Environnement (archives)/Transport

Énergies, Partie 5A: Le pétrole – La courbe de Hubbert


Hé oui, quand on parle d’énergies, il est primordial de parler de la source d’énergie la plus importante: celle du pétrole. Elle sert comme combustible dans 90% des transports et est un important carburant de plusieurs centrales thermiques dans le monde. Certains lui reprocheront d’être polluante, mais c’est son attrait économique par rapport à d’autres sources d’électricité ou son utilité dans les transports qui lui ont valu cette position comme principal fournisseur d’énergie pour la majorité de nos activités.

L’article d’aujourd’hui traite par contre de façon un peu plus craintive de l’avenir de l’or noir; je vais parler de la production de pétrole, et de la vitesse à laquelle cette production augmente, et je ne puis le faire sans bien sur expliquer la théorie de la courbe de Hubbert. Une fois bien expliqué (et j’espère pouvoir le faire), ce principe est assez simple à comprendre et ne nécessite pas une grande connaissance mathématique (tant que l’on ne lit pas les 200 pages du rapport de la théorie), bien qu’il ne fasse pas l’unanimité absolue chez les géologues (par contre, c’est de loin la théorie la plus grandement acceptée).

D’abord, parlons de cette théorie de la courbe de Hubbert.
La théorie a été publiée en 1956 par Marion King Hubbert, un géophysicien, et visait à proposer un modèle pour étudier la production dans le temps d’une ressource non-renouvelable (comme le pétrole). Le modèle de la courbe de Hubbert montre donc à quel rythme la ressource sera extraite chaque année, du début à la fin de son exploitation. Selon ce modèle, une courbe de l’extraction en fonction de l’année aurait l’apparence d’une fonction dite « en cloche » (voir plus haut, le premier modèle de la courbe de Hubbert). Selon cette théorie, les avancées technologiques et la découverte de nouvelles ressources permet pendant un temps d’augmenter la production, jusqu’à atteindre un pic (maximum – appelé « pic de Hubbert »). Par la suite, le manque de ressources dans le lieu exploité fera diminuer la quantité qui peut être extraite chaque année, et ce malgré d’autres progrès technologiques. Cette descente se fera à la même vitesse que l’augmentation de production passée, jusqu’à ce qu’il ne reste plus de ressource.

J’ai parlé de « ressource » au lieu de « pétrole » dans cette explication, car la théorie de Hubbert s’applique à toute ressource non-renouvelable, ou même à des ressources non-renouvelables qui sont exploitées à un rythme plus élevé que celui auquel elle se regénère (ce fut le cas de certaines centrales hydroélectriques américaines). La théorie peut donc s’appliquer à certains barrages hydroélectriques, à l’exploitation de tous les combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) et à l’extraction de métaux. Un autre avantage de la courbe de Hubbert est qu’elle peut être employée à toutes les échelles (mais qu’elle est moins précise à haute échelle); on peut donc étudier l’espérance de vie d’un puits de pétrole, la production d’un pays ou la production mondiale de pétrole grâce à ce modèle.

Le point le plus important de la courbe, et celui qui attire le plus l’attention, est bien entendu le pic de Hubbert. En clair, c’est le moment où la production annuelle sera maximale. Lors de la publication de sa théorie, en 1956, Hubbert a estimé que le moment où le pays des États-Unis atteindrait son pic de production pétrolière se situerait entre 1965 et 1970. En effet, entre 1970 et 1971, les États-Unis ont atteint leur sommet de production annuelle de pétrole. Selon l’étude de Hubbert faite en 1956, l’étude de Hubbert estime à 1,17 milliards de barrils les produits de l’extraction du pétrole, et 178,2 milliards de barrils de pétrole produits depuis 1920. En vérité, les américains ont produit 1,55 milliards de barrils cette année-là, pour un total de 176,4 milliards de barrils depuis 1920.

