Dfinition du terme gaz de schisteQuest ce quun gaz de schiste ? Ce terme vient de la mauvaise traduction de langlaisshale gas.Shaleest un mot anglais, sans traduction franaise simple. Selon le Dictionnaire de Gologie de Foucault et Raoult, ce terme anglaisshale dsigne toute roche sdimentaire lite grain trs fin, en gnrale argileuse ou marneuse . On peut comparer cette dfinition avec les deux dfinitions du mot schiste, qui sont les suivantes dans ce mme dictionnaire : (1) au sens large (quil vaut mieux viter), toutes roches susceptible de se dbiter en feuillet. Ce terme peut donc dsigner aussi bien un schiste mtamorphique (angl.schist), quune roche prsentant un clivage ardoisier (angl.slate) ou bien une plite (argile) feuillete (angl.shale)[] et (2) : roche ayant acquis une schistosit sous linfluence de contraintes tectoniques .Dans lexpression gaz de schiste , le terme schiste est donc par dfinition un terme quil est souvent conseill dviter. Cela commence bien ! Ce gaz nest pas contenu dans des schistes au sens tectono-mtamorphique (le sens usuel et conseill en France), mais dans des argiles et marnes lites, bien sdimentaires. On devrait donc plutt parler de gaz de marnes ou de gaz de plites. Mais lexpression gaz de schiste est maintenant entre dans les murs, et nous continuerons lemployer.Quest ce que le gaz conventionnel ?Avant de parler du gaz de schiste, parlons un peu du gaz classique, dit conventionnel. Le gaz naturel conventionnel est principalement constitu de mthane (CH4). Cest le plus simple des hydrocarbures. Il provient de la dgradation de la matire organique (dorigine biologique) pige dans des sdiments devenus roches sdimentaires aprs diagense. Cette roche contenant de la matire organique est dite roche mre . La dgradation lorigine du mthane peut tre dorigine bactrienne pour les tempratures basses (bactrie travaillant jusqu T < 50C dit-on classiquement, mais sans doute aussi pour des tempratures plus fortes dans le cas de bactries thermophiles et hyperthermophiles). Cette dgradation peut tre aussi purement chimique , par cracking thermique de grosses molcules pour des tempratures plus leves (on cite classiquement des tempratures > 100C.)Dans le cas du mthane (et de tous les autres hydrocarbures liquides et/ou gazeux) il peut y avoir migration du gaz, qui quitte sa roche mre si celle-ci est permable (permabilit intrinsque ou la suite dune fracturation). Mthane et autres hydrocarbures mobiles cheminent en suivant les zones permables, toujours vers le haut, car ces hydrocarbures sont moins denses que leau qui en gnral imprgne tout le sous-sol. Ils peuvent arriver en surface o il donneront des sources ou suintements de gaz ou de ptrole (voir par exempleFontaine Ardente du Dauphin, pour le gaz, etSource et ruisseau dhydrocarbures, Puy de la PoixouSource dhydrocarbures La Brea Tar Pits , pour le ptrole). Ils peuvent tre bloqus dans des structures gologiques appeles piges. Cest le cas classique dune couche permable (grs, calcaire fractur) recouverte dune couche impermable (argile), le tout tant ploy en anticlinal. Cest galement le cas dune couche permable incline recouverte en biseau (discordance, biseau sdimentaire) par une couche impermable et bien dautres contextes gologiques.Figure 1.Bloc diagramme montrant la situation des gisements de ptrole et de gaz conventionnels

Droits rservs 2010 Daprs :IFP, modifiOn y voit la roche mre qui fournit ptrole ou gaz en fonction de sa temprature (donc de sa profondeur). Les flches blanches montrent la migration du ptrole et du gaz de la roche mre (suffisamment permable) vers et au sein dune roche magasin, ainsi que le long dune faille. Si cette migration est stoppe par un pige (couche impermable de gomtrie particulire, anticlinal, biseau discordant), on aura un gisement de ptrole et/ou de gaz. Gaz et ptrole ne forment alors pas des poches, ou des lacs, mais imprgnent la porosit ou les fractures de la roche magasin. La roche magasin tant permable, un simple forage vertical, avec (ou sans) pompage suffit pour extraire une proportion notable des hydrocarbures contenus dans le pige. Sil ny a pas de pige, ptrole et gaz pourront atteindre la surface.Pour quil y ait gisement conventionnel dhydrocarbures, il faut donc, entre autres, que (1) la roche mre soit (ait t) suffisamment permable pour laisser partir tout ou partie de ses hydrocarbures, et (2) que la roche magasin soit elle aussi suffisamment permable pour quun pompage suffise extraire une proportion notable des hydrocarbures quelle contient.Quest ce que le gaz de schiste et les autres