Les étapes clés du raffinage du pétrole

Publié le 06/10/2016 à 00h00 mis à jour le 06/01/2026 à 09h53

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Le pétrole brut arrive en raffinerie sous la forme d'un mélange dense d’hydrocarbures légers et lourds, accompagné de soufre, de métaux et d’autres impuretés. Les installations de raffinage enchaînent plusieurs étapes pour séparer, transformer et nettoyer ce mélange afin d’obtenir des produits finis répondant à des critères stricts de qualité et d’environnement.

raffinage pétrole

La distillation : une étape de séparation

La distillation, 1ère étape du raffinage du pétrole, consiste à séparer les différentes molécules en fonction de leur poids. Le pétrole est chauffé à haute température dans une colonne de distillation afin de former différentes couches :

En bas de la colonne de distillation : les molécules les plus lourdes comme le bitume ;
Au milieu : c’est là que se concentrent les coupes dites moyennes (diesel, fioul domestique, kérosène) ;
En haut : les molécules plus légères telles que le gaz ou les essences.

Deux distillations se succèdent : une distillation atmosphérique, puis une distillation sous vide pour traiter les fractions encore lourdes sans les dégrader.

Chaque famille d’hydrocarbures bout dans une plage de température précise. Les essences montent vers le haut, les gazoles et fiouls se concentrent au milieu, tandis que les fractions les plus lourdes restent en bas.

Les ingénieurs pilotent la distillation pour adapter les volumes produits aux besoins de la saison, par exemple en augmentant la part de gazole ou de fioul pour le chauffage.

Les différentes fractions récupérées alimentent ensuite les unités de conversion et de traitement qui affinent encore la qualité des carburants et combustibles.

La conversion : la seconde étape du raffinage du pétrole

La conversion a pour objectif de transformer les molécules lourdes en produits plus légers. Elle permet ainsi d’obtenir de l’essence, du kérosène, du diesel ou du fioul domestique.

Différentes méthodes sont utilisées, notamment :

le craquage catalytique : permet de décomposer les molécules lourdes sous l’effet d’un catalyseur et sous très haute température (500˚ environ) ;
l’hydrocraquage : permet de produire du gazole sans soufre grâce à l’ajout d’hydrogène.

Les procédés de conversion rompent des liaisons chimiques dans les hydrocarbures lourds puis réorganisent les molécules pour les rendre plus volatiles et plus combustibles. La raffinerie peut rééquilibrer le “panier” de produits pour coller à la demande, par exemple en augmentant la proportion de distillats moyens qui servent de base au gazole routier et au fioul domestique.

Les coupes issues de la conversion passent ensuite dans des unités de traitement pour retirer le soufre, l’azote, certains métaux et stabiliser les propriétés des carburants. Cette chaîne garantit une meilleure combustion et limite les émissions polluantes des chaudières comme des moteurs.

L’amélioration de l’indice d’octane

Cette 3e étape du raffinage du pétrole sert à éliminer les impuretés, les composants acides, corrosifs ou néfastes pour l’environnement qui sont présents dans le pétrole raffiné. On obtient ainsi un produit de meilleure qualité et respectant les normes en vigueur. Ainsi, l’amélioration permet par exemple de réduire la teneur en soufre du fioul grâce à l’hydro-désulfuration. Un lavage à la soude est également effectué pour le kérosène et les gaz butane et propane, afin de débarrasser ces produits des mercaptans.

Ultime étape : le mélange

Lors du mélange, différents additifs sont ajoutés aux produits dans le but de garantir leurs spécificités techniques, réglementaires et environnementales. Cette étape vise également à optimiser les propriétés des produits finis, comme la résistance au froid pour la création d’un fioul domestique de qualité supérieure, par exemple.

Le blending correspond à une étape de dosage très précise, pilotée par des systèmes de contrôle automatisés. Chaque flux de produit semi-fini est introduit dans un réservoir de mélange selon des proportions définies, puis des analyses vérifient la conformité du fioul. La raffinerie peut proposer plusieurs qualités de fioul (standard, amélioré, très basse teneur en soufre) adaptées aux besoins des particuliers et aux exigences réglementaires. Les mélanges intègrent des critères techniques et économiques, par exemple le coût de chaque coupe ou additif, afin d’optimiser le prix final tout en préservant le niveau de qualité.

