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OpenEdition Books

Le développement durable à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Laurence Eymard
, 
Françoise Gaill

Cinquième partie – Incidences des activités humaines sur les milieux

13. Gaz de schiste : pas seulement une question d'énergie

Bruno Goffé

Texte intégral

1Les hydrocarbures de roche-mère*, appelés communément « huiles », « gaz de schistes » ou encore « hydrocarbures non conventionnels » (avec ceux des réservoirs compacts et des gaz de charbon), font la une de l’actualité, depuis la fin de la dernière décennie. La première raison est qu’ils apparaissent comme une nouvelle ressource d’hydrocarbures relativement facile à extraire, largement répartie sur Terre et particulièrement abondante, a priori, sur les territoires de pays occidentaux, comme la France, jusqu’alors très dépendants des importations. La deuxième raison est que la fracturation hydraulique, unique technologie actuellement utilisée pour les exploiter, est reconnue comme une source de risques environnementaux, d’autant plus importants qu’ils sont localisés sur des territoires densément habités ou sensibles par leurs usages. Plus globalement, ces hydrocarbures, en reculant le déclin de la ressource, apparaissent aussi, pour certains, comme une aubaine à même d’aménager sereinement la transition énergétique (cf. IV.16), tandis que pour d’autres c’est une catastrophe environnementale qui ne permettra pas de réduire les émissions de gaz à effet de serre*, poussant ainsi le changement climatique dans ses extrêmes. Qu’en est-il réellement ?

Réalité de la ressource

2Les hydrocarbures (huiles et gaz) sont issus de la matière organique* marine ou lacustre tandis que les charbons et gaz associés (grisou dans les mines) proviennent des végétaux terrestres. Sous l’effet de l’augmentation de la pression et de la température lors de l’enfouissement dans les bassins, la matière organique mélangée avec les minéraux se transforme par maturation en huiles, en gaz et en un résidu solide insoluble appelé « kérogène* ». Une partie des huiles et gaz peuvent s’échapper de la roche-mère et migrer à travers des roches perméables, jusqu’à ce qu’ils soient éventuellement arrêtés par des roches imperméables pour former un réservoir (figure). La proportion d’huiles et de gaz restés dans la roche-mère est incertaine. Elle dépend des nombreuses propriétés minéralogiques, géochimiques et mécaniques de la roche, qui ont été façonnées par l’histoire du bassin depuis le dépôt initial. Ces propriétés, hétérogènes sur l’ensemble d’un gisement, sont en général mal connues et rendent les estimations difficiles sans mesures in situ, tant sur la ressource elle-même que sur les possibilités de l’extraire efficacement. À l’échelle mondiale, elles sont estimées par les agences de l’énergie autour de 190 Téramètres cubes (Tm3) pour une consommation mondiale de 2,5 Tm3 /an. Les États-Unis et la Chine en sont les plus riches (24 et 36 Tm3, respectivement). En Europe, la France et la Pologne, à égalité, détiennent les ressources potentiellement les plus abondantes (5,1-5,3 Tm3, à comparer avec la consommation annuelle de la France de 0,05 Tm3). Aux États-Unis, les gaz de schiste ont représenté 14 % de la fourniture de gaz en 2009 et en représenteront 45 % en 2035, si la tendance actuelle se perpétue. Cependant, suite aux premières explorations menées en Pologne, les ressources de ce pays ont été récemment révisées à la baisse de près de 10 fois, illustrant ainsi les incertitudes sur la réalité de la ressource en Europe.