sources de gaz non conventionnel ?Ce quon appelle gaz de schiste , cest du gaz (mthane) encore contenu dans sa roche mre, parce que celle-ci nest pas (ou trs peu) permable. Ce mthane y est souvent contenu dans des (micro)pores ne communiquant pas entre eux, ou ventuellement adsorb sur des particules argileuses, do limpermabilit de la roche. Cette non permabilit a empch le mthane (et les autres hydrocarbures) de migrer. La roche mre est donc reste riche en gaz. Elle peut contenir jusqu 20 m3 de gaz (aux conditions de surface, 20C et 1 atm) par mtre-cube de roche en place. Cest donc la fois une roche mre et une roche magasin. Mais cette impermabilit empche son extraction par des moyens classiques comme de simples forages. Des techniques rcentes permettent dextraire une fraction notable de ce gaz, malgr limpermabilit de la roche mre/magasin. Les roches mres/magasins de ce gaz de schiste sont classiquement lesblack shales(en anglais) ou les argiles et marnes noires (en franais).On peut remarquer qu ct de ce gaz de schiste, il existe deux autres sources potentielles de gaz souterrain non conventionnel, mais qui ne sont pas le sujet de cet article :Une ressource est dite non-conventionnelle lorsque son extraction ncessite un traitement de stimulation (stimulation hydraulique, chimique, etc).Les techniques dexploitation du gaz de schisteLe principe thorique dexploitation des gaz de schiste est trs simple : puisque la roche contenant le gaz est impermable, il n y a qu la rendre permable. Plusieurs techniques sont envisageables. En leur temps, les Sovitiques envisageaient une fracturation coup dexplosions nuclaires souterraines. Peut-tre certains fantasment encore sur cette technique radicale. Plus srieusement, cest la fracturation hydraulique (parfois associe des explosifs), couple des forages horizontaux qui est envisage.Depuis plus de 150 ans, on sait faire des forages verticaux. Puis, on a dvelopp m2des techniques permettant de faire des forages obliques, inclins de quelques dizaines de degrs par rapport la verticale. Cela a permis, par exemple, partir dune plate-forme de forage en mer datteindre un mme rservoir par plusieurs puits. On sait maintenant faire des forages horizontaux, qui peuvent suivre une couche. On sait maintenant classiquement faire des forages horizontaux sur une distance de plus de 2000 3000 m.La pression dite lithostatique augmente avec la profondeur, tout simplement cause du poids des roches sus-jacentes. La pression P une profondeur z est gale gz, avecla masse volumique etglacclration de la pesanteur. Si on considre que les roches sdimentaires ont une masse volumique de 2500kg.m-3et que g vaut 10 m.s-2, on voit que la pression augmente de 2,5.107 Pa (250 bars) par km. Dans un forage (plein deau), cette pression augmente seulement de 107 Pa par km (leau a une masse volumique de seulement 1000kg.m-3). Si, au fond dun forage, on donne au liquide de forage une pression suprieure la pression lithostatique, alors ce liquide aura tendance sinsinuer dans la moindre fracture, carter les bords de cette fracture, ce qui la propagera latralement. La fracture se propagera perpendiculairement la direction de la contrainte minimale (3). On pourra donc faire des fractures horizontales (largissement de bas en haut) dans le cas o le contexte tectonique fait que 3 est vertical ( faible profondeur, par exemple), ou des fractures verticales dans le cas (le plus frquent une certaine profondeur) ou 3 nest pas vertical, pour faciliter la pntration des fluides et des fractures dans le plan de contrainte minimale.Au fond dun forage de 3 km de profondeur (P lithostatique denviron 7,5.107 Pa), il suffira de communiquer au liquide de forage une surpression de plus de 5.107 Pa (500 bars), sajoutant aux 2,5.107 Pa de pression hydrostatique, afin de fracturer les roches, et donc de les rendre permables. Si on ajoute au liquide de forage sur-comprim du sable, celui-ci sinsinuera dans les fractures, et empchera quelles ne se referment une fois quon arrte la surpression. Pour que le sable soit bien mobile dans leau de forage, sans faire de bouchon ou sans saccumuler dans des points bas , pour queau et sable puissent bien sinsinuer dans les fissures des additifs, tels que des paississants (gomme de guar,) et autres composs aux proprits physiques, chimiques ou bactriologiques particulires, seront mls leau. Une fois la fracturation termine, le gaz schappera alors par les fractures, comme dans nimporte quelle roche magasin dont la permabilit est due des fractures pr-existantes.Figure 2.Schma du principe dexploitation du gaz de schiste