Donc, les estimations de Hubbert, bien qu’imprécises selon les années, sont assez justes quant au portrait global de la production pétrolière.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Hubbert_US_high.svg
(Production de pétrole brut et condensé aux États-Unis, ainsi que la courbe de Hubbert qui s’y applique)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/27/Norway_Hubbert.svg
(Courbe de Hubbert pour la Norvège)

La théorie de la courbe de Hubbert a été révisée par plusieurs géologues, qui y ont apporté leurs propres modifications pour améliorer sa précision. Certains doutent de la réalité de la symétrie de la courbe (que la ressource décroît au même rythme qu’elle ne croit à égale distance du pic), d’autres ajoutent certains facteurs qui n’étaient pas connus en 1956, comme la possibilité d’extraire du pétrole de sources non-conventionnelles (les sables bitumineux et les sites pétroliers loin des côtes, par exemple). Plusieurs géologues ont donc inclus ces facteurs dans leurs études sur le pic de production du pétrole. Par contre, peu de géologues nient l’existence d’un pic pétrolier, et aucun ne nie l’apport de Hubbert à l’étude de l’exploitation des ressources.

Ce qui me mène où je voulais en venir. En 1956, Hubbert a aussi analysé avec sa courbe (voir image plus haut) la production mondiale de pétrole. Son rapport fait état que le pic de production se trouverait à être « dans une cinquantaine d’années », ce qui serait quelques années après le début du 21e siècle. Colin Campbell, de l’Association for the Study of Peak Oil and Gas (ASPO) croit que ce « pic de Hubbert » serait en 2010. D’autres croient que nous sommes actuellement dans une sorte de « plateau », ce qui signifie que pendant quelques années, la production stagnera avant de commencer à diminuer. Ces théories sont bien loin de celles des experts de Shell, qui croit que le pic arrivera après 2025, ou du U.S. Department of Energy, qui affirme que nous verrons ce pic vers l’an 2037. Par contre, le département n’emploie pas à la lettre la théorie de la courbe de Hubbert, car elle n’admet pas la symétrie de la courbe, par exemple. Ce département croit aussi que les progrès technologiques nous permettra d’exploiter des sites pétroliers qui jusqu’ici n’ont pas pu l’être. Toutefois, de plus en plus de géologues indépendants voient comme plus probable le scénario de l’an 2010 comme pic pétrolier.

Le U.S. Department of Technology (encore lui!) a commandé le rapport Peak of World Oil Production: Impacts, Mitigation, and Risk Management, afin de voir quels seraient les impacts du pic pétrolier. Le rapport a aussi été appelé le Hirsch Report, en l’honneur de l’homme qui présidait l’étude. Celui-ci a été publié en février 2005. Le rapport indique que plusieurs experts géologues croient que le pic pétrolier aura lieu aux alentours de 2010 (certains croient que 2007 sera le pic, d’ailleurs). Le World Energy Council, quant à lui, croit que l’an 2010 est une année peu probable, et que le pic aura lieu après.

Par contre, le rapport Hirsch s’avère catégorique sur les conséquences du pic: si les mesures adéquates ne sont pas prises 10 ans avant l’apparition du pic de Hubbert (et de préférence, 20 ans à l’avance), les conséquences économiques, sociales et politiques seraient sans précédant. « Des alternatives viables existent du côté de la production comme de la demande, mais pour avoir un impact substantiel, elles doivent être entamées au moins 10 ans avant l’apparition du pic. »

Voici quelques conclusions du rapport:
-Le pic est inévitable, et il sera soudain
-Les pays les plus touchés seront ceux qui dépendent le plus du pétrole
-Le principal problème vient de la hausse de la demande de pétrole dans le domaine du transport
-Des alternatives doivent être mises en oeuvre avant l’apparition du pic
-Une transition en 10 ans entraînerait plusieurs conséquences néfastes
-Une transition en 20 ans n’aurait pas de conséquences graves
-Une transition tardive générerait des conséquences lourdes
-L’intervention du gouvernement sera nécessaire
-Attendre que la production de pétrole n’arrive à son pic laisserait le monde dans un déficit pétrolier qui durerait plus de 20 ans

En conclusion, la science de la théorie de Hubbert ne permet pas à tous d’arriver aux mêmes conclusions sur la date précise du pic pétrolier. Par contre, ce que l’on sait, c’est qu’il y aura un moment, probablement plus tôt que tard, où la production mondiale de pétrole va diminuer, et que nous n’y sommes pas prêts. L’industrie du transport sera la première affectée, elle qui consomme 55% du pétrole produit. Des alternatives, comme le biocarburant, le transport ferroviaire électrique (pour les marchandises comme pour les gens), les voitures à faible consommation, des diesels dérivés du charbon (utilisés en Afrique du Sud actuellement, et dont le prix devient compétitif au diesel issu de pétrole raffiné), le remplacement de centrales thermiques par le nucléaire ou par des énergies renouvelables, la voiture électrique (comme la EV-1), ainsi que bien d’autres alternatives existent déja.

