vignette|Schiste bitumineux.
Les schistes bitumineux (également appelés pyroschistes ou schistes kérobitumeux) sont des roches sédimentaires à grain fin, contenant des substances organiques, les kérogènes, en quantité suffisante pour fournir du pétrole et du gaz combustible. Leur nom prête à confusion, car en pétrologie, ces roches ne sont pas des schistes.
L'Agence d'information sur l'énergie des États-Unis estime les réserves mondiales de schiste bitumineux entre et de barils de pétrole (450 à ) potentiellement exploitables, dont à de barils aux États-Unis. Cependant, les tentatives depuis plus d'un siècle pour exploiter ces réserves n'ont pour l'instant obtenu que des résultats limités. En effet, l’utilisation du kérogène en tant que substitut du pétrole brut nécessite un traitement plus long, ce qui en accroît le coût financier et environnemental....
Le kérogène présent dans les schistes bitumineux peut être converti en pétrole à travers le processus chimique de la pyrolyse. Si l’on chauffe le schiste bitumineux à une température suffisamment élevée () dans une enceinte privée d’air, la vapeur engendrée pourra être distillée en huile de schiste – une forme de pétrole non conventionnel – et en gaz. Les schistes bitumineux peuvent aussi être brûlés directement comme un combustible de basse qualité pour la production d'énergie et le chauffage, et peuvent être utilisés comme matériau de base dans les industries chimiques et les matériaux de construction..
L’augmentation du prix du baril et la recherche d’indépendance par rapport aux fournisseurs extérieurs d’énergie a attiré l’attention sur le schiste bitumineux en tant que ressource énergétique. Cependant, son exploitation et sa transformation soulèvent un certain nombre de préoccupations environnementales telles que l’utilisation du sol, l’élimination des déchets, l'utilisation de l'eau, la gestion des eaux usées, les émissions de gaz à effet de serre et la pollution atmosphérique.
L'Estonie, le Brésil, la Chine, l'Allemagne, la Russie et Israël utilisent les schistes bitumineux de nos jours.
C'est à la présence de bitume que les schistes bitumineux doivent l'odeur qui s'en dégage par frottement. C'est aussi à la présence du bitume qu'ils doivent leur couleur, de sorte que lorsqu'on les place dans un foyer ardent, le bitume fond et la roche, alors qu'elle était noire, en ressort blanche.
Géologie vignette|Affleurement de schiste bitumineux de l'Ordovicien (kukersite), Nord de l'Estonie. vignette|redresse=1.3|Hommes réalisant des enquêtes géologiques dans une mine de schiste bitumineux en Estonie. Ils étudient la composition minéralogique et chimique et la structure microscopique des différentes couches du profil du schiste. Novembre 2019. Les schistes bitumineux sont des roches riches en matière organique et appartenant au groupe des carburants sapropèles..
Lorsqu'on parle de schistes bitumineux, on ne sous-entend pas une variété de roche spécifique. Il n’y a pas à proprement parler de définition géologique propre, ni de formule chimique spécifique pour qualifier les schistes bitumineux. D'ailleurs l'emploi de la terminologie empruntée au métamorphisme de « schiste » n'est pas rigoureuse puisqu'il ne s'agit pas de schistes au sens métamorphique du terme. Il existe donc un grand nombre de variétés, que l'on peut distinguer du point de vue de leur composition chimique et minéralogique, des processus de sédimentations qui se sont déroulés à des époques variables, et du type de kérogène que l'on peut en extraire..
Les schistes bitumineux diffèrent des roches bitumineuses (sables bitumineux et roches réservoirs pétrolifères), charbons humiques et schistes carbonés. Alors que les sables bitumineux proviennent de la biodégradation du pétrole, le kérogène contenu dans le schiste bitumineux n’a pas atteint une température et une pression suffisantes pour être transformé en pétrole..
