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Pour mieux trouver du pétrole, on en a envoyé en orbite

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Un satellite chinois, Shijian-10, tourne actuellement autour de la Terre pour étudier... comment trouver du bon pétrole. Non qu'il le cherche depuis l'espace mais l'expérience, fournie par l'Esa, a besoin d'apesanteur pour mieux déterminer une caractéristique du pétrole brut, le coefficient Soret, ou SCCO. Il permet de mieux prédire la répartition des composants dans un puits. Antonio Verga, responsable de l'expérience, nous explique.

Vue d'artiste du satellite SJ-10 lancé par un lanceur Longue Marche 2-D depuis le Centre de lancement de satellites de Jiuquan, dans le nord-ouest de la Chine. Il est le deuxième des quatre satellites scientifiques d'un programme spatial de l'Académie des sciences de Chine. © Académie des Sciences

Le 6 avril, un lanceur chinois CZ-2D a mis sur orbite le satellite Shijian-10 (SJ-10) contenant 19 expériences, dont une fournie par l'Agence spatiale européenne (Esa), qui voleront pendant 12 jours. C'est la première fois que l'Esa fait voler une expérience scientifique à bord d'un satellite chinois. Le 18 avril, une capsule de retour d'orbite se detachera du satellite et ramènera sur Terre ces 19 expériences.

Le but de cette mission est de faciliter l'exploitation de gisements pétroliers de grandes profondeurs. L'opération regroupe l'univerité de Pau, l'Académie des sciences chinoise et les groupes pétroliers Total (France) et Petrochina (Chine). Cette expérience a déjà volé deux fois dans le passé à bord de capsules russes Foton : 16 jours en 2005 et 14 jours en 2007, mais les résultats ont été très limités car les pressions étaient trop faibles (100 à 150 bars seulement).

L'expérience sur le coefficient Soret dans le pétrole brut (SCCO) embarquée dans le satellite chinois Shijian-10. © Esa, Antonio Verga

Mieux localiser sous terre le bon pétrole

Le but est de « permettre de déterminer plus facilement la quantité et la qualité du pétrole brut présent dans un gisement donné, et cela sans avoir à sonder le sous-sol », nous explique Antonio Verga, responsable de l'expérience à l'Esa. Dans le sous-sol, entre 3 et 4 kilomètres, existent des réservoirs de pétrole qui n'ont pas encore été exploités en raison de l'incertitude sur la qualité du brut.

Cette expérience se compose de six cylindres « contenant chacun un millilitre d'alcanes [hydrocarbures saturés, comme le méthane ou l'éthane] présents dans le pétrole brut et récupérés lors de forages ». L'idée est de les placer dans des conditions similaires à celles du sous-sol terrestre ; c'est-à-dire « à une pression de 400 bars, soit 400 fois la pression atmosphérique, et les exposer à des températures variant entre 30 et 70 °C ». Dans ces conditions, « on s'attend à des effets de diffusion des composants du pétrole lorsqu'ils sont soumis à différentes températures ».

L'intérêt de l'expérience est de montrer quels sont les composants qui se déplaceront vers les parties froide et chaude de la cellule. Pourquoi le faire dans l'espace ? « Parce que sur Terre, au laboratoire, cet effet est contrebalancé par la gravité ». Normalement, les éléments lourds d'un fluide descendent et les éléments légers montent. Or, dans les gisements pétroliers, ce n'est pas ce qui se produit ! Le phénomène appelé thermodiffusion impose une autre distribution des constituants du pétrole. « Les éléments lourds ont tendance à monter, et les éléments plus légers à se diriger vers le fond du réservoir. Ce qui rend difficile de déterminer la qualité du pétrole ». Cette répartition mal comprise des différents composants en fonction du gradient de température s'appelle l'effet Soret, du nom du chimiste suisse qui a bien étudié cette affaire de thermodiffusion.

À la fin de la mission, une vanne séparera les deux côtés, chaud et froid, de la cellule. De retour sur Terre, les scientifiques « pourront alors caractériser le comportement de ces composants et déterminer plus facilement la qualité du pétrole présent dans un réservoir ». De quoi mieux estimer la profondeur à laquelle « se trouvent les composants les plus intéressants ».

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