Les combustibles fossiles constituent l’épine dorsale de la révolution industrielle et de la croissance économique dans le monde depuis plus d’un siècle. Actuellement, les combustibles fossiles sont la source d’énergie la plus utilisée au monde.
Il s’agit d’une source d’énergie non renouvelable provenant d’animaux et de plantes décomposés. La principale utilisation des combustibles fossiles est la production d’électricité. Mais ils sont également utilisés pour générer de l’énergie mécanique (voitures, moteurs thermiques…).
Que sont les énergies fossiles ?
Les combustibles fossiles sont des ressources énergétiques issues de la fossilisation de restes organiques. Ils sont constitués d’une variété de substances et de gaz générés sur des millions d’années par la décomposition partielle d’organismes animaux et végétaux. Ce processus se déroule dans des couches souterraines spécifiques sur de longues périodes.
Ces matériaux sont pour la plupart constitués d’hydrocarbures, molécules composées d’atomes de carbone et d’hydrogène. La transformation des restes d'animaux et de plantes en charbon, pétrole ou gaz naturel dépend des processus physico-chimiques auxquels ils sont soumis.
Les combustibles fossiles sont considérés comme des sources d’énergie primaires car ils peuvent être extraits directement sans nécessiter de processus supplémentaires. De plus, ils ont un pouvoir calorifique élevé, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les centrales thermoélectriques et dans les appareils fonctionnant avec des sources de chaleur.
Impact sur l'environnement
Malgré leur rôle fondamental dans le développement humain, les énergies fossiles ont un impact important sur l’environnement, notamment :
1. Émissions de gaz à effet de serre
La combustion de combustibles fossiles libère de grandes quantités de dioxyde de carbone (CO₂) et d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Ces gaz retiennent la chaleur du soleil et contribuent au réchauffement climatique.
Le changement climatique qui en résulte a conduit à des phénomènes météorologiques extrêmes, tels que des sécheresses, des inondations et des tempêtes plus intenses.
2. Pollution atmosphérique
La combustion des énergies fossiles émet des particules fines et des polluants atmosphériques qui affectent la qualité de l'air. Cela peut entraîner des problèmes de santé, tels que des maladies respiratoires et cardiovasculaires, et contribuer à la formation de smog et à la dégradation de la qualité de l'air dans les villes.
3. Déversements de pétrole
L’extraction, le transport et la transformation du pétrole comportent des risques de marées noires qui peuvent causer des dommages catastrophiques aux écosystèmes marins et côtiers.
Des exemples notoires incluent le déversement de l’Exxon Valdez en Alaska en 1989 et celui de Deepwater Horizon dans le golfe du Mexique en 2010.
4. Destruction des écosystèmes
L’extraction du charbon et l’extraction du pétrole et du gaz naturel entraînent souvent la dégradation et la destruction des écosystèmes naturels, notamment des forêts, des zones humides et des habitats aquatiques.
Cela conduit à la perte de biodiversité et à l’interruption des services écosystémiques.
Types de combustibles fossiles
Il existe trois types de combustibles fossiles :
1.- Pétrole (sous forme liquide ou gaz liquéfié)
Le pétrole est une huile minérale contenue dans de grandes poches situées dans les couches supérieures de la croûte terrestre. Il a une structure liquide, mais peut également se présenter sous forme de gaz liquéfié.
Le pétrole subit un processus de transformation dans une raffinerie. Une fois raffiné, il fournit une grande quantité de produits utilisés comme source d’énergie. Parmi les produits pétroliers, on distingue l’essence, le diesel, le fioul, etc.
Les secteurs qui profitent le plus du pétrole sont l’industrie automobile et les moteurs thermiques. Ils peuvent également être utilisés comme matières premières dans l’industrie pétrochimique.
L'efficacité énergétique du pétrole est d'environ 25,7 %.
2.- Carbone (solide)
Le charbon ou charbon est une roche sédimentaire noire, très riche en carbone et avec des quantités variables d'autres éléments, principalement de l'hydrogène, du soufre, de l'oxygène et de l'azote.
La majeure partie de cette source d’énergie non renouvelable s’est formée au cours de la période carbonifère (il y a 359 à 299 millions d’années).
L'efficacité énergétique du pétrole est d'environ 26,8 %.
3.- Gaz naturel
Le gaz naturel est l’énergie fossile la plus propre en termes de déchets et d’émissions atmosphériques.
Le pouvoir calorifique du gaz naturel varie considérablement en fonction de sa composition. Les valeurs les plus élevées se situent entre 8 500 et 10 200 kilocalories par mètre cube de gaz.
C'est le combustible le plus efficace pour obtenir de l'électricité dans les centrales thermiques, avec un rendement total de 50,7 %. Si le gaz naturel est utilisé directement sans le transformer en électricité, le rendement s'élève à 91,2 %.
Son stockage est moins cher et plus facile que le charbon et les produits pétroliers.
Origine des combustibles fossiles
Les combustibles fossiles proviennent d’un long processus de transformation qui s’étend sur des millions d’années. Ce processus résulte de la décomposition partielle de la matière organique et des restes végétaux, sous l'influence de pressions et de températures élevées exercées par de multiples couches de sédiments.
Ce processus de fossilisation se déroule en l'absence d'oxygène, ce qui empêche la décomposition par les micro-organismes et maintient la matière organique sous forme de molécules organiques plus complexes. Ces molécules peuvent adopter différents états physiques :
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Solide : Dans le cas du charbon.
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Liquide : Comme cela se produit avec le pétrole.
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Gazeux : Comme cela se produit dans le gaz naturel.
L’énergie stockée dans ces molécules est libérée lorsqu’elles sont utilisées comme carburant, constituant ainsi une source d’énergie précieuse.
Cependant, ce processus de formation s’étalant sur des millions d’années signifie que les combustibles fossiles sont considérés comme des ressources non renouvelables. Son épuisement se produit à un rythme nettement plus rapide que sa capacité de régénération, ce qui pose des problèmes en termes de durabilité et de recherche de sources d'énergie alternatives.