gauche, la priode de forage et de la fracturation hydraulique. On injecte de leau sous trs haute pression (plusieurs centaines de bars) dans un puits. Ce forage est continu lhorizontale une fois atteinte la couche de schiste . Une fois le forage fini, ou en procdant par palier, on injecte de leau sous pression qui fracturera la roche, eau mle de sable et dadditifs. Ce sable ml leau sous pression envahira les no-fractures et empchera leur fermeture une fois quon arrtera la surpression de leau. droite, le fonctionnement normal du puits en priode dexploitation. Le gaz migre le long des no-fractures, atteint le tube de forage, arrive en surface, et est stock dans des rservoirs ou vacu par gazoduc.Le tubage de la partie verticale est renforc pour viter les fuites (deau et de gaz) vers les terrains et aquifres de surface. Les volumes deau soutirs (flowback waters) reprsentent 20 30% des volumes injects. Le reste demeure dans le puits et les fractures. Aprs un premier soutirage, la pression diminue et le gaz sort de lui-mme en remontant travers leau qui est reste en profondeur, do une installation demprise rduite en surface aprs forage.Cette fracturation ne peut pas se propager sur de trs grandes distances (une demi-longueur dune centaine de mtres dans le meilleur des cas). Une fracturation hydraulique en terminaison de puits vertical ne fracturerait la roche quau voisinage du forage, ce qui ne permettrait de rcuprer quune trs faible quantit de gaz. Avec un forage horizontal dans la couche de schistes , on peut fracturer une plus importante quantit de schistes , donc rcuprer beaucoup plus de gaz. Si, partir dune mme tte de forage, on fait des forages horizontaux dans les deux sens dune mme direction (perpendiculaire la contrainte principale), alors la rcupration sera optimise. En cas dabsence de forte anisotropie du champ de contrainte rgional, ou pourrait mme faire des forages en toile autour du forage vertical.Figure 3.Schma thorique de la fracturation hydraulique induite avec 2 forages de sens opposs partir dun mme puits

Droits rservs 2010 Pierre ThomasLes forages horizontaux sont parallles la direction de la contrainte horizontale minimale (3 dans ce cas) et donc perpendiculaires la direction de contrainte horizontale maximale (1 dans ce cas). Les fractures (en brun) souvrent alors perpendiculairement 3, dans le plan 1-2. Dans le cas dune exploitation dans la rgion des Causses o la contrainte maximale est N-S, les forages horizontaux partiraient en direction E-O, avec ouverture de fissure ouverte de direction N-S. Les no-fractures engendres par la fracturation hydraulique seraient parallles aux champs de dykes quaternaires de la rgion, eux aussi ouvert (en partie) sous leffet dune fracturation hydraulique (le basalte remplaant le fluide de forage).Le principe est simple, et intellectuellement trs satisfaisant.Le gaz de schiste dans le monde, en Europe de lOuest et en FranceDans le monde, les ressources en gaz de schiste seraient du mme ordre de grandeur que celles de gaz conventionnel, et ces ressources seraient mieux rparties. Des chiffres trainent partout, difficiles vrifier. Les ressources seraient de lordre de 500.1012 m3 (500 mille milliards de mtres cubes). La carte ci-dessous montre la rpartition de ces rserves, en 1012 m3.Figure 4.Les rserves de gaz de schiste dans le monde

Droits rservs 2010 Pierre ThomasSchma ralis en utilisant les chiffres (en 1012 m3) trouvables dans le domaine public.Aux USA, la production est dj bien engage. En mars 2011, legaz de schiste reprsente 14% de la production totale de gaz des tats-Unis, avec lintention de porter cette proportion 45% en 2035 (Bloomberg, 30 mars 2011). Depuis cette date la production amricaine a encore considrablement augment.En Europe de lOuest, deux niveaux stratigraphiques sont prometteurs : le Jurassique infrieur et le Carbonifre moyen et suprieur (Schulz et al., 2010). En effet, que ce soit laffleurement ou en forage, ces niveaux de marnes et argiles silteuses sont riches en matire organique. Ils prsentent donc de fortes potentialits thoriques, qui restent confirmer ou infirmer au cas par cas do lune ncessaire phase dexploration avant denvisager une ventuelle exploitation. En France, cest le Lias marneux qui est la couche la plus prometteuse, en particulier lEst et au Sud-Est ; au Royaune-Uni (Lancashire) et en Allemagne, cest le Carbonifre Des permis dexploration (pas dexploitation) ont t accords en France au printemps 2010. Ces permis concernent le Sud-Est. Dautres demandes de permis