Chimie des hydrocarbures

Le pétrole brut et le gaz naturel sont des mélanges extrêmement complexes composés principalement d’hydrocarbures, molécules formées uniquement de carbone et d’hydrogène, accompagnées de composés soufrés, azotés, oxygénés et de traces de métaux. Comprendre leur structure et leur réactivité est indispensable pour le technicien pétrolier : c’est la chimie qui explique pourquoi le brut d’Agadem se comporte ainsi lors de son transport dans l’oléoduc Niger–Bénin, comment la raffinerie SORAZ de Zinder le transforme en GPL, essence, gasoil et fioul, et pourquoi le soufre ou les paraffines posent des problèmes d’exploitation. Ce cours (14 h de CM, 6 h de TD, 20 h de travail personnel, 2 crédits) relie la chimie organique fondamentale aux réalités industrielles.

Objectifs d’apprentissage

• Classer et nommer les hydrocarbures (alcanes, cycloalcanes, alcènes, alcynes, aromatiques) selon les règles IUPAC.
• Relier la structure moléculaire aux propriétés physiques (ébullition, densité, indice d’octane, pouvoir calorifique).
• Écrire et équilibrer les principales réactions : combustion, substitution, addition, craquage, reformage, isomérisation, alkylation, hydrotraitement.
• Effectuer des calculs stœchiométriques sur les combustions et les transformations.
• Décrire la composition du gaz naturel et du pétrole brut et calculer les propriétés d’un mélange gazeux.

Prérequis

Chimie organique de base (liaisons, fonctions, isomérie) et chimie analytique ; notions de mole, masse molaire et équilibrage d’équations.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Classification et nomenclature des hydrocarbures
2. Leçon 2 — Propriétés physiques et structure des familles d’hydrocarbures
3. Leçon 3 — Réactions chimiques spécifiques aux hydrocarbures
4. Leçon 4 — Chimie du gaz naturel et du pétrole brut

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 14 h, TD 6 h, TP 0 h, TPE 20 h (2 crédits). Évaluation : contrôle continu (quiz, exercices de TD, interrogation écrite) 40 % et examen terminal écrit 60 %.

Bibliographie

• J. G. Speight, The Chemistry and Technology of Petroleum, CRC Press.
• J.-P. Wauquier (dir.), Le raffinage du pétrole, tome 1 : Pétrole brut, produits pétroliers, schémas de fabrication, Éditions Technip / IFP.
• P. Arnaud, Chimie organique, Dunod.
• J. H. Gary, G. E. Handwerk, M. J. Kaiser, Petroleum Refining: Technology and Economics, CRC Press.