Du pétrole à n'importe quel prix ? Explorez le pays des sables bitumineux avec Google Maps

Vous avez sans doute entendu parler des sables bitumineux de l'Alberta (tar sand en anglais). Pour beaucoup, ces hydrocarbures non-conventionnels sont devenus synonymes de désastre écologique, pour d'autres ils sont une fantastique découverte dotant le Canada de réserves de pétrole équivalentes à celles de l'Iran et du Qatar réunis.

Extension de la principale mine de sable bitumineux au nord de Fort Murray de 1984 à 2012

Pour vous faire une idée, je vous propose de survoler les régions productrices d'Alberta avec Google Map. Si vous préférer des images prises du sol, je vous conseille ce reportage de Garth Lenz.

D'abord, qu'est-ce le sable bitumineux ?

Le sable bitumineux est un mélange de bitume, c'est-à-dire de pétrole brut sous une forme solide ou très visqueuse, de sable, d'eau et de divers minéraux.
Avec beaucoup d'eau et d'énergie, il est possible de récupérer le bitume puis de le transformer en pétrole exploitable commercialement. La technique permettant de séparer le bitume du sable a été mise au point dans les années 20 et la première exploitation a eu lieu en 1967 près de la rivière Athabasca, la zone où se trouve encore aujourd'hui la plupart des mines canadiennes.

C'est cette zone que je vous propose de visiter. Pour cela, vous pouvez continuer la lecture de cet article ou bien naviguer librement sur la carte : elle se trouve ici.

Les mines de sables bitumineux de l'Athabasca

La principale zone d'exploitation se trouve autour de la ville de Fort McMurray et couvre 4700km², c'est-à-dire l'équivalent d'un petit département français comme la Loire. Elle borde plusieurs parcs nationaux dont Wood Buffalo, classé par l'UNESCO au patrimoine mondial de l'humanité. Cette zone se situe également sur un territoire réservé depuis plus d'un siècle aux populations amérindiennes.

Voici une vue de la rivière Athabasca entre Fort McMurray et Fort McKay, la zone d'exploitation "historique" des sables bitumineux. Je vous invite à naviguer dessus pour vous faire une idée de l'étendue des mines et juger de l'état de cette région qui était autrefois couverte par la foret boréale :

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Les mines continuent à gagner rapidement sur la foret : au total, la surface susceptible de contenir des hydrocarbures s'étend sur 150 000 km² soit plus de 20% de la surface de l'Alberta. Des dizaines de demande de permis d'exploitation sont en cours de traitement.

L'exploitation mécanique des sables bitumineux

Les zones marrons sur la carte sont les mines à ciel ouvert. Les gisements de l'Athabasca présentent en effet la particularité de se trouver très près de la surface : il suffit de retirer quelques mètres de terre pour accéder à une couche de plusieurs dizaines de mètres de sable bitumineux.

Dans ce cas, on parle d'exploitation mécanique des sables bitumineux : le minerai est extrait, chargé sur des camions ou sur une bande transporteuse puis acheminé vers une usine où le sable et le bitume sont séparés.

Sur cette carte, on voit côte à côte les trois grandes étapes de l'exploitation mécanique : une mine (à droite), l'usine de traitement (en bas) et le bassin de stockage des eaux polluées (en haut) :

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La possibilité d'utiliser cette méthode relativement simple explique que la région soit à la pointe de l'exploitation des sables bitumineux mais elle rend aussi inévitable la destruction de larges surfaces de foret boréale.
Ce n'est pas le seul problème posé par cette industrie : la séparation du sable et du bitume consomme énormément d'énergie et d'eau. L'énergie issue des sables bitumineux à l'un des plus mauvais taux de retour sur investissement énergétique, c'est-à-dire qu'une part importante de l'énergie produite est consommée au cours de la production. Par conséquent, l'impact sur le climat est double : le pétrole tiré de ces mines emet des gaz à effet de serre non seulement lorsqu'il est brulé mais aussi lorsqu'il est produit.
L'eau est également une source d'inquiétude : elle est essentielle pour séparer le sable du bitume mais après utilisation elle doit être stockée et dépolluée. Syncrud, un des exploitants des mines de Fort McMurray, admet rejeter chaque jour 250 000 tonnes d'eau contaminée.
Cela explique que les bassins occupent une place aussi importantes dans le paysage. Par exemple, les deux bassins que vous voyez ici en bordure immédiate de l'Athabasca ont chacun une surface d'une dizaine de kilomètres carrés :

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Quel est l'impact sur les écosystèmes et les populations de ces immenses bassins de rétention ? L'Alberta est justement une des régions du monde les plus riches en marais et zones humides - des milieux particulièrement fragiles. Des coups de canon sont tirés en permanence pour effrayer les oiseaux migrateurs et la faune locale et éviter qu'ils approchent des bassins.

L'exploitation in-situ des sables bitumineux

Que se passe-t-il lorsque les sables bitumineux sont enfouis plus profondément ? Dans ce cas, il est possible d'extraire les hydrocarbures in-situ, c'est-à-dire sans déplacer le terrain et sans retirer le sable du sol.
Les techniques utilisées reposent toutes sur le même principe : de la vapeur d'eau est injectée dans un puits, elle dissout le bitume et le mélange eau-bitume est pompé vers la surface. Cette méthode évite donc la destruction totale de la surface exploitée. Cependant elle nécessite de quadriller le terrain avec puits et des pipe-lines : la végétation est en partie préservée mais la faune disparait presque entièrement des zones exploitées.

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Ces procédés ne permettent pas de récupérer tout le bitume : le rendement est de l'ordre de 20% pour la technique actuelle (CSS ou Cyclic Steam Stimulation) et 40% pour celle en cours de développement (SAGD ou Steam Assisted Gravity Drainage). Les quantités d'eau et d'énergie nécessaires sont également plus importantes qu'avec l'extraction mécanique.

Le traitement du bitume

Même après avoir été séparé du sable, le bitume n'est pas directement exploitable : il est trop visqueux pour être utilisé ou transporté par oléoducs. Il faut soit le mélanger à des hydrocarbures légers soit le transformer par des procédés physico-chimique complexes (désasphaltage, craquage et hydrotraitement). C'est la seconde méthode qui est généralement employée, ce qui explique la présence de pré-raffineries à proximité immédiate des site d'extraction.

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Une révolution, pour le meilleur ou pour le pire ?

Le développement de l'exploitation des sables bitumineux en Alberta est sans aucun doute une révolution. Elle a bouleversé l'échiquier énergétique (et donc géopolitique) au moins à l’échelle du continent américain, où le Canada est devenu le premier fournisseur de pétrole des États-Unis.
Mais cette production extrêmement émettrice en dioxyde de carbone a a aussi conduit à un renversement de la politique climatique canadienne : le Canada qui avait été un des premiers signataires du protocole de Kyoto est devenu le 12 décembre 2011 le seul pays à s'en être retirer. Et pour cause : il est désormais le troisième plus gros émetteur de gaz à effet de serre par habitant au monde.

Toutes les énergies ne se valent pas, on le sait, mais le cas des sables bitumineux montre que tous les pétroles ne se valent pas non plus. Le Canada est libre d'exploiter ses réserves au détriment de son environnement mais les pays importateur, en particulier pour l'Union Européenne, doivent se poser la question : Doit-on refuser les hydrocarbures issus des sables bitumineux ? 

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