dexploration seraient en coursen particulier entre Lyon, Annecy et Genve. Deschanges officiels entre prsident de rgion et ministresrappellent la prolongation du permis dit de Foix en juin 2010 et mettent en cause la procdure dattribution des permis. La publication des permis (demandes, accords, refus) par le Bureau de lExploration Production des Hydrocarbures (BEPH), mais semble beaucoup dlus peu visible, bien que totalement publique. Les tats des demandes et des attributions sont publies et mises jour mensuellementen ligne par le BEPH(bulletin BEPH mars 2010,bulletin BEPH juin 2010). Les surfaces initialement demandes pour les permis dexploration sont exagres dans la mesure o la lgislation oblige un rendu de surface aprs quelques annes.Une leve de bouclier a amen le gouvernement dcider, le 4 fvrier 2011, dun moratoire sur les forages dexploration impliquant de la fracturation hydraulique (les permis ne sont pas remis en cause), jusquau rendu desrapports finaux des missions officielles sur les enjeux conomiques, sociaux et environnementaux des hydrocarbures de roche-mre (gaz et huiles de schiste), rapports attendus fin mai 2011, qui seront rendus publics avant den tirer des conclusions fin juin 2011.Figure 5.Carte des trois permis de recherche accords dans le Sud-Est de la France en 2010 auxquels sapplique le moratoire dcid le 4 fvrier 2011

Droits rservs 2010owni.frLa couche cible correspond dans les trois cas au Jurassique infrieur (Lias marneux).Source:owni.frdaprs les donnes INSEE /BEPHLe gaz de schiste : avantages et inconvnientsPrsent comme ci-dessus, lexploitation du gaz de schiste est videmment un progrs : des avances technologiques permettent dutiliser une ressource potentielle jusqu prsent inexploitable. Cest ce que fait lhumanit depuis la rvolution nolithique ! Mais alors, pourquoi cette leve de bouclier comme le montre les quelques adresses web cites ci-dessus et pourquoi la suspension momentane des permis dexploration ?liminons demble le rflexe NIMBY (Not In My BackYard, soit pas dans mon arrire-cours), rflexe privilgiant le confort personnel lintrt gnral, et essayons de regarder les avantages (il y en a) et les inconvnients (il y en a aussi) de cette exploitation des gaz de schiste. Cette partie est trs difficile si on veut rester objectif, ne pas minimiser les avantages (ce que font certains) ou les inconvnients (ce que font dautres). Nous nous attarderons plus sur les cts gologiques et environnementaux (qui concernent Planet-Terre) que sur les cts politiques et conomiques dont on ne peut cependant pas ne pas parler et qui intressent chaque citoyen, et en particulier chaque professeur de SVT qui pourra tre amen rpondre des questions dlves dans les rgions concernes.Quatre avantages sont prsents ci-aprs du plus gologique au moins gologique.Avantages (relatifs) de lutilisation de gaz, de surcrot local, vis vis de lenvironnement mondial kilowatts-heures produits gaux, le gaz naturel produit moins de CO2 que le charbon ou le ptrole. On peut citer les chiffres suivants : la production dun mgajoule dnergie (1 MJ 0,3 kW.h) obtenu en brlant du mthane produit 55g de CO2. La mme quantit dnergie obtenue en brlant du ptrole produit 70g de CO2 ; et 110g en brlant du charbon. Quitte utiliser des combustibles fossiles, autant utiliser du gaz que dautres combustibles, cest moins mauvais pour le climat. Et mme si on dveloppe beaucoup les nergies renouvelables, type solaire ou olien (tendance officielle affiche en France), celles-ci ne sont pas permanentes (nuit, jours sans vent). Le gaz est la plus souple des nergies : une turbine gaz peut prendre le relais dun champ doliennes en quelques minutes. Il faut quelques heures une centrale charbon, encore plus pour une centrale nuclaire. et, si on est optimiste, on peut aussi penser que ce gaz naturel peut assurer la transition nergtique ncessairement assez longue avant lavnement technologique et conomique des nergies renouvelables.De plus, transporter du gaz depuis des pays lointains consomme de lnergie (15 20% dautoconsommation), et donc produit du CO2. Produire et consommer localement est bien meilleur pour lenvironnement, marque dun dveloppement (plus) durable. Ce qui est vrai pour les fruits et lgumes lest aussi pour le gaz !Avantages moraux et citoyens Loccidental a lhabitude, pour subvenir ses besoins, dutiliser, en partie, des ressources en exploitant et polluant des pays lointains. Il serait beaucoup plus moral que ceux qui profitent dune ressource en subissent aussi les inconvnients. Ce serait normal que les utilisateurs soient