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L’industrie des schistes hydrocarburés en Franche-Comté

J. Barlot, La Nature N° 2910 1er Aout 1933

Mis en ligne par Denis Blaizot le mardi 11 août 2015

On englobe dans la dénomination générale de schistes bitumineux toute une catégorie de roches à structure plus ou moins feuilletée, dont la couleur varie du brun au noir, et qui, soumis à l’action de la chaleur, donnent naissance à un mélange complexe de produits combustibles à la fois gazeux et liquides.

Les schistes se rencontrent dans des terrains d’âges très différents, particulièrement dans le permien, l’infralias, le toarcien et le kimmeridgien. Ils forment sur le sol français des assises considérables, et certains gisements ont été ou sont encore l’objet d’une exploitation industrielle ; les bassins de l’Autunois, du Var et de l’Aumance rentrent dans cette catégorie.

LES SCHISTES DE FRANCHE-COMTÉ

Les schistes de Franche-Comté sont situés dans le lias supérieur, à la base des marnes de l’étage toarcien. Ils sont contemporains des schistes du Wurtemberg et du Banat. On les désigne souvent par le nom de schistes à Possidonomyes, du nom d’un mollusque, Possidonomya Bronni, qui s’y rencontre très fréquemment. Ils sont caractérisés par une forte teneur en calcaire, qui peut aller, jusqu’à ,50 % du poids total.

On connait depuis fort longtemps des affleurements considérables de ces schistes, qui s’étendent en bancs compacts de 20 à 30 m d’épaisseur et quelques-uns d’entre eux ont même été l’objet d’exploitations rudimentaires, soit comme houille maigre (schistes de Morre, aux environs de Besançon), soit, beaucoup plus tard, pour la fabrication, par distillation, d’huiles combustibles, utilisées pour l’éclairage, avant l’introduction des pétrolos russes et américains.

Cette industrie a été créée à la suite des travaux du chimiste Laurent, en 1830, qui montra la possibilité d’obtenir, par distillation une huile combustible, étymologiquement huile de pierre ; elle a existé en particulier dans la vallée de la Loue, entre Lods et Mouthier.

La concurrence étrangère n’est pas la seule cause pour laquelle l’industrie des schistes a périclité. Ce serait une erreur de croire qu’il suffit de chauffer le schiste pour en extraire du pétrole. Quand on calcine le schiste, on constate une perte de poids (15 à 25 %) et un dégagement de produits combustibles souvent difficiles à condenser, mais on s’aperçoit vite que la quantité d’huile obtenue varie avec la façon dont le chauffage a été conduit.

En d’autres termes, le pétrole obtenu paraît être le résultat d’une véritable réaction de pyrogénation, et non d’une simple distillation ; dès lors il devient évident que les rendements sont fonction de la pyrogénation elle-même.

En 1920, lorsque nous avons entrepris l’étude méthodique des gisements de la chaîne du Jura, aucun travail chimique sérieux n’avait. été fait sur la question, et nous devions commencer par mettre sur pied une méthode de laboratoire permettant de faire l’analyse rationnelle dos échantillons examinés.

Dans les années qui suivirent, M. le professeur Fournier, de la Faculté des Sciences de Besançon, et ses élèves, apportèrent d’importantes contributions à l’étude géologique des gisements. C’est seulement en 1928, après plusieurs armées d’efforts soutenus, que devaient commencer les premières recherches industrielles ; elles, ont abouti, grâce à l’énergie tenace d’un industriel luxovien, M. Petit, à la fondation de la Société des Schistes et Pétroles de Franche-Comté, dont les usines sont à Creveney-Saulx, à 12 km à l’est de Vesoul.

Le gisement mis en exploitation n’est pas le plus riche de tous, mais c’est incontestablement le mieux placé ; il est traversé par la voie ferrée Paris-Belfort. Nous ne pouvons mieux le caractériser qu’en reprenant les termes d’un rapport que nous adressions le 2 mai 1928 à la nouvelle société en formation.

« Le gîte s’étend depuis Colombier jusqu’à Velleminfroy en passant par la gare de Creveney-Saulx et le village de Creveney.

La superficie visible est d’au moins 500 hectares ; mais il est probable que des sondages de quelques mètres permettront de déterminer une surface beaucoup plus considérable.

L’ensemble de la couche schisteuse est à peu près horizontale, avec un léger plongement vers le sud. D’après les affleurements et la profondeur des puits, qui, dans cette région, permettent d’arriver aux nappes d’eau utilisables, on peut conclure que l’épaisseur n’est pas inférieure à 10 m, probablement de 15 m en moyenne.

L’analyse, on plus exactement la moyenne d’une dizaine d’analyses, que nous avons faites sur divers échantillons pris dans le gisement, au maximum à 30 cm de la surface, a donné les résultats suivants :

Gaz carbonique 18,4 %
Chaux 23,4 %
Silice 35,5 %
Fer et alumine 3,8 %
Magnésie 0,17 %
Carbone fixe 2,26 %
Soufre 0,90 %
Huile + gaz 8 à 8,4 %

Ce qui correspond à un rendement d’environ 65 litres d’huile brute par tonne de schistes traitée.

