Schistes bitumineux

Schiste bitumineux (également pyroschiste ou kérobitumeux) est un terme générique qui désigne des roches sédimentaires au grain fin, contenant assez de matériau organique (appelé kérogène) pour pouvoir fournir du pétrole et du gaz combustible. Contrairement à leur nom, ces roches ne sont pas des schistes.

L’administration américaine pour l’information sur l’énergie (United States Energy Information Administration) estime les réserves mondiales de schiste bitumineux à 2800 à 3100 milliards de barils de pétrole (450 à 520×109 m3) potentiellement exploitables, dont 1000 à 1200 milliards de barils aux Etats-Unis. Cependant, les tentatives pour exploiter ces réserves ont cours depuis plus d’un siècle, et ont pour l’instant connu des résultats limités.

Le kérogène présent dans les schistes bitumineux peut être converti en pétrole à travers le processus chimique de la pyrolyse. Les schistes bitumineux peuvent aussi être brûlés directement comme un combustible de basse qualité pour la création d’énergie et le chauffage, et peuvent être utilisés comme matériau de base dans les industries chimiques et des matériaux de construction. L’Estonie, le Brésil, la Chine, l’Allemagne et la Russie utilisent les schistes bitumineux de nos jours.

C’est à la présence de bitume que les schistes bitumineux doivent cette odeur qui s’en dégage par frottement. C’est aussi à la présence du bitume qu’ils doivent leur couleur. Si bien que lorsqu’on les place dans un foyer ardent, le bitume fond et la roche, de noire qu’elle était, en sort blanche.

Face à une forte volatilité du prix du baril et une diminution des découvertes de champs classiques de pétrole, les groupes pétroliers se tournent vers des sources non-conventionnelles. Aux côtés des sables pétrolifères et de l’offshore profond, les schistes bitumineux bien que relativement peu connus sont de plus en plus convoités.

Les volumes de pétrole que l’on peut obtenir à partir de schistes bitumineux sont aujourd’hui estimés à environ 2500 milliards de barils, soit environ deux fois supérieurs aux sources conventionnelles. Une grande partie de ces ressources se trouve aux Etats-Unis.

Les schistes bitumineux sont des roches sédimentaires qui contiennent de la matière organique : le « kérogène ». Il est transformé par traitement thermique, afin d’obtenir des hydrocarbures - donc du pétrole. Deux techniques de transformation, in-situ et ex-situ, sont utilisées en fonction de l’endroit où le traitement thermique est appliqué. Dans l’exploitation in-situ, la conversion se déroule directement dans le dépôt après injection d’air de combustion. L’exploitation ex-situ, qui représente la principale voie d’exploitation aujourd’hui, consiste au contraire en une extraction minière de la roche pour ensuite appliquer le traitement thermique dans des usines à la surface. Dans les deux cas, les hydrocarbures produits nécessitent un traitement supplémentaire de raffinage afin d’enlever des impuretés.

L’exploitation de schistes bitumineux est donc un processus complexe. Deux défis majeurs sont à relever si l’on veut en favoriser le développement : diminuer des coûts de production qui sont élevés, et réduire les fortes émissions de gaz à effet de serre associées au traitement thermique. De plus, dans le cas de l’exploitation ex-situ, la consommation en eau et la pollution des sols sont à considérer.

Les différents chocs pétroliers ont initié puis dynamisé ponctuellement l’exploitation des schistes bitumineux. Cependant, la hausse du prix du baril de 2004 à 2008 a relancé l’intérêt pour cette ressource non conventionnelle, mais l’industrie reste aujourd’hui encore jeune et peu mature. Parmi les projets lancés, un grand nombre a été abandonné. Aujourd’hui, trois principaux sites d’exploitation continuent de fonctionner au Brésil, en Estonie et en Chine.

Les procédés de traitement thermique sont également en plein développement, afin de gagner en maturité :

• En effet, les sites d’exploitation à grande échelle existant (Brésil, Estonie et Chine) s’appuient sur des procédés ex-situ développés spécifiquement pour tenir compte des caractéristiques propres aux roches locales. Or, la composition géologique et chimique des schistes bitumineux dépend notamment de la localisation géographique du dépôt et peut fortement varier d’un dépôt à l’autre. Les acteurs possédant des technologies comme Petrobras au Brésil visent à « exporter » leur technologie et à l’adapter à d’autres dépôts.
• En parallèle, de nouveaux procédés se développent avec des acteurs ayant très souvent comme objectif principal de limiter les impacts sur l’environnement. Le développement du procédé « Rendall » en Australie en est un exemple.

Le nombre croissant d’acteurs se positionnant sur des projets d’exploitation laisse augurer un développement important des schistes bitumineux, source de pétrole prometteuse en raison de ses ressources considérables.