Les combustibLes fossiLes

es vivants. La complexité et la diversité des combustibles fossiles sont un élément important pour expliquer leur impact environnemental.

Un troisième facteur est celui des conditions dans lesquelles, en bout de cycle, ces combustibles complexes réagissent avec l'oxygène de l'air dans une réaction de combustion vive. Cette réaction génère un ensemble de nouveaux composés, dont certains sont toxiques ; d'autres composés se forment encore par transformation ultérieure des produits de combustion... Une part importante du flux des 8 milliards de tonnes/an de combustibles fossiles est brûlée sans que l'on se préoccupe de la composition des produits formés et les produits de combustion sont rejetés sans traitement dans l'environnement, essentiellement dans l'atmosphère.

Les voies par lesquelles l'homme, en faisant usage des combustibles fossiles, agit sur son environnement sont très diverses. On le montrera, dans une première partie de cette note, en passant rapidement en revue les facteurs d'impact aux différentes étapes des filières des combustibles. On centrera ensuite la présentation sur un ensemble d'impacts particulièrement important, celui des émissions dans l'atmosphère, dont on donnera un aperçu général.

Certains risques liés à l'utilisation des énergies fossiles sont connus depuis longtemps, par exemple le risque pour la santé humaine qui, dans le proche voisinage d'installations de combustion, peut résulter de concentrations élevées de dioxyde de soufre et de particules . Ces risques ont fait l'objet dans de nombreux pays de politiques de contrôle qui visaient à éloigner les rejets de la population et à les disperser (cheminées) puis à limiter, pour certains polluants, le débit de rejet de chaque installation. De telles politiques ont atteint leurs objectifs et ont permis de supprimer les "points noirs", ou les pics locaux, de certaines pollutions.

Dans le même temps, les niveaux globaux d'émission d'un grand nombre de polluants et les niveaux moyens de leurs concentrations dans l'environnement, ont continué à croître. Les préoccupations en matière d'environnement ont donc porté de plus en plus, au cours des dernières années, sur les risques des pollutions de fond. C'est ce qu'on illustrera dans une seconde partie de la note où, après un rappel sur l'évolution de la composition de l'atmosphère, on proposera, à titre d'exemples, des éléments d'évaluation de trois types de risques : le risque sanitaire des aérosols, l'impact de l'ozone troposphérique sur l'agriculture, l'effet de serre.

1/impacts environnementaux tout au long de l’utilisation des combustibles fossiles.

a/ Préparation des installations de combustibles :

* la préparation et le transport des combustibles depuis les lieux d'extraction jusqu'aux lieux d'utilisation impliquent un ensemble d'infrastructures lourdes (voies ferrées, ports, routes, conduites, raffineries, stockages , etc) qui mobilisent des espaces spécifiques, par exemple des espaces littoraux ou des sites de vallées.

* certaines opérations de traitement, telles que le raffinage, s'accompagnent du rejet dans l'environnement de composés organiques gazeux et de liquides (phénols, produits ammoniacaux...) ;

* le fonctionnement du système d'extraction, de préparation et de transport nécessite une quantité importante d'énergie, donc la combustion d'une partie du combustible ; cette combustion génère des émissions atmosphériques de polluants ;

Fuites au long des filières d’approvisionnement.

* des évasions d'hydrocarbures liquides dans l'environnement, dont les accidents de pétroliers ne sont que l'exemple le plus visible, existent en divers points de la filière pétrolière (environ 0,1 % des tonnages transportés par mer) ; la couche la plus superficielle des océans est ainsi chargée de quantités importantes d'hydrocarbures légers.

* des pertes d'hydrocarbures volatils (0,3% des flux à priori) surviennent à toutes les étapes de la filière pétrolière et en particulier au cours des stockages.

* le gaz naturel est principalement constitué de méthane, gaz à effet de serre. Une part significative du gaz produit (quelques pour cent) s'évade dans l'atmosphère tout au long de la filière d'approvisionnement.

* le "combustible solide" qu'est le charbon, ainsi que les terrains entourant le charbon dans le gisement, contiennent des "matières volatiles", notamment du méthane : celui-ci s'évade dans l'atmosphère du fait de l'extraction du charbon.

* la manutention et le stockage du charbon s'accompagnent également de pertes de matière :

_ Des envols de poussières depuis les stocks exposés au vent, ou les véhicules non couverts .

_Ainsi, du lessivage de tas de charbon exposés à la pluie qui entraine des minéraux solubles dans les nappes phréatiques.

C/ Le rejet final des produits de combustion :

_dans la combustion, les combustibles sont pour l'essentiel convertis en produits gazeux rejetés dans l'atmosphère ; les combustibles étant principalement composés de carbone et d'hydrogène, les produits de combustion sont constitués en premier lieu de dioxyde de carbone (CO2), et de vapeur d'eau ;

_l'oxygène nécessaire à la combustion est généralement apporté par l'air ; en même temps que la combustion, et suivant les conditions de cette combustion, il y a oxydation d'une partie de l'azote de l'air et production d'oxydes d'azote (NOX) ; ces oxydes se forment également par oxydation de l'azote organique contenu dans le charbon ou le pétrole ;

_les produits de combustion rejetés dans l'atmosphère contiennent aussi, en proportions variables, des composés résultant d'une oxydation incomplète du combustible (monoxyde de carbone CO), des imbrûlés (particules de carbone), des hydrocarbures volatils, en particulier des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), et d'autres composés organiques volatils (COV) tels que des aldéhydes, des éléments minéraux inclus dans le combustible brut (arsenic, chrome, cadmium, mercure...) ou des éléments ajoutés (plomb...), etc...

* pour limiter les rejets gazeux d'oxydes de soufre ou d'azote, des traitements des gaz de combustion sont effectués sur certaines installations : d'autres déchets, notamment des déchets solides, sont alors produits...

La liste des produits rejetés dans l'atmosphère lors de la phase de combustion demande à être affinée suivant les différents combustibles et les différents compartiments des filières énergétiques :

* pour un même contenu énergétique, le pétrole, et plus encore le charbon, contiennent davantage de carbone que le gaz naturel et produisent donc par combustion davantage de dioxyde de carbone ;

* le soufre est assez facilement