Les schistes bitumineux contiennent un pourcentage moins élevé de matières organiques que le charbon. Sur l’échelle des schistes bitumineux, le ratio entre matières organiques et matières minérales s’établit entre 0,75/5 et 1,5/5. Mais cette matière organique présente un ratio d’atomes d’hydrogène rapportés aux atomes de carbone (H/C) environ 1,2 à 1,8 fois plus faible que le pétrole brut, et 1,5 à 3 fois plus élevé que le charbon..
Les composants organiques des schistes bitumineux dérivent d’une multitude d’organismes, tels que le pollen, les algues, les spores, les cuticules végétales, fragments de lièges de plantes herbacées et ligneuses et de débris cellulaires d’autres plantes terrestres et aquatiques.
Certains dépôts contiennent des fossiles importants. Par exemple, le site fossilifère de Messel, en Allemagne, est inscrit au patrimoine mondial de l’UNESCO. Le contenu minéral du schiste bitumineux comprend de multiples silicates et carbonates.
Les géologues classifient les schistes bitumineux en fonction de leurs compositions : schistes riches en carbonate, schistes siliceux ou schistes carbonés.
Une autre classification, connue sous le nom de diagramme de Van Krevelen, inventorie les types de kérogènes en fonction de leur composition chimique. Elle tient compte de la quantité d'hydrogène, de carbone et d'oxygène de la matière organique constituante du schiste bitumineux. La classification la plus usitée a été développée entre 1987 et 1991 par Adrian C. Hutton de l’université de Wollongong en adaptant la terminologie de la pétrographie. Elle différencie les schistes bitumineux de par leurs environnements de dépôts : « terrestres », « lacustres » ou « marins ». C'est-à-dire, l'environnement initial où s’est déposée la biomasse qui par diagenèse a donné naissance à la roche.. Elle s’est avérée utile pour estimer le rendement et la composition de l’huile extraite.
Réserves thumb|Fossiles dans du schiste bitumineux (kukersite), Nord de l'Estonie.
Comme pour le pétrole ou le gaz, les analystes distinguent les « ressources » et les « réserves » de schiste bitumineux. Les « ressources » font référence à tous les gisements de schiste bitumineux, alors que les « réserves » représentent les gisements dont on est capable d'extraire le schiste bitumineux avec la technologie existante. Comme les techniques d'extraction se développent continuellement, on ne peut qu'estimer le volume de kérogène extractible. Bien que l'on trouve du schiste bitumineux dans de nombreux pays, seuls 33 pays possèdent des gisements économiquement valorisables... Parmi les gisements connus, potentiellement classifiés comme réserves, on trouve celui de Green River dans l'ouest des États-Unis, les gisements du Tertiaire du Queensland en Australie, ceux de Suède et d'Estonie, celui de El-Lajjun en Jordanie, ainsi que des gisements en France, en Allemagne, au Brésil, en Chine, en Mongolie du Sud, en Israël, au Maroc. et en Russie. On attend de ces gisements des rendements de par tonne de schiste, en utilisant la méthode de titrage de Fischer (Fischer Assay).
Une étude de 2005 a estimé les ressources mondiales de schistes bitumineux à 411 gigatonnes, suffisamment pour produire à de barils () d'huile de schiste. Ceci dépasse les réserves prouvées de pétrole, estimées à de barils en .. On trouve les plus grands gisements du monde aux États-Unis dans la formation de Green River qui couvre une partie du Colorado, de l'Utah et du Wyoming. Environ 70 % de ces ressources se trouvent sur des terres appartenant au gouvernement américain ou gérées par lui.. Les gisements américains représentent 62 % des gisements mondiaux. États-Unis, Brésil et Russie comptent à eux trois 86 % des réserves mondiales de schiste bitumineux. Ces chiffres sont provisoires et dépendent de l'exploration et de l'analyse de nouveaux gisements encore en attente. Le professeur Alan R. Carroll de l'Université du Wisconsin considère que les gisements lacustres de schiste bitumineux du Permien supérieur en Chine du Nord-Ouest, absents des précédentes évaluations mondiales de pétrole de schiste, sont comparables en taille à ceux de Green River.