Les produits finis du raffinage et leurs utilisations

Le raffinage permet d’obtenir une grande variété de produits pour répondre aux besoins en carburants, en chauffage, en matières premières chimiques ou en matériaux routiers. Chaque produit est formulé avec des caractéristiques précises adaptées à son usage : volatilité, pouvoir calorifique, stabilité, comportement au froid, niveau de toxicité.

Pour un logement chauffé au fioul, le produit clé reste le fioul domestique. Ce distillat moyen, proche du gazole routier, se distingue par un profil conçu pour assurer une bonne combustion dans les brûleurs et une chaleur régulière tout au long de la saison de chauffe.

Essence, diesel, kérosène

Les carburants routiers représentent une grande part des volumes raffinés :

Essence : carburant pour voitures essence, motos et petits moteurs.
Diesel/gazole : carburant principal pour voitures diesel, camions, engins agricoles.
Kérosène : carburant aviation pour avions de ligne et jets privés.

Ces produits proviennent de coupes distillées puis converties et traitées pour garantir un allumage fiable, une bonne combustion et des émissions maîtrisées.

Gaz de pétrole liquéfié et autres combustibles

Les gaz de pétrole liquéfiés (GPL) comme le propane et le butane sortent majoritairement en haut des colonnes de distillation et après traitement des gaz. Ces produits servent au chauffage, à la cuisson ou comme carburants pour certains véhicules.

Les résidus plus lourds donnent :

Fioul lourd pour certaines installations industrielles et maritimes.
Bitumes pour les routes et certaines étanchéités.
Bases d’huiles lubrifiantes.

Utilisation dans l'aviation et les moteurs à combustion interne

Les moteurs d’avion, très sensibles aux variations de température et de pression, utilisent du kérosène strictement contrôlé. La stabilité thermique, la faible teneur en eau et la propreté du carburant jouent un rôle clé pour la sécurité des vols.

Les moteurs à combustion interne (essence, diesel, GPL) exigent chacun un profil de carburant adapté à la compression, à la température de fonctionnement et au système d’injection, ce qui renforce l’importance des étapes d’optimisation comme le reformage ou l’additivation.

Applications dans le chauffage et l'industrie chimique

Le raffinage se trouve au croisement des besoins en énergie, chauffage et matières premières industrielles.

Le fioul domestique reste utilisé pour le chauffage des maisons individuelles et de petits immeubles équipés de chaudières adaptées. La tendance va vers des fiouls plus propres, souvent à faible teneur en soufre, pour réduire les émissions de polluants et l’encrassement des installations.

Une part importante des coupes légères (naphtas, GPL, éthylène, propylène) part vers la pétrochimie pour fabriquer des plastiques, des solvants, des engrais ou des produits du quotidien.

Enjeux environnementaux et innovations technologiques

Le raffinage figure parmi les industries énergivores et émettrices de gaz à effet de serre. Les raffineries investissent dans des procédés plus efficaces, des systèmes de contrôle des émissions et des matières premières alternatives pour limiter leur empreinte carbone. Cette dynamique impacte les produits disponibles, y compris les fiouls pour le chauffage, qui évoluent vers des formulations moins soufrées, plus stables et parfois partiellement issues de ressources renouvelables.

Réduction des émissions de dioxyde de carbone

Les raffineries agissent sur plusieurs leviers pour réduire leurs émissions de CO2 :

Optimisation énergétique des unités : récupération de chaleur, meilleure isolation, cogénération.
Amélioration des rendements de conversion pour limiter les pertes et les torchères.
Déploiement progressif de technologies de captage et stockage du carbone.

Ces efforts s’inscrivent dans les objectifs climatiques européens et influencent progressivement le contenu carbone des carburants et combustibles disponibles sur le marché.

