GAZ DE SCHISTES Schistes ?

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1 GAZ DE SCHISTES Schistes ?
Roches sédimentaires (argiles,.…) ou métamorphiques (mica, ardoise,….) susceptibles de se débiter en feuillets. Seules les schistes sédimentaires argileux sont susceptibles de contenir des quantités significatives d’hydrocarbures [par exemple schistes bitumineux (Canada)] Gaz ? Hydrocarbures légers (méthane, propane, butane). Gaz de schistes ? Encore appelé gaz de roche-mère ou gaz de « shale » : gaz d’origine naturelle engendré par la décomposition d’argiles riches en matières organiques piégées dans la porosité de la roche

2 Ressources de gaz de schistes dans le monde
Réserves estimées : entre 500 et 920 Tm3 (AIE). 700 gisements répartis dans 142 bassins Réserves aux niveaux actuels de consommation : Gaz naturel : 60 ans Gaz naturel + gaz de schiste : 250 ans

3 Gaz de schistes : l’Europe
Réserves estimées : 35 Tm3 Selon l’AIE, 2 pays européens ont les ressources en gaz de schiste les plus importantes : - la Pologne - la France

4 Gaz de schistes : la France Réserves estimées : 6 Tm3 2 bassins potentiellement riches - Quart nord-est - Quart sud-est 64 permis d’exploitation délivrés en annulés en 2012

5 Techniques d’extraction Forage directionnel associé à la stimulation hydraulique Forage directionnel : forage conventionnel (vertical) dans un premier temps, jusqu’à une profondeur de l’ordre de 4000 m, suivi d’un forage horizontal afin d’accéder le plus largement possible au gisement (environ 1 mois).

6 Techniques d’extraction
Fracturation : permet de fissurer la roche-mère afin de libérer le gaz (les fissures peuvent se développer sur 30 m; quelques heures; plus de 20 zones cibles peuvent être stimulées en 1 jour). Obtenue par injection d’eau sous haute pression associée à des additifs : Sable de granulométrie adaptée (blocage de la fissure) Lubrifiants (facilitent la pénétration du sable dans la fissure) Biocides (réduction de la prolifération bactérienne) Tensioactifs (désorption du gaz)

7 Acide chlorhydrique Dissolution des ciments, fissuration Détergents, nettoyants pour piscines Chlorure de sodium Retarde la décomposition des polymères Sel de table Polyacrylamide, éthylène glycol Lubrifiant, réduit les dépôts Traitement de l’eau, nettoyants ménagers Borax Fluidifiant à hautes températures Détergents, cosmétiques Carbonate de potassium ou sodium Préserve l’efficacité des autres composants Lessives, savons, adoucisseurs d’eau Gomme de guar Epaississant Cosmétiques, alimentation, agent thixotrope Acide citrique Dissolvant des oxydes métalliques Isopropanol Réducteur de tension superficielle Nettoyants, déodorants, anti-transpirants

8 Gaz de schistes : aspects économiques
Rentabilité des extractions Premières extractions : 1820 (Appalaches, Illinois). Coûts d’exploitation élevés (forages horizontaux, fracturation hydraulique), rentabilité assurée par dérèglementation et subventions. Rentabilité améliorée du fait des progrès technologiques et de la hausse des prix du gaz naturel. Les efforts les plus marquants ont été réalisés aux USA où l’exploitation des gaz de schistes est en progression constante et devrait représenter 45% de la production nationale totale de gaz naturel d’ici 2035. Enjeux géostratégiques Avantages : Réduction de la dépendance énergétique, en particulier vis-à-vis de la Russie Remplacement d’importations coûteuses et risquées Inconvénients : Freiner le développement des énergies renouvelables Risques de pollution des eaux et de l’environnement

9 Gaz de schistes : aspects environnementaux
Bilan énergétique global, gaz à effets de serre Le méthane (lui-même gaz à effet de serre) issu des puits de gaz de schistes contribue à l’effet de serre non seulement par la formation de CO2 lors de sa combustion mais aussi du fait de fuites vers l’atmosphère lors de son extraction (dues à une mauvaise réalisation de la cimentation aux niveaux supérieurs des puits ou/et à des lésions lors de l’injection du fluide de stimulation à haute pression) et son transport vers les lieux de consommation. Son empreinte carbone serait selon l’EPA supérieure à celle des puits de gaz conventionnels (supérieure de 30 à 200%). Ces difficultés devraient être tournées par les évolutions technologiques. Techniques d’extraction Impacts sur l’eau et l’air du site : Les préoccupations officielles pour les impacts environnementaux et sanitaires induits par la fracturation hydraulique apparaissent aux Etats Unis vers 2010, à l’instigation notamment de l’EPA qui a étudié de 2010 à 2012 ses effets sur les eaux potables et la santé publique. Ces effets sont controversés. Afin de les limiter, l’un des principaux axes de recherche aux USA concerne le fluide de fracturation lui-même (recours à des produits issus de l’industrie agroalimentaire).

10 Gaz de schistes : aspects environnementaux
Consommation d’eau Chaque forage requiert de à m3 d’eau, source de tensions entre les exploitants et notamment les agriculteurs. Seule une partie de celle-ci est récupérée, polluée par les additifs des fluides de fracturation (environ 20 à 80% du fluide de fracturation usagé reflue à la surface du puits suite à la stimulation) et par des métaux lourds et/ou radioactifs issus de la roche en profondeur. Dans cette optique, une solution originale en cours de développement aux USA reviendrait à mimer le cycle naturel de l’eau entre océans et pluie en s’appuyant sur un processus de purification par évaporation. Enfin, afin de limiter les quantités d’eau consommées, on recourt aux USA à des proppants ultralégers en remplacement du sable et à de nouvelles générations de gels polymères. Risques sismiques Selon le British Geological Survey, il existe un lien entre fracturation hydraulique et séismes. Plus qu’à la fracturation des roches, ces séismes seraient essentiellement dus à l’injection d’eau (cf séismes enregistrés dans la région de Bâle suite à des forages réalisés à des fins géothermiques). Aux USA, le comportement de la roche lors de la fracturation puis de l’extraction du gaz est un important sujet de recherche (déformation des schistes lors du pompage du gaz entraînant notamment des pertes de rendement).

11 Gaz de schistes : aspects environnementaux
Réhabilitation paysagère La défiguration du paysage environnant (déforestation) et la pollution atmosphérique sont prises en compte aux USA par une réhabilitation de la zone concernée (élimination des voies de circulation) et la mise au point de filtres à particules (Nox, …) adaptés aux différents équipements nécessaires à l’exploitation du puits fonctionnant généralement au diesel. Sur les différents points relatifs aux impacts environnementaux, il convient de relever que les principales recherches ne sont pas d’ordre fondamental, les technologies liées à la fracturation hydrauliques étant déjà en grande partie matures. Si les impacts environnementaux sont incontestables les problèmes essentiels relèvent plutôt de la réglementation et des contrôles de son application. Intérêts antagonistes et lobbying Du fait des intérêts contradictoires et d’une sensibilité de la population plus réceptive, suite en particulier à l’action des écologistes, aux aléas environnementaux directs qu’aux enjeux géostratégiques, l’exploitation des gaz de schistes fait l’objet de fortes controverses, souvent associées à une désinformation, voire des manipulations. L’objectif affiché est de faire assimiler les contestations à des prises de position partisanes et idéologiques auprès du grand public et des décideurs.