logo Essonne

Gaz de schiste : après la fracturation hydraulique...

La France est le premier état au monde à interdire l’exploitation de ces hydrocarbures. A moins de mettre au point une autre technologie, plus respectueuse de l’environnement, les industriels sont pour l’instant dans l’impasse.

Puits d'extraction du gaz de schisteDes puits comme celui-ci, les Etats-Unis en comptent plus  de 500 000.
© MeredithW

Décembre 2010, nous sommes dans le Sud-est de la France. Les gaz de schiste commencent à susciter une contestation sans précédent. Dans la région, réputée riche en gisements, les manifestations se multiplient. Les habitants refusent de voir à terme des dizaines de puits d'exploitation pousser dans le paysage. Et surtout, ils s’opposent au principe de fracturation hydraulique employé pour extraire le gaz. Jugé très polluant, ce procédé requiert de grandes quantités d’eau pour fissurer la roche. Chaque gisement peut comprendre plusieurs dizaines de puits. La durée de l’exploitation de ces puits est très courte : souvent, elle ne dépasse pas quelques mois. Pour l’exploitation de chaque puits, on injecte entre 10 000 et 20 000 m3 d’eau chargés de substances chimiques. Une part variable de cette eau remonte à la surface par le tube de forage et est retraitée dans les bassins de décantation pour être réinjectée ensuite. L’autre part reste coincée dans la roche... Un puits est “fracturé” au maximum une quinzaine de fois...

Juin 2011, à peine six mois plus tard, la France devient le premier Etat au monde à interdire cette technique. Le gouvernement est même allé plus loin au début du mois d'octobre puisque les trois permis qui avaient été octroyés à Total et à l'américain Schuepbach ont tout bonnement été annulés. Conséquence : les industriels sont bloqués. A moins que des recherches n’aboutissent à un procédé d’extraction rentable et moins destructeur pour l’environnement, l’extraction par fracturation hydraulique ne verra pas le jour dans l’Hexagone. A titre de comparaison, aux Etats-Unis, les exploitants n’ont pas eu à montrer patte blanche vis-à-vis des autorités ou du public. La ruée vers les gaz de schiste y a débuté en 2001. Dix ans plus tard, le pays compte 500 000 puits, dont l’exploitation représenterait 22 % de la production nationale de gaz en 2010.

01.Un gaz "non conventionnel"

Répartition des réserves de gaz de schisteEn rouge, les réserves avérées de gaz de schiste, en jaune, les réserves supposées.
© Eia

Les gaz de schiste sont des gaz dits "non conventionnels" : ils sont prisonniers de la roche. Contrairement aux gaz dits "conventionnels", qui se trouvent par poches, concentrés dans des gisements. Dans les deux cas, il s’agit de méthane.
Le gaz en lui-même n’est pas à l’origine de ces contraintes techniques mais la roche, peu perméable, qui le contient. Pour l’en extraire, on injecte sous haute pression - plus de 100 bars - un fluide dit de "fracturation". Il est composé d’eau (90%), de sable (9,5 %) et d’additifs chimiques (0,5 %). Les grains de sable maintiennent les fissures ouvertes de manière à perpétuer l’écoulement des hydrocarbures vers la surface. Un problème majeur concerne les additifs, dont certains sont réputés agressifs et polluants pour l’environnement. Leur intérêt est d’éviter la formation de bactéries et de favoriser le transport du sable dans les fissures. Sans eux, pas de fracturation et donc pas de gaz de schiste.

La composition de ces additifs dépend des caractéristiques du réservoir et des conditions du puits. Dans tous les cas, le cocktail chimique, injecté par exemple dans les puits aux Etats-Unis, fait froid dans le dos. On y trouve 2 500 produits incluant 750 substances chimiques, parmi lesquelles 29 connues pour être cancérigènes : un rapport rédigé par la Commission de l’énergie et du commerce de la Chambre des représentants américaine, dresse la liste des composés utilisés entre 2005 et 2009 : méthanol, naphtalène, xylène, benzène, toluène, etc. Des produits hautement dangereux, et notamment cancérigène.

02.Des alternatives à la fracturation hydraulique ?

Mine d'exploitation du gaz de schisteLes gaz de schiste feront-ils partie de notre mix énergétique à l’avenir ? Ici, une exploitation en Australie.
© Greenpeace/Stewe.

