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L'Usine de l'Energie

Le problème des raffineries françaises

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En surcapacité face à la baisse structurelle de la demande de produits pétroliers en France, les raffineries doivent affronter le problème d’une demande de gazole très forte dans l’Hexagone.

Le problème des raffineries françaises

Sur les 98 millions de tonnes de capacité des raffineries, le taux d’utilisation est de 85,6% : les raffineries françaises sont en surcapacité. A moyen terme, la demande d'hydrocarbures va diminuer : la France consomme 4 millions de tonnes de produits pétroliers de moins qu'en 2000, et ce sera 8 à l'horizon de 2014. Dès lors, pour répondre à la demande, seules 86 millions de tonnes de pétrole brut sont raffinées par an. Soit 79 millions de tonnes de produit, en tenant compte des 6% d’autoconsommation des installations.

« En quantité, cela correspond à la demande, mais pas en termes de qualité », indique Pierre Marion, chargé de l’évaluation économique des filières énergétiques à l’Institut français du

80 Mt de produits pétroliers consommés chaque année en France


10 Mt essence
33 Mt gazole
13 Mt fioul domestique
7 Mt carburéacteurs (kérosène...)
3 Mt fioul lourd
10 Mt bases pétrochimiques
4 Mt produits divers (GPL, bitumes...)
pétrole. L’outil de raffinage français n’est pas adapté aux proportions de gazole et d'essence consommées, diésélisation du parc automobile oblige : « on fait le maximum de ce que l’on peut faire, et l’on compense le reste par de l’export-import », indique un industriel. La France doit importer du gazole de Russie et exporter de l’essence aux Etats-Unis.

La marge de raffinage, soit l'écart entre la valeur des produits pétroliers et le coût du brut à l'entrée de la raffinerie, s’est effondrée en France. Elle tournait autour de 7 dollars le baril de brut pour certaines raffineries de l’Hexagone en 2008 , mais a grandement chuté en 2009. Les frais fixes d’une raffinerie représentant 1 à 2 dollars par baril de brut, certaines pourraient même perdre de l’argent actuellement.

La future raffinerie Total de Jubaïl, en Arabie saoudite, promet des coûts bien moindres : pas de transport du puits à la raffinerie, un prix du gaz et de la main d’œuvre moins élevé, et surtout, un outil moderne, efficace, adaptable au ratio gazole/essence souhaité.

L’indien Reliance estime même pouvoir vendre en Europe des produits pétroliers moins chers que ceux produits sur le vieux continent. Pourtant, il aurait à supporter le transport double d’un schéma triangulaire (du puits pétrolier au Moyen-Orient à la raffinerie en Inde, puis de la raffinerie en Inde à la station-service en France). Son secret : compenser par l’effet de taille de sa raffinerie, l’une des plus grandes au monde. De quoi faire pâlir les installations à l'intérieur de l'Hexagone, qui tentent avec leur vieil outil industriel de s'adapter à une demande changeante.



Quel schéma de raffinage pour la France ?



Les carburants sont obtenus par raffinage du pétrole. A partir d’un baril de brut, une raffinerie classique se contente d’améliorer la qualité de ce qui « ressemble » à de l’essence et à du gazole : elle n’en change pas le volume. Selon un industriel, on obtient à partir

Barils et tonne ?

Suivant sa masse volumique, une tonne de pétrole brut fait entre 7 et 9,3 barils, la moyenne mondiale se situant aux environs de 7,6 barils par tonne
du pétrole "Arabian light" courant, 22% d'essence, 9% de kérosène et 27% de gazole. Pierre Marion, chargé de l’évaluation économique des filières énergétiques à l’Institut français du pétrole, estime plutôt la proportion à 12% d’essence, 37% de kérosène, diésel et fioul léger, et 47% de fioul lourd. Or en France, le parc automobile est très diésélisé (50%). Comment tirer plus de gazole d'un baril de pétrole? Différents outils permettent de modifier la donne.

Hydrocraqueur. Cet outil convertit la partie « la moins mauvaise » du fioul lourd en gazole, et permet de faire plus de gazole qu’une raffinerie classique. Deux raffineries en ont en France : celle de Gonfreville, « une grosse bête » de 7000 barils par jour de charge, et celle de Lavéra, qui produit moitié moins. «La technologie à mettre en place pour produire plus d'essence est beaucoup moins chère que celle pour produire plus de gazole» explique Jean-Pierre Favennec, directeur du Centre Economie et gestion de l'Ecole du pétrole et des moteurs. Un hydrocraqueur, qui permet d'augmenter la part du gazole, coûte 600 millions d'euros.

Exemple normand

L’évolution de la raffinerie de Gonfreville pour s’adapter à la baisse de la demande et à la balance essence/gazole est relativement évocatrice. Alentour, 2 millions de tonnes d'essence produites par an ne trouvent pas preneur. Après avoir diminué sa capacité de 16 à 12 millions de tonnes, et s’être dotée d’un hydrocraqueur en 2007, elle compte incessamment sous peu arrêter son craqueur catalytique, déjà bien amorti. Les 770 millions d'euros d'investissements annoncés en mars 2009 visent à augmenter encore la production de gazole sur place ( de 4,8 Mt à 5,3 Mt par an), et diminuer celle d'essence (de 3 Mt à 1,9 Mt par an). Reste qu'un surplus d'essence d'un million de tonnes par an restera donc tout de même sur le marché, chaque année.
Vapocraqueur. Cet outil permet d’obtenir, à partir d'une coupe du naphta la plupart du temps, des alcènes (éthylène, propylène). Ces alcènes sont principalement à la base de l'industrie des matières plastiques (polyéthylène, polypropylène, etc.) Sans ce vapocraqueur, la raffinerie transformerait ce naphta en essence.

Craqueur catalytique. Depuis les années 80 la France et l'Europe en général ont doté leurs raffineries de craqueurs catalytiques, qui permettent de produire plus d'essence à partir d'un même baril de pétrole. A la marge néanmoins, en désulfurant la charge, il est possible de faire un peu plus de gazole via cet outil. Si la raffinerie ne dispose pas d’hydrocraqueur et qu’elle veut répondre à une demande forte de gazole, elle peut donc se contenter d’appliquer cette demi-mesure.

Alkylation. Il s’agit d’une petite unité derrière le craqueur catalytique, qui augmente le rendement en essence. A partir du gaz de pétrole liquéfié, l’isobutène, on ajoute une molécule de butène, susceptible de rentrer dans une base essence. 

Isomérisation. Cet outil permet d’améliorer l’indice octane de l’essence légère. Or les spécifications européennes de carburant imposent un taux de 95% d’octanes, du fait de leur pouvoir anti-détonnant. De quoi comprimer le mélange essence-air dans le moteur sans qu’il ne s’enflamme tout seul. Dans le cas contraire, le moteur cliquette et peut facilement capoter ! La structure chimique de l’essence légère est celle d’une chaîne d’hydrocarbures linéaire, comparable à un « tronc d’arbre ». L’isomérisation permet de « mettre des branches » au tronc d’arbre : la molécule ne ressemble plus à un roseau mais… à un chou-fleur ! Une manipulation qui permet de gagner dix points d’octanes.

Viscoréduction. Une fois les coupes essence, gazole, et autres légèretés rétirées du distillat, il reste un résidu très lourd, pâteux, visqueux, qui n’est même plus utilisable par les bateaux. En cuisant cette pâte à 450 °C, on craque un peu la molécule pour la rendre moins visqueuse, et l’on se rapproche des spécifications pour un bateau : « une bonne huile Erika, en quelque sorte », ironise un industriel.

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