Gaz de schisteTechnologie, risques et attentes

François Renard & Valérie Canivet

5 avril 2012, Mairie d’Annecy

Quelques enjeux du gaz de schisteEconomiques et géopolitiques- A l’échelle mondiale: 140 ans de réserves de gaz dans des réservoirs non-conventionnels- France: le gaz représente 22% de l’énergie annuelle consommée. Réserves gaz de schistes sur le territoire métropolitain estimées à 10 à 30 ans de consommation actuelle- Et cela dans une époque où l’utilisation des ressources fossiles va décroitre et où l’on développe des énergies renouvelables- Film Gasland: conséquences environnementales néfastes de la technologie- Des populations hostiles à cette technologie (enjeu public et politique)- Le parlement français a voté l’arrêt de l’exploration des gaz de schistes en Juillet 2011

Environnementaux et technologiques-Technologie de la fracturation hydraulique:- utilisation d’importants volumes d’eau (3,000 à 30,000 m3 par puits (~10 jours de consommation d’eau d’un golf 18 trous),- utilisation de produits chimiques dont certain cancérigènes,- empiètement au sol parfois important surtout dans la phase de construction des puits.

Risques environnementaux et sur la santé- Fluides injectés qui remontent dans les nappes d’eau superficielles- Méthane qui pollue les nappes superficielles- Sismicité induite

Les hydrocarbures de roche-mère en France

« Schistes cartons »

NON CONVENTIONNELCarbonifère de LorraineGaz de schistes

Connaissances académiques sur les gaz de schistes: elles sont récentes (depuis 2007)

2007

Nombre annuel de publications scientifiques ayant pour sujet « shale gas » ou « gas shale » dans le catalogue « Web of Science » entre 1979 et 2011. Leur nombre augmente fortement depuis 2007 (données au 20 Mars 2012)

Essentiel des connaissances actuellement auprès des compagnies pétrolières et gazières

Gaz de schiste: bientôt 50% de la production américaine ?

Le prix du pétrole, prix directeur de l’énergie ?

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Natural Gas USA $/Mbtu

Crude Oil $/bl

Austr. Coal $/t

Géopolitique: 40% des importations européennes viennent de Russie

• Roches mères– sièges des accumulations initiales

d'hydrocarbures avant migration vers les réservoirs;

– contiennent encore des hydrocarbures, gaz ou huile

– très peu perméables: 1 million de fois moins perméables que la craie

– doivent être fissurées pour pouvoir produire le gaz ou l'huile contenus

• Fracturation hydraulique– efficacité de production

– impact environnemental

Exploitation par fracturation hydraulique de roches imperméables (argiles) contenant du gaz (méthane): gaz de

schiste = ressource non-conventionnelle

Source: http://www.connaissancedesenergies.org

Risques technologiques et environnementaux

Image: Schlumberger

Loi du 13 juillet 2011

• Interdiction de la fracturation hydraulique

• Création d'une Commission nationale d'orientation, évaluation des risques de la fracturation hydraulique ou de ses alternatives

• Abrogation des permis utilisant la fracturation hydraulique

• Mise en œuvre d'expérimentations à seules fins de recherche scientifique

Principaux produits injectés et leur usage

Gregory et al., Elements, 2011

Composition des fluides récupérés

Sels dissous totaux = 6 fois l’eau de mer!!

Autres gaz que le méthane: CO2, H2S, He

Composants de ces “schistes” (marnes) organiques:

Barium, Strontium , probablement: sélenium, mercure, plomb, arsenic

Probablement Uranium, Thorium, radium (radioactifs)

Cancérigènes et Disrupteurs endocriniens injectés + transformés (en quoi?)

Autres composés organiques

Nécessité d’une filière de traitement de ces effluents industriels

Produit récupéré involontairement: le gaz

La signature isotopique (13C) permet de distinguer les sources CH4 profondes (thermogénique) et plus superficielles (biogéniques)-> l’origine de ce gaz fait débat dans la communauté scientifique

Gasland

Fontaines ardentes

La Gua, Isère

Microsismicité lors de la fracturation hydraulique

Microsismicité lors de l’exploitation DIFFERENT DESismicité déclenchée

Il est possible de suivre l’interaction entre la fracturation hydraulique et les structures naturelles fracturées.

Monitoring passif en continu comme en géothermie.

Des séismes déclenchés par l’activité humaine

Déclenchement de sismicité- Carrières M= 1 - 2- Mines M=-2 to 5- Mise en eau de réservoirs Mmax= 6- Injection de fluide (géothermie) Mmax= 5- Retrait de fluide (gaz, pétrole) Mmax= 6 -7

Sismicité déclenchée en Arkansas par injection en profondeur des eaux de production (Shale Gas, Arkansas, 2011)

Usgs 2011

Différences de situation entre la France et les USA

Etats-Unis France

Distribution d’eau: individuelle/réseau par réseau

Propriété du sous sol: propriétaire du terrain Etat

Effets sur l’environnement: Etat fédéral/Etats Etat/EuropeNormes

Réserves gaz de schiste: partiellement connues inconnues

Messages

Le GDS, une ressource non-renouvelable, une énergie « plus propre » (165 g de CO2

produit par kW-h, contre 210g et 330g par le pétrole et le charbon, respectivement), MAIS: Le coût en eau et en énergie de cette exploitation (comme des autres) doit être

évalué et publié; La liste des produits injectés doit être rendue publique pour qu’ils puissent être

suivis par les services de l'Etat et des Collectivités Territoriales; Le traitement mobile des effluents doit être au point; Les "pollutions" (mitage du paysage, lagunes abandonnées, transport lors des

phases d'exploitation, air, aquifères) doivent être contrôlées; La sismicité de la région doit être prise en compte Prendre en compte les populations concernées dans les retombées économiques Un site « pilote », ouvert à des chercheurs académiques, pourrait être mis en place

pour suivre toutes ces retombées potentielles , et les données publiées (loi Juillet 2011)