Une légère recherche sur la pile à hydrogène, capable de stocker de l’électricité, est en cour, mais les compagnies automobiles investissent environ 8 fois plus dans l’amélioration de pièces existantes que dans cette pile. D’ailleurs, un parc automobile prend 10 ans à se regénérer. Il faudrait donc attendre un bon bout avant qu’une bonne partie des gens n’aient ce type de moteur (mais il faut bien commencer quelque part). Les voitures hybrides n’échappent pas à ces investissements dans l’amélioration de la puissance du moteur, au détriment de l’efficacité de leur consommation. Au lieu de réduire leur poids grâce à des matériaux plus légers et de diminuer leur consommation d’essence, on ajoute des composantes dans l’automobile pour que celle-ci revienne au même poids, et on augmente la puissance du moteur.

Il est pourtant clair qu’il faudra que chacun ne s’adapte à la situation du pic pétrolier à venir et que les pays et nations qui s’en sortiront le mieux seront celles qui auront pris, à l’avance, les mesures nécessaires pour diminuer leurs besoins pétroliers, au profit d’alternatives qui seront encore viables dans 10, 20 ou 30 ans.

Articles de wikipedia intéressants au sujet (plusieurs d’entre eux ont environ 40 sources et plus d’une grande pertinence):

Hubbert’s peak
http://en.wikipedia.org/wiki/Hubbert_peak_theory

Oil Peak
http://en.wikipedia.org/wiki/Oil_peak

Mitigation of Peak Oil (Atténuation du problème)
http://en.wikipedia.org/wiki/Mitigation_of_peak_oil

Hirsch Report (Contient aussi une liste de scientifiques, et leurs prédictions sur l’année où le pic de Hubbert sera atteint)
http://en.wikipedia.org/wiki/Hirsch_report

5 réflexions sur “Énergies, Partie 5A: Le pétrole – La courbe de Hubbert

  1. « Certains lui reprocheront d’être polluante, mais c’est son attrait économique par rapport à d’autres sources d’électricité ou son utilité dans les transports qui lui ont valu cette position comme principal fournisseur d’énergie pour la majorité de nos activités. »

    Par rapport à cet énoncé, je me demande si le choix du pétrole ne vient pas plutôt en concert avec la technologie automobile?

  2. Au départ de l’industrie automobile, on a préféré le pétrole à l’électricité pour des raisons économiques de transport. Certains des modèles d’automobiles du XIXe siècle étaient à électricité, mais le pétrole les a surclassés pour son utilité.

    Maintenant, on a l’impression que le pétrole s’est imposé de lui-même à l’industrie de l’automobile, mais le charbon et l’électricité ont aussi été utilisés dans les premiers prototypes. Le pétrole était par contre une ressource abondante, facile à produire pour la demande à l’époque et plus facile à emmagasiner que l’électricité.

  3. Ce sont les lois du marché qui vont dicter vers quoi les manufacturiers se tourneront lorsque les consommateurs jugeront que le pétrole n’est vraiment plus abordable, lorsque l’on aura prouvé que le pétrole se fait vraiment très rare.

    À ce moment-là, consommateurs et manufacturiers vont se tourner vers l’énergie la moins chère et la plus accessible, à moins qu’il n’y ait des innovations technologiques majeures qui rendent une énergie plus dispendieuse plus efficace pratiquement.

  4. Le problème, comme le rapporte le rapport Hirsch, est qu’il faudrait 10 à 20 ans avant le moment dont tu parles pour diminuer l’impact social, économique et politique négatif qui s’ensuivront.

    Par exemple, un parc automobile prend 10 ans à se regénérer. Les centrales thermiques prennent des années à être remplacées. L’adoption de carburant fait à partir de charbon doit être pris à l’avance et, à la limite, la création d’éthanol a besoin d’être envisagée à l’avance. Il ne faut pas oublier que le marché suit le présent, et ne prévoit pas le futur, ou très peu. Ce n’est pas suffisant, et le rapport Hirsch est clair en disant que l’aide du gouvernement ne sera pas suggérée, mais sera Nécessaire avec un grand N.

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