Articles

Publié le 04 octobre 2022 Mis à jour le 16 décembre 2022

Comment un litre d'essence de 750 grammes émet-il 2,3 kilos de CO2 ?

La combustion de toutes les énergies fossiles participe de la même chimie

Vous avez peut-être déjà été intrigué par les chiffres d'émissions de CO2 de déplacements en voiture ou en avion. Par exemple :

  • un voyage de 1 000 km en voiture émet environ 270 Kg de CO2;
  • un un vol aller-simple Paris / New-York en avion représente environ 1,25 à 1,5 tonnes de CO2 par passager. 

Or, dans les deux cas, il semble y avoir un conflit avec nos impressions : un plein d'essence ne pèse pas 200 Kg et un avion de 300 passagers ne pourrait pas décoller avec 400 tonnes de combustible. Nous prend-on pour des imbéciles ? Avant que vos élèves vous embêtent, voici les éléments de réponse. Ils se trouvent dans la chimie de la combustion.

Une question de combinaison

L’essence est composée d’hydrocarbures, autrement dit des atomes d’hydrogène (H) et de carbone (C) qui forment des chaînes moléculaires d’hydrocarbures (CxHx), du genre octane (C8 H18), heptane (C7 H16), benzène (C6 H6) et de dizaines d'autres.

Pour comprendre le calcul, il faut savoir que

  • l'hydrogène est de poids atomique de 1,
  • le carbone est de poids atomique de 12 et
  • l'oxygène de 16.

Lors de la combustion, les liaisons moléculaires se brisent. Chaque atome de carbone et d'hydrogène se lie alors avec de l'oxygène pour former des molécules d'eau H2O et des molécules de CO2 tout en dégageant beaucoup d'énergie. D'autres molécules comme le monoxyde de carbone (CO) sont aussi émises, mais dans des proportions minimes par rapport au total.

Chaque atome de carbone (12) se lie à deux atomes d'oxygène (16), ce qui donne une molécule de CO2 de poids moléculaire de 44 (12+16+16). Autrement dit, chaque kg de carbone qui brûle dans de l'air produit 3,67 kg de CO2.  (44/12 = 3,67).

Ainsi un litre d’essence, qui pèse 750 grammes et qui contient environ 630 grammes de carbone, produit 2,3 kg de CO2. (0,630 x 3,67)

Pour se donner une idée du volume maintenant, un kg de CO2 occupe un volume de 510 litres à pression et température normale. Notre litre d'essence émet donc plus de 1100 litres (2,3 Kg) de CO2 !  Heureusement que le CO2 est invisible et inodore.

Encore un peu plus

Ce litre d'essence ou de kérosène est tiré du pétrole brut. L'extraction du pétrole, son transport, son raffinage, sa distribution émettent du CO2 à chaque étape et bien d'autres gaz comme du méthane, des composés sulfurés et autres.

  • L'extraction à de grandes profondeurs, en région éloignée ou des sables bitumineux font augmenter le bilan carbone.
  • Le transport par bateau, le transbordement ou les fuites dans les pipelines, le raffinage et surtout le torchage (brûler les gaz volatils trop difficiles à liquéfier et peu rentables) émettent aussi leur lot de CO2.
  • Enfin, le transport et la distribution des produits raffinés dans tout le réseau et souvent sur de grandes distances consomme lui aussi des carburants fossiles.

En somme, la production et la distribution du litre d'essence que l'on verse dans son réservoir a déjà émis passablement de CO2 avant même qu'il soit consommé.

La compensation individuelle de carbone doit aussi être complétée par celle de l'industrie, ce qui commence à faire un total impressionnant par kilomètre final parcouru.  On peut assurément faire mieux et plus efficacement. Il s'agit avant tout de déplacer des gens et des biens, non pas nécessairement des voitures et des camions.  Le litre d'essence qui n'est pas consommé vaut bien plus que n'importe quelle compensation carbone.

Ce n'est pas encore assez

Les locomotives au charbon ont disparu tout comme le chauffage domestique au charbon, mais l'utilisation du charbon continue de croître à l'échelle mondiale, surtout pour satisfaire la demande d'électricité, toujours croissante.

Très énergétique, le charbon est composé de carbone dans des proportions de 50 % à 97 %. Une tonne de charbon émet pratiquement 3,50 tonnes de CO2 et bien d'autres gaz sulfurés. Les réserves estimées de charbon au niveau mondial sont de 22 000 milliards de tonnes, de quoi transformer l'atmosphère; multipliez par 3,67 !

Ces réserves sont réparties un peu partout sur la terre et bien des pays ne peuvent pas, pour l'instant, se passer de son utilisation. Quel gouvernement pourrait proposer à sa population une réduction radicale de sa consommation énergétique et forcément un avenir économique limité ? On a bien des changements à opérer, surtout dans les mentalités.

On attribue avec raison le réchauffement climatique essentiellement à l'accroissement du CO2 dans l'atmosphère et à l’effet de serre qui s'en suit car l’apport du rayonnement solaire compte pour 99,99 % de l’apport énergétique de la terre (10 000 pour 1) alors que l’apport énergétique de toutes les autres sources d’énergie (fossiles, nucléaire, renouvelables) apparait marginal.

Aussi, ce n’est pas tant la consommation énergétique qui est problématique (,01 %] que le mode de production de l’énergie.  Le CO2 et autres gaz à effet de serre proviennent majoritairement des énergies fossiles et des procédés industriels. La cible de réduction «énergies fossiles» est bien la bonne, mais comme il s’agit de l'industrie, les effets sont collectifs et les solutions le seront aussi.

L'atmosphère ne connait pas de frontières, nos politiques non plus finalement.

Illustration : DepositPhotos - ssuaphoto

Références

Calcul des émissions de CO2- Climat Mundi - https://www.climatmundi.fr/

Calculer votre empreinte carbone - vol - Ecotree - https://ecotree.green/calculer-co2-vol

Bilan carbone - https://calculator.carbonfootprint.com/calculator.aspx

Les faits : Consommation de carburant et CO2 - Ressources naturelles Canada
https://www.rncan.gc.ca/sites/www.nrcan.gc.ca/files/oee/pdf/transportation/fuel-efficient-technologies/autosmart_factsheet_6_f.pdf

Comment calcule-t-on le CO2 en kilos?
https://www.rtbf.be/article/comment-calcule-t-on-le-co2-en-kilos-9158054

Charbon - Wikipédia - https://fr.wikipedia.org/wiki/Charbon

Rayonnement solaire - https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_solaire


Voir plus d'articles de cet auteur

Dossiers

  • Sciences de l’environnement


Le fil RSS de Thot Cursus via Feed Burner.


Les tweets de @Thot


Accédez à des services exclusifs gratuitement

Inscrivez-vous et recevez des infolettres sur :

  • Les cours
  • Les ressources d’apprentissage
  • Le dossier de la semaine
  • Les événements
  • Les technologies

De plus, indexez vos ressources préférées dans vos propres dossiers et retrouvez votre historique de consultation.

M’abonner à l'infolettre

Superprof : la plateforme pour trouver les meilleurs professeurs particuliers en France (mais aussi en Belgique et en Suisse)


Effectuez une demande d'extrait d'acte de naissance en ligne !


Ajouter à mes listes de lecture


Créer une liste de lecture

Recevez nos nouvelles par courriel

Chaque jour, restez informé sur l’apprentissage numérique sous toutes ses formes. Des idées et des ressources intéressantes. Profitez-en, c’est gratuit !