Réalité des impacts environnementaux

3L’exploitation de gaz de schiste, tout comme les autres technologies du forage, est soumise à des risques liés à la traversée des nappes phréatiques et des aquifères* et à la technique de fracturation hydraulique, quand elle est pratiquée. Cette technologie ancienne est massivement utilisée depuis la fin des années 1980 dans toutes les applications (hydrocarbures, géothermie, eau en pompage ou en injection). Elle est souvent associée au forage horizontal, qui permet, à partir d’une seule plateforme de forage, d’augmenter la surface à drainer. Plus les forages sont complexes et longs, et plus ils nécessitent l’injection de grandes quantités de fluide. Outre les boues de forage, les fluides utilisés contiennent des additifs pour limiter les corrosions, augmenter et maintenir la perméabilité, et lubrifier les systèmes. Certains sont bénins (sables, carbonates, agents gélifiants) et d’autres plus dangereux (acides, éthylène-glycol…). En sortie, les fluides sont formés d’une partie des fluides injectés et de ceux issus des formations géologiques. Ces derniers peuvent avoir des compositions très variables, depuis des eaux pures jusqu’à des saumures* contenant des sels, des métaux, des éléments radioactifs et des hydrocarbures (gaz et huiles). Ces fluides apportent des risques de pollutions des sols ou des aquifères par pertes d’étanchéité du forage ou par les opérations de surface. Un autre risque est celui de la sismicité induite* par l’injection hydraulique (cf. V.2). Il dépend largement des volumes de fluide injectés. Les séismes peuvent être forts (supérieurs à 5 sur l’échelle de Richter) pour des volumes de fluide de l’ordre du million à la centaine de millions de m3 ; ou faibles (inférieurs à 3) pour des volumes injectés de l’ordre du millier à la dizaine de milliers de m3.

Coupe géologique schématique figurant les différents gisements d’hydrocarbures conventionnels et non conventionnels. Source : IFPEN

4Les impacts spécifiques à l’exploitation de gaz ou d’huile de schiste résultent de la multiplicité de ces opérations de forage et de leur nécessaire renouvellement pour drainer de grandes surfaces de formation très peu perméables. Cette multiplicité entraîne l’augmentation des risques de pollution accidentelle, des consommations d’eau, de l’empreinte au sol, des nuisances de proximité et des émissions de gaz. Le retour d’expérience des États-Unis donne un aperçu de la réalité de ces risques. Les pollutions observées sont toutes associées à des opérations de surface ou à des fuites le long des puits à faible profondeur. Elles sont dues à des malfaçons dans la construction des puits, à des accidents de surface ou au non-respect des réglementations existantes et des bonnes pratiques techniques. Cependant, aucune fracturation, dans les conditions normales d’exploitation à grande profondeur, n’est apparue, après enquête, avoir atteint une nappe phréatique. La sismicité induite* reste modeste (< 3), inférieure à la sismicité naturelle, y compris dans des régions peu sismiques comme l’Angleterre ou un séisme induit a été observé. L’analyse documentée des impacts environnementaux identifiés au sol, par des autorités indépendantes aux États-Unis, au Canada et en Grande Bretagne, oriente la décision publique vers un renforcement des réglementations, des surveillances et des contrôles opérationnels, et vers une meilleure information du public (cf. IV.15). Elle pousse l’évolution des technologies et des pratiques vers les réductions des impacts au sol et vers la disparition des produits chimiques toxiques et le développement d’autres procédés. Actuellement, les inquiétudes se concentrent de plus en plus sur la problématique de l’effet de serre induit par les émissions accidentelles de méthane, qui seraient plus importantes que dans le conventionnel, annulant ainsi les bénéfices apportés par la non-émission de CO2 par rapport à l’extraction du charbon.

5Le cas des gaz de schistes a fait prendre conscience à l’opinion publique des contingences environnementales liées à l’exploitation des ressources fossiles. Ils illustrent l’indispensable nécessité, pour valoriser ces ressources dans une vision politique éclairée, de maintenir l’investissement en recherche et en formation sur les connaissances sur notre sous-sol et ses richesses, et sur la maîtrise des risques liés à leur exploitation.

Bibliographie

Référence bibliographiques

Gaz de schiste, ce qu’en disent les scientifiques, Sciences et pseudosciences, AFIS, n° 301, 2012.

• R. VIALLY – Les hydrocarbures non conventionnels, in R. MOSSERI et C. JEANDEL – L’énergie à découvert, CNRS Éditions, 2013.

• O. COULON – Gaz de schiste, une exploitation controversée, Découverte, n° 382, 2012.

Table des illustrations

Légende Coupe géologique schématique figurant les différents gisements d’hydrocarbures conventionnels et non conventionnels. Source : IFPEN
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10788/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 119k

Auteur

Géologue, Minéralogiste, Directeur de Recherche au CNRS, CEREGE, Aix-Marseille.
goffe@cerege.fr

© CNRS Éditions, 2013

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