aussi les pollus ! Le slogan pollueur-payeur est parfaitement valable. Mais il ne faut pas oublier quen amont des pollueurs, il y a certes des profiteurs (ceux qui en tirent un profit conomique et/ou financier) mais aussi des utilisateurs-consommateurs (nous). cot du slogan pollueur-payeur , il faudrait aussi inventer quatre autres slogans profiteur-payeur , utilisateur-payeur , profiteur pollu et utilisateur pollu ; lidal tant, bien sr, quil ny ait plus de pollueur.De plus, si les compagnies industrielles sont contraintes respecter lenvironnement dans certains pays riches (lgislations pas toujours trs contraignantes, mais lgislation quand mme), des compagnies peuvent spontanment ngliger lenvironnement dans les pays pauvres (o des responsables sont, parfois, facilement corrompus) et/ou dans les pays sans rglementation ce sujet. Pour la sant de la plante, il vaudrait bien mieux exploiter des gaz de schiste en France (environnement plus ou moins respect) que dans le delta du Niger (environnement totalement sacrifi).Avantages politiques, conomiques, financiersCette exploitation pourrait participer lindpendance nergtique des pays producteurs, dont potentiellement la France ( ce jour, 98% du gaz consomm en France est import). Cela contribuerait rduire le dsquilibre de leur balance des paiements. Cela enrichirait certainement les compagnies ptrolires et gazires, moyennement les tats devenus gaziers, un peu les collectivits locales o seraient implants les sites (redevances), et ventuellement les propritaires des terrains quand la loi rend les propritaires fonciers propritaires du sous-sol (ce nest pas le cas en France) et les consommateurs. En effet, pour ces derniers, legaz import dcoule de contrats long terme pour lesquels le prix est index sur le prix du ptrole, alors quil existe un march de gros europen sur lequel les prix sont largement infrieurs aujourdhui. Autre aspect, cette exploitation rduirait le chmage dans les rgions concernes.Les rserves de gaz de schistes sont normes : on parle (en ordre de grandeur) dune quantit voisine des rserves de gaz conventionnel lchelle mondiale et, lchelle de la France, les rserves locales quivaudraient plusieurs dizaines dannes de consommation. Cela prolongerait de nombreuses annes notre confort nergtique .Avantages damnagement du territoireOn la vu, lexploiration du gaz de schiste peut contribuer lutter contre la dsertification, conomique et populaire, de certaines rgions. Elle peut laisser derrire elle, condition que cela soit exig au dpart, des amnagements plus durables tels que des reboisements, des forages deau, ou des systmes de captage (forages, retenues) de leau, qui a t ncessaire la fracturation et qui pourra tre utilise pour lirrigation par exemple. Tout est une question daccords et de contrats pralables entre les collectivits locales et les oprateurs.Mais, puisquil y a dbat, cest qu ct des avantages, il y a aussi des inconvnients. Citons les quatre suivants.Inconvnients vis vis de lenvironnement mondial et vis vis de notre comportement nergtiqueMme si cela libre moins de CO2 quune centrale charbon, une centrale gaz produit des gaz effet de serre (CO2, ) et contribue donc au rchauffement climatique par ce biais. De plus, chaque forage dhydrocarbure laisse invitablement fuir un peu de mthane, mme en fonctionnement de routine sans accident. La technique dexploitation des gaz de schistes ncessite beaucoup plus de forages que les hydrocarbures classiques. Il y aura donc beaucoup plus de fuites de mthane en routine en exploitant des gaz de schistes que des hydrocarbures conventionnels. Or le mthane est un gaz effet de serre 20 fois plus efficace que le CO2.Et puis, face la pnurie annonce de ressources fossiles, on commenait rechercher et des ressources renouvelables, et des conomies nergtiques faire. De nouvelles ressources de combustibles fossiles risquent, si on est pessimiste, de repousser ces recherches aux calendes grecques. Cest l le principal reproche que je ferais personnellement lexploitation des gaz de schistes : continuer notre boulimie de carbone fossile, sans envisager une rvision de mode de vie nergtique.Inconvnients vis vis de lenvironnement local et rgionalMme si les pseudo-cologistes et autres NIMBY font feu de tout (parfois mauvais) bois pour dnoncer les gaz de schiste, et de ce fait dcrdibilisent leur cause, les inconvnients vis vis de lenvironnement local et rgional sont importants des degrs divers. On peut noncer trois inconvnients principaux.Le maillage dense du rseau de puits et la dgradation potentielle des cosystmes