Les choix offerts par le potentiel français de Gaz de schiste Bruno Goffé Affleurement de couches contenant du gaz de schiste (Fontaine ardente de Gua dans le Dauphiné) Transition Energetique CNRS, Paris22/10/2013

Transition Energetique CNRS, Paris Formation des Hydrocarbures Coupe dans la partie externe de la terre Le pétrole et le gaz naturel se forment dans les bassins sédimentaires entre 1000 et 6000m de profondeur 22/10/2013

Transition Energetique CNRS, Paris Le Pétrole et le Gaz naturel se forment dans les roches-mères Forêts inondées Enfouissement et dégradation des végétaux dans des marécages Compaction et altération chimique L’enfouissement génère du charbon et du gaz L’enfouissement génère du charbon et du gaz Lacs ou mer plancton Plancton mort coule Boues riches en matière organique L’enfouissement génère du Pétrole et du gaz L’enfouissement génère du Pétrole et du gaz 22/10/2013 En milieu continental En milieux marins

Transition Energetique CNRS, Paris Formation des Hydrocarbures Sous l’effet de l’augmentation la pression et de la température avec la profondeur, la roche-mère produit des hydrocarbures (Huiles, gaz) et un résidu insoluble appelé Kérogène. Huiles et gaz peuvent s’échapper de la roche-mère et migrer à travers des roches perméables jusqu’à qu’ils soient arrêtés par des roches imperméables formant une « couvertures ». Les hydrocarbures s’accumulent alors dans la roche poreuse pour former un réservoir. S’ils ne sont pas arrêtés lors de leur migration ces hydrocarbures peuvent s’échapper à la surface. Le kérogène reste dans la roche-mère. + Coupes verticales dans un bassin pétrolier Migration primaire : gaz quitte la roche mère par excès de pression Migration secondaire : gaz/huile, moins dense que l’eau, se déplace par flottaison à travers les roches perméables discordance Couche imperméable 22/10/2013

Gaz de schiste: méthane (gaz shale) Gaz de houille: méthane (coalbed méthane) Gaz de mine: méthane Huiles de schistes: hydrocarbures souvent lourds (oil shale) Transition Energetique CNRS, Paris Les différents types de gisements de gaz Gisements non conventionnels roches poreuses et perméables roches poreuses et imperméables 22/10/2013

Relations entre sources de matières organiques profondeur et température lacustre marins terrestre Transition Energetique CNRS, Paris Kérogène Huile + Gaz + Réf : 22/10/2013 Le Gaz est produit à plus grande profondeur ( m) que l’Huile ( m) dans les schistes Le Gaz apparait à moins grande profondeur dans les charbons que dans les schistes

Les ressources de gaz de shale et gaz de charbon en Europe Shale (oil+gas) Charbon Transition Energetique CNRS, Paris 22/10/2013 Source: IEA 2012

La France un pays de Roche Mère 22/10/2013Transition Energetique CNRS, Paris Equihen (Pas de Calais) Eyguians (Vallée du Buech, Rhone-Alpes)

Le Bassin Parisien Transition Energetique CNRS, Paris Source BRGM Du charbon à très grande profondeur (6000m) dans le socle? 22/10/2013

Transition Energetique CNRS, Paris Les Bassins du Sud de la France Houille du bassin des Cévennes Schistes cartons du Toarcien (180 Ma) Référence : Michel Séranne & Nicolas Arnaud, 26 Février 2013, académie de Sciences SUD EST SUD Grands Causses « Black-shale » Autunien (280Ma) Marin Lacustre

Transition Energetique CNRS, Paris22/10/2013 Distinguer la ressource de la réserve prouvée Les réserves prouvées sont les ressources qui ont été effectivement découvertes, reconnues et évaluées par des puits et dont les conditions économiques et législatives permettent leur extraction. 1.Connaitre la ressource 2.Connaitre les propriétés des roches 3.Avoir une expérience de la production 4.Pouvoir l’exploiter Exemple Bassin du Yorkshire UK

Transition Energetique CNRS, Paris22/10/2013 Distinguer la ressource de la réserve prouvée Les réserves prouvées sont les ressources qui ont été effectivement découvertes, reconnues et évaluées par des puits et dont les conditions économiques et législatives permettent leur extraction. 1.Connaitre la ressource 2.Connaitre les propriétés des roches 3.Avoir une expérience de la production 4.Pouvoir l’exploiter Centaine de mètre dizaine de centimètre micromètre Millimètre nanomètre Propriétés mécaniques Porosité perméabilité

Schéma d’un forage horizontal utilisant une fracturation hydraulique Transition Energetique CNRS, Paris22/10/2013 Distinguer la ressource de la réserve prouvée Les réserves prouvées sont les ressources qui ont été effectivement découvertes, reconnues et évaluées par des puits et dont les conditions économiques et législatives permettent leur extraction. Production à Fayetteville (USA) 1.Connaitre la ressource 2.Connaitre les propriétés des roches 3.Avoir une expérience de la production 4.Pouvoir l’exploiter

Transition Energetique CNRS, Paris22/10/2013 Distinguer la ressource de la réserve prouvée Les réserves prouvées sont les ressources qui ont été effectivement découvertes, reconnues et évaluées par des puits et dont les conditions économiques et législatives permettent leur extraction. 1.Connaitre la ressource 2.Connaitre les propriétés des roches 3.Avoir une expérience de la production 4.Pouvoir l’exploiter A partir d'une même plateforme de forage on peut réaliser jusqu'à 10 à 15 drains 5-8km2 1-2ha Simulation Seine et Marne (Roland Vially IFP) Densité des forages Périmètre = 400 m 9 Plateformes Si Périmètre = 750 m 3 Plateformes Périmètre = 1000 m 0 Plateformes

Sans connaissances une grande incertitude Transition Energetique CNRS, Paris22/10/ X Moins? 5 X plus? ou

Mais Transition Energetique CNRS, Paris22/10/2013 La question ne se pose donc plus Pour la France La Fracturation hydraulique pour l’exploitation des hydrocarbures de roches Mère est interdite par la loi