Intégration de matières premières renouvelables

De plus en plus de sites intègrent des huiles végétales, des graisses animales ou des résidus agricoles dans leurs unités, parfois en co-traitement avec du pétrole brut. Ces ressources servent à produire des biocarburants et, dans certains cas, des combustibles liquides bas carbone compatibles avec les installations existantes.

Rôle des biocarburants dans la transition énergétique

Les biocarburants et e-fuels occupent une place croissante dans les stratégies nationales et européennes de décarbonation, en particulier pour le transport lourd et l’aviation. Ces carburants renouvelables complètent l’électrification en offrant une solution compatible avec les moteurs thermiques actuels.

Les réglementations sur les carburants routiers imposent déjà un pourcentage minimal de biocarburants dans l’essence et le gazole, tendance qui pourrait s’étendre à d’autres usages au fil du temps.

Défis économiques et tendances futures du raffinage

Le raffinage se trouve à la croisée de plusieurs pressions : baisse progressive de la demande de carburants fossiles, concurrence internationale et investissements lourds liés à la transition énergétique. Ces contraintes incitent les sites européens à se spécialiser, à moderniser les installations ou à se reconvertir partiellement vers la pétrochimie et les carburants bas carbone.

Pour les particuliers, ces évolutions peuvent se traduire par une offre de fioul plus qualitative mais également par une pression haussière possible sur les coûts de production, liée aux investissements environnementaux.

Impact de la localisation géographique sur l'efficacité

La localisation des raffineries par rapport aux ports pétroliers, aux oléoducs et aux zones de consommation joue un rôle important sur leurs coûts logistiques et leur compétitivité. Des sites bien connectés aux terminaux maritimes et aux grands bassins de consommation bénéficient d’avantages en termes d’approvisionnement et de distribution.

En Europe, plusieurs raffineries se situent près des côtes ou de grandes voies navigables pour faciliter l’arrivée du brut et l’expédition des produits raffinés, y compris le fioul domestique vers les dépôts régionaux.

Tendances du marché en Europe et dans le monde

Les pays industrialisés voient leur consommation d’essence et de fioul domestique se stabiliser ou reculer, sous l’effet de la rénovation énergétique des bâtiments, des pompes à chaleur et de l’essor des véhicules électriques. D’autres régions du monde restent en croissance, ce qui déplace progressivement le centre de gravité du raffinage vers l’Asie et le Moyen-Orient.

Les raffineries européennes s’orientent vers des carburants plus propres, des biocarburants avancés et des produits à plus forte valeur ajoutée, tout en accompagnant la mutation des usages comme le chauffage résidentiel.

Le raffinage du pétrole s’appuie sur une chaîne d’étapes complémentaires : distillation pour séparer, conversion pour transformer, traitement pour dépolluer, puis mélange pour fabriquer des produits finis conformes aux normes. Ce processus complexe permet de produire des carburants pour les transports, des combustibles pour le chauffage comme le fioul domestique et de nombreuses matières premières indispensables au quotidien.

Questions fréquentes sur les étapes du raffinage de pétrole

Quels sont les différents types de fioul ?

Plusieurs catégories existent : fioul domestique classique, fioul domestique à basse teneur en soufre, fioul dit “supérieur” avec additifs pour améliorer la stabilité et la protection de la chaudière, et fiouls lourds destinés surtout à l’industrie.

Est-il encore possible de se chauffer au fioul en France ?

Le chauffage au fioul reste autorisé pour les installations existantes, sous réserve de respecter les réglementations en vigueur et les normes d’émissions. En revanche, l’installation de nouvelles chaudières fonctionnant uniquement au fioul fossile très émetteur n’est plus autorisée.

En quoi le fioul de Fioulmarket est-il le meilleur ?

Fioulmarket s'appuie sur des produits issus de raffineries certifiées, avec une maîtrise de la teneur en soufre, de la qualité de combustion et souvent des formules “premium” avec additifs protecteurs. La plateforme mise sur des achats groupés, une logistique optimisée et une transparence sur les prix pour proposer un bon rapport qualité-prix aux particuliers.