et des paysages, parfois appel mitage du paysageLa technique des puits verticaux suivis de forages horizontaux ne permettra dexploiter ce gaz de schiste que sur quelques km2 au maximum autour de chaque puits. Typiquement, pour exploiter compltement une couche horizontale, il faudrait un puits tous les 0,5 4 km. On peut esprer un espacement des forages avec le dveloppement de la technologie. Chaque forage occupe une emprise au sol denviron un hectare (10.000 m2) pendant la priode de forage. Aprs la priode de forage et pendant toute la priode dexploitation, chaque tte de puits occupe plusieurs dizaines de m2 (lquivalent dune grange) au centre dune surface rserve denviron 1/3 dhectare. Tout un rseau de pistes devra relier entre eux tous ces puits pendant la priode de forage pour permettre le passages dengins et camions, et aprs, pendant la phase dexploitation, si le gaz est vacu par citernes. Si le gaz est vacu par gazoduc, cest tout un rseau de gazoducs construire pour relier tous ces puits dabord entre eux puis et un centre dvacuation sur le rseau national.Pour se rendre compte de ce quoi correspondent en vrai les atteintes aux paysages causes (1) par lexploitation des gaz de schiste l o elle a lieu (aux USA) , et (2) dans les paysages franais, non pas par lexploitation des gaz de schistes (elle na pas commenc) mais par le stockage souterrain de gaz, on peut grce Google Earth observer trois cas concrets. Les 3 vues gnrales, dune part, et les 3 vues rapproches, dautre part, couvrent des surfaces quivalentes pour faciliter les comparaisons.Figure 6.Vue Google Earth (2005) montrant un secteur du Colorado (USA) o sont exploits des gaz de schisteDroits rservs 2010 Google EarthChaque tache claire correspond une zone de forage.Prise de vue : 15 km daltitude. Espacement moyen entre les puits : 600 m. Emprise au sol de chaque zone de forage : 150 200 m de ct (2,25 4 hectares).Figure 7.Gros plan sur une zone de forage / exploitation quelque part au ColoradoDroits rservs 2010 Google EarthZoom de la vue prcdente.Lchelle (en bas gauche) montre la taille de lemprise au sol (environ 200 m de diamtre, 3 4 hectares), vritable plaie dans le paysage, plaie que la loi amricaine noblige pas (encore ?) remettre en tat.

Figure 8.Le stockage souterrain de gaz de Chemery (Cher), fonctionnel depuis 1968Droits rservs 2010 Google EarthLaltitude de prise de vue est la mme que pour la vue gnrale du Colorado.Lespacement des puits est denviron 200 m. Lemprise au sol de chaque installation est denviron 60 m de ct (0,36 hectare). Assez discret dans les zones cultives, les zones de puits sont particulirement visibles (en vue arienne) en fort taches blanches).Sur les sites franais, tant de stockages de gaz que dexploitation dhydrocarbures, les forages sont localiss laplomb des piges, ce qui explique leur faible extension gographique. Cela peut aussi expliquer la forte densit locale des forages.Figure 9.Le stockage souterrain de gaz de Chemery (Cher), fonctionnel depuis 1968, gros plan sur une zone dexploitationDroits rservs 2010 Google EarthZoom de la vue prcdente.On voit que lemprise au sol de la zone rserve ne mesure quenviron 60 m de cot, soit 0,36 hectare (contre 3 hectares de zone dgrade aux USA pour le gaz de schiste). La tte de puits visible au centre de chaque zone noccupe que quelques mtres de diamtre.

Figure 10.Le stockage souterrain de gaz de Crouy sur Ourcq (Seine et Marne), lintrieur du carr rougeDroits rservs 2010 Google EarthLaltitude de prise de vue est la mme que pour la vue gnrale du Colorado.Lespacement des puits est denviron 200 m. Lemprise au sol est denviron 60 m de ct (0,36 hectare). Les puits sont assez discrets dans les zones cultives.Sur les sites franais, tant de stockages de gaz que dexploitation dhydrocarbures, les forages sont localiss laplomb des piges, ce qui explique leur faible extension gographique. Cela peut aussi expliquer la forte densit locale des forages.Figure 11.Le stockage souterrain de gaz de Crouy sur Ourcq (Seine et Marne), gros plan sur une zone dexploitationDroits rservs 2010 Google EarthZoom de la vue prcdente.On voit que lemprise au sol de la zone rserve ne mesure quenviron 60 m de ct, soit 0,36 hectare (contre 3 hectares de zone dgrade aux USA pour le gaz de schiste). La tte de puits visible au centre de chaque zone noccupe que quelques mtres de diamtre. En France, la loi oblige les compagnies remettre en bon tat la zone rserve lexploitation. Cette zone est ici partiellement r-engazonne, et ceinture de haies ou darbres, do sa relative discrtion dans le paysage.

