combustion, produit du dioxyde de soufre, un gaz acide particulièrement agressif.
Enfin, les hydrocarbures ont plusieurs avantages face aux autres sources d’énergie. En effet, ils sont performants sur le plan énergétique, ils ne coûtent pas très cher et ils sont faciles à utiliser. De plus, ils sont aisés à transporter, car le pétrole et le charbon s’emmagasinent facilement, ne demandant qu’un réservoir d’une taille raisonnable pour contenir une réserve d’énergie amplement suffisante pour les utilisations que l’on en fait. Il s’agit ainsi d’une source d’énergie pratique dans le domaine des transports et de l’industrie. Par contre, il s’agit de la source d’énergie la plus polluante, et donc, de la plus destructrice pour l’environnement. Elle se trouve aussi en quantité limitée, faisant en sorte qu’elle finira par s’épuiser, sans compter que le phénomène de rareté fera immanquablement monter son prix d’ici quelques années.
Dim 11 Mai 2008 - 12:18