En admettant que l’épaisseur soit de 10 m, le volume exploitable serait d’environ 50000000 m³ et comme le rendement de 65 litres à la tonne correspond au moins à 100 litres au mètre cube, c’est donc un minimum de 60 millions d’hectolitres d’huile brute que peut donner ledit gisement.

Cette quantité peut vraisemblablement être doublée pour diverses raisons :
1° Le volume exploitable est certainement très supérieur au nombre donné ci-dessus ;
2° La teneur de 65 litres à la tonne correspond à des échantillons de surface, toujours moins riches que ceux provenant d’une plus grande profondeur.

Voilà ce qui était prévu avant qu’on n’ait fait des sondages. Actuellement, la concession porte sur 1760 hectares, et divers sondages effectués en des points très éloignés les uns des autres ont tous indiqué une épaisseur moyenne de 30 m, sans intercalation de couche stérile.

Il résulte de cette disposition exceptionnelle que l’exploitation peut se faire en carrière, à ciel ouvert, d’où un prix de revient très faible à l’extraction. Ce prix est voisin de 5 francs par tonne de schiste, bien que la plasticité de la roche oblige à doubler les charges d’explosifs nécessaires pour la désagréger. On a d’autre part la quasi certitude de ne pas être gêné par les eaux souterraines, circonstance d’une importance primordiale.

LA DISTILLATION DES SCHISTES

Le schiste, après concassage en morceaux de grosseur convenable, est amené automatiquement aux fours à distiller. Ce sont de grands tubes d’acier, d’environ 1 m de diamètre et de 12 m de long, tournant autour d’un axe légèrement incliné sur l’horizontale. Ils sont étudiés de façon à traiter quatre tonnes de schistes à l’heure. Ils sont une transposition dans le domaine industriel de notre méthode d’analyse créée au laboratoire, et qui comporte, dans ses grandes lignes, les opérations suivantes :

Élimination du calcaire à froid, en traitant le schiste pulvérisé par l’acide Chlorhydrique à 50 %. Le résidu de cette opération, soigneusement séché, est chauffé à 450° à l’abri de l’air, pour obtenir le rendement maximum, il faut que le chauffage soit rapide et que les hydrocarbures formés soient éliminés aussi vite que possible de la région chaude où ils ont pris naissance.

Un barbotage dans une huile lourde, ou mieux encore un refroidissement à -70° dans un mélange de neige carbonique et d’acétone, arrête tous les produits légers entraînés par les gaz.

En tenant compte des rendements indiqués plus haut on voit que chaque four peut donner environ 270 litres d’huile par heure, soit approximativement 5000 litre d’huile par jour, desquels on retire un minimum de 2000 L d’essence. Dans les cornues type Pumpherston, on épuise à peine 5 tonnes de schistes par jour !

Avec les anciennes installations, et pour peu que le schiste soit assez profond, une industrie de ce genre rapporte peu, quand elle n’est pas déficitaire, et il serait vain, de mettre en train une exploitation quand la teneur en huile extractible n’atteint pas au moins 10 %.

Grâce aux nouveaux fours, cette limite se trouve abaissée à 5 % environ, et la mise en valeur de beaucoup de gisements, considérés jusqu’à ce jour comme sans importance, devient possible et rémunératrice.

Par voie de conséquence, on peut envisager sans être taxé d’utopiste, la production d’une quantité considérable de carburant à partir des richesses du sol de la métropole et dos colonies.

L’huile brute obtenue est colorée en brun noir, d’odeur caractéristique. Par, distillation, elle peut être fractionnée de la façon suivante :

De 70° à 150° 8,8% environ
De 150° à 210° 28,9 %
De 210° à 225° 17,5 %
De 225° à 275° 23,3 %

Au point de vue de sa constitution, l’huile de schistes diffère sensiblement des pétroles naturels par la présence de quantités notables de carbures non saturés.

A certains égards il en est résulté une légère complication pour l’épuration chimique et le raffinage des produits obtenus.

L’usine de Creveney fabrique actuellement une essence très stable, qui a été baptisée du nom de « Natioline ».

La présence de carbures non saturés lui communique de précieuses qualités antidétonantes qui la font particulièrement rechercher.

La « Natioline » donne avec l’alcool dénaturé des mélanges en toutes proportions, permettant ainsi de réaliser un véritable carburant national stable jusqu’à la température de -21°.

La « Natioline » et ses mélanges avec l’alcool ont été expérimentés officiellement, et, au cours d’essais contrôlés, effectués sur voitures Renault, type liaison de l’armée, et sur voiture Citroën C.6 F, les résultats obtenus ont été remarquables. A titre d’exemple, la distance parcourue sur route avec une Citroën C 6 F et 5 litres de « Natioline » a été de 39 km, au lieu de 34 km avec l’essence ordinaire.

A côté de l’essence qui constitue évidemment un dérivé intéressant, on peut extraire de l’huile de schiste des composés aussi nombreux que variés, rentrant plus spécialement dans la catégorie des produits chimiques. Cette industrie n’est encore qu’à ses débuts, comme celle des dérivés de la houille il y a cinquante ans, et il serait prématuré d’en définir l’importance. Nous pouvons cependant dire que l’on ne peut manquer d’aboutir à des réalisations remarquables dans ce domaine encore peu connu, et ce ne sera pas le moindre intérêt de cette nouvelle industrie des schistes qui semble destinée à un brillant avenir.
J. Barlot

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