Quand des exemples rels sont connus, on peut faire des simulations, en transposant ces ralits dans la rgion franaise de son choix. Nous vous en proposons deux, une en milieu urbanis, une dans un milieu rural, une relativement optimiste (espacement amricain actuel, emprise au sol franaise), et une trs pessimiste, voire caricaturale (emprise amricaine, espacement des 2 gisements franais cits ci-dessus).Mais il faut prendre un certain nombre de prcautions pour interprter ces simulations. Citons deux prcautions essentielles.1. Tout dabord, ces simulations nont videmment pas la prtention de localiser des sites de forages potentiels, ou de prtendre quon envisage des exploitations dans les deux secteurs choisis. Si une chose est sr par exemple, cest quon nexploitera jamais de gaz de schiste au Mont Saint Michel, en pays granitique.2. Cette comparaison transpose la France post-2011 une situation amricaine ant-2005 pour les gaz de schiste, et des installations gazo-ptrolires certes franaises, mais qui ne concernent pas les gaz de schistes. Dans le cas de lexploitation de gaz de schiste, la technologie post-2011 entrainerait sans doute un plus grand espacement des sites de forage. Et surtout, les lois franaises obligent remettre en tat les sites de forage. Et une fois le forage fini, pendant toute la priode dexploitation, chaque parcelle rserve noccuperait qu1/3 dhectare daprs les 2 exemples cits ci-dessus, le puits proprement dit noccupant alors que la surface dune grange agricole .Les perturbations/pollutions potentielles des cosystmes superficielsLe forage et la fracturation hydraulique en particulier, ncessitent dnormes quantits deau (on cite classiquement les chiffres de 10 000 15 000 m3 par forage). En France, cette eau ne peut tre prleve, en ltat actuel de la lgislation, sur les ressources sur les ressources utilises rgulirement. Un transport deau par une noria de camions citerne ou une ressource additionnelle locale doit tre trouve, ce qui peut poser une srieuse rserve lexploration et,a fortiori, lexploration. Cette eau est injecte dans le forage. Leau soutire est sale et boueuse. Elle peut tre rinjecte dans des puits trs profonds ou au contraire traite et recycle en surface. Elle est alors dbarrasse de ses particules par floculation et dcantation dans des bassins, traite chimiquement, puis r-injecte dans les puits de production pour de nouvelles stimulations / fracturations. Cette eau peut galement renfermer certains des produits indsirables contenus initialement dans les additifs utiliss pour la fracturation (des premiers essais aux tats-Unis ont t effectus avec des rendus de Napalm de la guerre du Vietnam !). Plus rcemment, certains cocktails contenaient encore des produits toxiques et corrosifs tel que le monohydrate de nitritriactate de trisodium utilis comme dtergent industriel. Dsormais la plupart des tats aux tats-Unis et beaucoup de pays exigent de connatre la composition des additifs pralablement aux oprations de fracturation hydraulique.Dautre part, lesblack shalespeuvent contenir naturellement des mtaux lourds, comme par exemple du cadmium et de luranium. Ceci est d laffinit de ces mtaux pour les molcules organiques. Les sources naturelles qui sortent de ces niveaux contiennent ces mtaux lourds. Mais ces sources sont rares (niveaux impermables) et ont lessiv leurs conduits au cours des temps gologiques. Les mtaux lourds naturellement prsents ne sont pas un problme majeur denvironnement. Voici un exemple, indpendant des gaz de schiste, mais illustrant les risques inhrents une exploitation mal contrle de ressources minires. Lexploitation dune mine de zinc dans le bassin de Decazeville a laiss dimmenses terrils particulirement enrichis en mtaux lourds. Les eaux de lessivage de ces terrils, enrichies en cadmium, arrivent au final dans la Gironde dont leshutres sauvages sont dsormais interdites la rcoltecar elles ont la teneur en cadmium la plus leve de tout le littoral atlantique franais (50 100 g par gramme de chair sche, donnes du Rseau national dobservation de la qualit du milieu marin). Revenons aux gaz de schiste. Les milliers de m3 deau de forage et de fracturation de chacun des dizaines et dizaines de forages risquent de contenir des mtaux lourds. Des analyses en continu seront ncessaires. En cas de teneur significative, leur dpollution sera trs coteuse. Notons que si les niveaux cibles peuvent contenir des mtaux lourds, ce nest pas une certitude gologique. Il faudra des tudes au cas par cas. Ainsi, le Toarcien de lArdche ne contient que 3 6 ppm (g/g ou g/t) duranium (Laval et Dromart, 1990, Note DAM/DEX 1756, B.R.G.M), teneur dpasse par beaucoup de leucogranites.En fin de forage et de fracturation, des milliers de m3 deau pollue (par les additifs et ventuellement les mtaux lourds) prsents dans le puits