En France, seuls trois permis de recherche d’une durée de trois à cinq ans ont été délivrés en mars 2010, par Jean-Louis Borloo, alors Ministre de l’écologie. Tous dans le Sud-Est. “Le législateur, en interdisant la fracturation hydraulique interdit la production de gaz de schiste”, commente Roland Vially, géologue à l’Institut français du pétrole Energies nouvelles (IFP Energies nouvelles). En clair, les industriels devront trouver d’autres moyens d’exploiter les gisements. Une alternative possible serait la fracturation au CO2. Mais pour Séverin Pistre, professeur d’hydrogéologie à la faculté de Montpellier, ce procédé est loin d’être au point : “Pour l’instant la technique n’est pas opérationnelle. Quelques essais ont été menés en Espagne. Ils se sont soldés par des échecs”. Et Rolland Vially d’ajouter : “Non seulement cette technique reste encore expérimentale mais en plus, trouver du CO2 n’est pas chose facile et le prix pour son acheminement est important”.

Pour être injecté, le CO2 doit être en phase “supercritique”. Un état qui fait que, dans certaines conditions de pressions et de températures, le CO2 se comporte comme un liquide. Or, ce changement de phase est mal maîtrisé. Autre inconvénient à cette méthode : le CO2 injecté en profondeur acidifie l’eau présente dans les sous-sols. Cette eau acidifiée peut migrer, à travers les fissures provoquées par la fracturation, jusqu’aux couches rocheuses carbonatées et les dissoudre. Cette dissolution élargit les fissures et entraîne la remontée plus rapide des produits chimiques à la surface. Ceci en traversant et contaminant les aquifères (nappe souterraine d’eau douce). “Ce processus de dissolution se fait naturellement, sur une échelle de temps, qui varie entre 500 000 ans et un million d’années. Avec la fracturation au CO2, le phénomène est considérablement accéléré”, avertit Séverin Pistre.


Forage horizontalSur ce schéma, on comprend bien la notion de forage horizontal.
© IFPEN.

En France, l'industrie d'extraction des hydrocarbures date de plus d’un demi-siècle. La fracturation hydraulique est aussi employée en géothermie et pour la production de gaz conventionnel, notamment en offshore. Il existe près de deux millions de puits avec fracturation dans le monde à l’heure actuelle, surtout dédiés aux gaz conventionnels”, précise Roland Vially. Mais bien que cette méthode, inventée en 1947, ait été éprouvée pour d’autres types de productions, les couches ciblées en géothermie ne sont pas les mêmes. En géothermie profonde, on cible des roches granitiques à 5 000 mètres. Pour les gaz de schiste, la couche visée est située entre 1 500 et 2 000 mètres. Les roches granitiques ne libèrent ni radionucléides (atomes dont le noyau est radioactif), ni métaux lourds. Ces éléments toxiques, sont en revanche, présents naturellement dans la couche argileuse contenant les gaz de schiste. “Les fluides utilisés lors de la fracturation hydraulique réagissent avec les argiles qui dégagent des radionucléides et des métaux lourds. Ces derniers peuvent remonter vers la surface ou migrer vers les nappes phréatiques” précise Séverin Pistre.  

Autre risque de pollution, qui cette fois met tout le monde d’accord et qui ne concerne d’ailleurs pas que l’exploitation des gaz de schiste : la contamination des aquifères, juste sous le sol, via le tube de forage. En surface, des fuites éventuelles de méthane ont été décelées au niveau des énormes bassins de retraitement de l’eau polluée, contribuant ainsi à l’effet de serre...

Si les industriels se tournent vers ces nouveaux modes de production, c’est pour augmenter leur chiffre d’affaires et assurer la demande en hydrocarbures. Or pour Anne Valette, chargée de campagne climat à Greenpeace France, le véritable problème n’est pas d’ordre technique : “Quelle que soit la méthode d’extraction employée nous ne pouvons pas, d’un point de vue climatique, nous permettre de faire ça. Il faut limiter la consommation d’hydrocarbures, pas trouver de nouvelles sources de production”.

Restez connecté

Suivez-nous : Page Facebook Page Twitter

Lettre d'information :

Vidéo

Cette vidéo nécessite le plug-in gratuit Flash 8.
Il semble que vous ne l'avez pas.
Cliquer ici pour le télécharger

Interview de Xavier Raepsaet - La propulsion nucléaire spatiale

Portraits d'experts

  • Romina Aron Badin, les primates au coeur
  • Jacques-Marie Bardintzeff, une vie consacrée aux volcans
  • Catherine Charlot-Valdieu :  Home sweet home
  • Didier Labille, l’astronomie en amateur professionnel