Dans le bassin parisien, le pétrole de schiste se trouve enfermé dans des couches géologiques du Lias à de profondeur. L'Institut français du pétrole estime que les ressources locales se situeraient entre 60 et 100 milliards de barils de pétrole ce qui représente entre 90 et 150 années de consommation actuelle de la France (2011)« Un eldorado pétrolier sous le Bassin parisien », Fabrice Nodé-Langlois, Le Figaro, 8 mars 2011, sur le site lefigaro.fr, consulté le 8 mars 2011..
Histoire thumb|upright=1.5|Production de schiste bitumineux (mégatonnes) en Estonie, Russie (gisements de Leningrad et Kashpir), Royaume-Uni (Écosse, Lothians), Brésil, Chine (gisements de Maoming et Fushun) et Allemagne (Dotternhausen) de 1880 à 2000
Comme le schiste bitumineux brûle facilement et sans nécessiter de transformation, l'homme l'a utilisé depuis les temps préhistoriques. À l'âge du fer, les Celtes le polissaient et en faisaient des parures ou des objets ornementaux..
thumb|left|La mine des Télots, près d'Autun.
L'exploitation minière industrielle du schiste bitumineux débute à Autun, en France, puis s'étend à l'Écosse, l'Allemagne et à d'autres pays.. Au , les exploitations se concentrent sur la production de kérosène, d'huile et de gaz d'éclairage, et de paraffine ; en 1870, à Paris, un gaz manufacturé, appelé « gaz portatif comprimé » est obtenu à partir de boghead,un schiste bitumineux provenant d’Écosse, rendu transportable par compression ou liquéfactionCharles Adolphe Wurtz, Jules Bouis. Dictionnaire de chimie pure et appliquée: comprenant la chimie organique et inorganique, la chimie appliquée à l'industrie, à l'agriculture et aux arts, la chimie analytique, la chimie physique et la minéralogie, Volume 2. Hachette, 1870(Livre numérique Google). ; ces produits permettent de répondre à la demande croissante d'éclairage durant la révolution industrielle. On produit aussi du fioul, de l'huile et des graisses de lubrification et du sulfate d'ammonium.. L'industrie du schiste bitumineux se développe juste avant la Seconde Guerre mondiale en raison de l'accès limité aux ressources de pétrole conventionnel et à la production en masse d'automobiles et de camions, qui s'accompagne d'un accroissement de la consommation d'essence.
Mis à part l'Estonie et la Chine dont l'industrie du schiste bitumineux continue à croître après la Seconde Guerre mondiale, la plupart des autres pays abandonnent leurs projets en raison des coûts de transformation élevés et de la disponibilité de pétrole moins onéreux..
Après le premier choc pétrolier de 1973, la production de schiste bitumineux atteint un pic de 46 millions de tonnes en 1980 avant de retomber à 16 millions de tonnes en 2000 à la suite de la baisse des prix du pétrole conventionnel dans les années 1980. Le , appelé dans certains cercles le Black Sunday (dimanche noir), ExxonMobil annule son projet, estimé à 5 milliards de dollars, d'extraction de schiste bitumineux près de Parachute, au Colorado, à cause des faibles prix de l'énergie et des dépenses croissantes. Ceci entraîne le licenciement de plus de et provoque une traînée de saisies et de faillites..
En 1986, le président Ronald Reagan ratifie la Consolidated Omnibus Budget Reconciliation Act of 1985 (une loi budgétaire de 1985), qui, entre autres, abolit le programme de recherche sur les carburants synthétiques liquides.
L'industrie du schiste bitumineux fera son retour au début du . En 2003, un programme de développement de cette matière première redémarre aux États-Unis. Les autorités ont introduit un programme de prêt permettant l'extraction de schistes et de sables bitumineux sur les terrains fédéraux en 2005, en accord avec le Energy Policy Act (loi sur la politique énergétique) de 1985..
Depuis la loi Jacob du , confirmée par la réforme du Code minier en 2016, l'exploitation des schistes bitumineux est formellement interdite en France..
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