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Un lecteur du Soleil se demande quels effets... (Photo Le Soleil Pascal Ratthé)

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Un lecteur du Soleil se demande quels effets aurait l'accumulation de petcoke à la raffinerie Jean-Gaulin, de Lévis. Notre journaliste scientifique répond que cette question est éminemment hypothétique.

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(Québec) «Récemment [en 2013, NDLR], RDI a fait état d'accumulation de petcoke provenant des sables bitumineux à Detroit. Mes questions sont les suivantes. Advenant la conversion de la raffinerie de Saint-Romuald au pétrole lourd des sables bitumineux, risquons-nous d'avoir le même problème? Quels seront les effets de ces petcokes? Leur combustion va-t-elle augmenter les GES? Et si la nouvelle cimenterie de Port-Daniel passait aux petcokes plutôt que le gaz naturel, quel en serait l'impact en GES?» demande Louis Lepage, de Sainte-Foy.

Le coke est un combustible qui n'est plus très utilisé en Occident, mais que l'on dérivait traditionnellement du charbon. Le procédé consistait à placer du charbon dans un four à coke, puis à le chauffer jusqu'à 2000 °C en l'absence d'oxygène. Sous l'effet de la chaleur, le charbon perdait ses composants volatils, comme l'eau et certains gaz, et se transformait en coke (très principalement du carbone), mais c'était un procédé très polluant.

Pour raffiner le pétrole, on chauffe aussi le produit, mais pas pour les mêmes raisons. Les hydrocarbures, comme leur nom l'indique, sont des chaînes d'atomes de carbone et d'hydrogène. Pour les carburants, on utilise surtout des chaînes relativement courtes - dans l'essence que l'on achète à la pompe, les chaînes les plus fréquentes sont longues de sept ou huit atomes de carbone. Or le liquide noir et visqueux que l'on extirpe du sol est un mélange de beaucoup de choses différentes, dont un grand nombre d'«hydrocarbures complexes», c'est-à-dire des chaînes longues.

Et c'est pour ça que l'on chauffe le pétrole à quelques centaines de degrés (et toujours en l'absence d'oxygène) : pour briser, littéralement, ces longues chaînes et en avoir de plus courtes. Notons qu'il existe toutes sortes de variantes de ce procédé et que l'on utilise souvent aussi des catalyseurs, soit des molécules qui accélèrent certaines réactions chimiques. Mais dans tous les cas, dit le chercheur en génie chimique de la Polytechnique Gregory Patience, la transformation laisse toujours derrière elle des résidus solides - le «coke de pétrole», ou petroleum coke en anglais, qui est abrégé petcoke.

«Si c'est du pétrole qui vient d'Arabie Saoudite [où le brut est déjà relativement proche du produit raffiné, NDLR], vous en aurez moins; si ça vient d'ailleurs, il y en aura plus, et si c'est du bitume [du pétrole lourd comme celui que l'on extrait des sables bitumineux, NDLR], alors vous en aurez beaucoup plus. [...] Le pétrole normal compte environ 8 % de petcoke, alors que c'est environ 16 % pour le bitume», dit M. Patience.

La source du problème, à Detroit, était précisément cela : la raffinerie qui rejetait les montagnes de petcoke existait depuis les années 30, mais elle s'est récemment agrandie et a commencé à raffiner des sables bitumineux albertains, et donc à produire plus de petcoke.

Contrairement à l'impression qui se dégageait des reportages sur la situation à Detroit l'an dernier, cependant, le petcoke n'est généralement pas un déchet dont on ne fait rien d'autre que des monceaux. «Il y a des applications, même si elles n'amènent pas une très grande valeur», dit M. Patience. On peut, par exemple, s'en servir dans la fabrication d'acier, qui n'est rien d'autre qu'un alliage de fer et de carbone.

Mais l'essentiel sert simplement de combustible. «Environ 80 % du marché pour le petcoke consiste à remplacer le charbon. Et c'est surtout pour l'exportation, parce que les États-Unis ont déjà beaucoup de charbon bon marché», poursuit le chercheur.

Cela dit, il y a quelques petits (et gros) points qu'il faut éclaircir, ici. D'abord, les installations de la rive-sud ne sont pas équipées pour raffiner du pétrole lourd. Voudraient-ils prendre du bitume qu'ils ne le pourraient pas, du moins pas sans faire préalablement de lourds investissements, et Valero, l'entreprise qui possède la raffinerie Gaulin, a toujours dit qu'elle n'en avait pas l'intention. Gardons donc en tête que l'on parle, ici, de questions éminemment hypothétiques.

Maintenant, si la raffinerie de Lévis se mettait à traiter du bitume, on peut certainement supposer qu'elle générerait plus de petcoke qu'à l'heure actuelle. Peut-être l'exporterait-il, peut-être le vendrait-elle à des industries québécoises, allez savoir...

Mais si (imaginons...) ce client québécois était la cimenterie de Port-Daniel, alors oui, cela augmenterait les émissions de gaz à effet de serre (GES) de l'usine. Le coke est en effet composé à environ 90 à 95 % de carbone, le reste étant partagé entre l'hydrogène, l'azote, le soufre et divers métaux, explique M. Patience. Et pour une quantité donnée d'énergie libérée, le coke produit environ 15 % plus de GES que le charbon, qui est pourtant souvent décrit comme le pire combustible de ce point de vue - sous d'autres aspects aussi, mais c'est une autre histoire.

Pour l'heure, il semble que Ciment McInnis hésite à utiliser du gaz naturel ou du mazout pour sa cimenterie de Port-Daniel (la fabrication du ciment se fait dans des fours à des températures très élevées). Il est assez clair que le gaz naturel est moins polluant que le mazout, mais dans tous les cas, le bilan de GES de l'usine s'alourdirait si c'était du petcoke qui était brûlé.

Mais bon, au risque de nous répéter : tout ceci reste très théorique.

Autres sources :

IAN AUSTEN. «A Black Mound of Canadian Oil Waste Is Rising Over Detroit», The New York Times, 17 mai 2013. http ://goo.gl/8JIF4v

A.D. MCNAUGHT et A. WILKINSON. Compendium of Chemical Terminology, International Union of Pure and Applied Chemistry, 1997. http ://goo.gl/gF32vJ

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