et les bassins de dcantation devront tre traits et dpollus. Si le traitement est insuffisant pour liminer additifs et mtaux lourds (ou si il y a des fuites, des accidents), cela risque de crer des pollutions.Les perturbations/pollutions potentielles des aquifres profondsLe principe mme de la fracturation hydraulique est dinjecter de leau sous trs haute pression, pression trs largement suprieure la pression lithostatique. La surpression fournie par le compresseur devra tre trs suprieure 5.107 Pa dans le cas dun forage de 3000 m. 1000 m de profondeur, dans le tube de forage, la pression interne sera suprieure 6.107 Pa (la pression communique par le compresseur suppos en surface- augmente de la pression des 1000 m deau de forage), alors que la pression lithostatique ne sera que de 2,5.107 Pa lextrieur du tube. Un formidable cart de pression de 3,5.107 Pa ! Cette surpression est normalement accommode par le tubage multiple et la cimentation du puits. Cependant, la moindre fuite dans le tubage du puits entre le compresseur et la couche impermable cible, de leau et ses additifs se dispersera irrversiblement dans les roches environnantes, avec tous les risques de pollutions des nappes phratiques profondes que cela comporte. La chute de pression anormale lie une fuite entranerait un arrt rapide de linjection, ce qui limiterait le volume deau perdue, limitant, sans lempcher, la pollution.La fracturation hydraulique est une technique lourde. La direction de propagation des fractures est influence par le champ de contraintes local, par les anisotropies de la roche (plans de stratification, fractures pr-existantes). Matriser la direction et la longueur des fractures sera trs difficile, mme si lon peut suivre depuis la surface cette propagation grce des coutes de microsismique. Quil y ait une fracture qui sorte du niveau cible impermable, ou rejoigne inopinment une faille ou zone de fracture pr-existantes (permables) qui avait chapp la vigilance des gologues, et dnormes quantits deau pollue par les additifs se disperseront irrversiblement dans les roches environnantes, avec tous les risques de pollutions des nappes phratiques profondes que cela comporte. Du gaz pourra aussi schapper et rejoindre roches et nappes phratiques voisines.Risques potentiels et accidents relsLa perturbation des cosystmes et le mitage des paysages sont intrinsques lexploitation dune ressource diffuse, comme cest le cas des gaz de schiste. Ces dgradations sont donc invitables, mme si la situation franaise ventuelle serait bien moins mauvaise que la situation amricaine, du fait de lgislations franaise et europenne plus contraignantes pour limiter les impacts environnementaux.Les autres risques, notamment les risques de pollution, sont thoriquement vitables si toutes les prcautions sont prises et respectes 100%, si la technique de la fracturation hydraulique est parfaitement matrise Si ces risques sont vitables en thorie, le pass montre quils ne sont pas virtuels et nont pas toujours t vits. Le web abonde dexemples (beaucoup aux USA), allant depollutions de nappes phratiques des fuites de gaz vers les nappes phratiques qui font que, parfois, leau du robinet senflamme chez des particuliers Les compagnies qui souhaitent oprer en France disent que les USA nont pas toujours t un bon exemple, quils ont essuy les pltres, que les contraintes environnementales y sont moins strictes quen France, quelles (les compagnies) tireront leon des difficults rencontres aux USA Vu le nombre trs lev de forages ncessaires (60 000 ce jour aux USA), des accidents dabord industriels, devenant rapidement cologiques, paraissent statistiquement invitables, et ce, sans prendre en compte les insuffisances (on ne peut pas tout prvoir) et/ou les ventuelles liberts prises avec les rglementations ayant engendr des pollutions importantes. Le pass rcent nous a montr ce qui pouvait arriver quand des grandes compagnies ptrolires et/ou leurs sous-traitants, pour faire des conomies, ne respectaient pas les prcautions dusage et/ou les rglements en vigueur (par exemple, une plate-forme qui explose dans le golfe du Mexique en 2010, un ptrolier qui se brise au large de la Bretagne en 1999). Non-respect des rglementations heureusement sanctionnes mais pollutions malheureusement bien relles.Non-respect des rglementations heureusement sanctionnes mais pollutions malheureusement bien relles.

ConclusionQue conclure de tout cela ? En rsumant et simplifiant, on voit que, comme pour toute activit industrielle, les aspects positifs des gaz se schiste sont principalement de nature conomique et politique, et que les aspects ngatifs sont principalement de nature cologique et socitale. Les enjeux conomiques et politiques sont considrables. les proccupations cologiques et environnementales sont justifies. Des missions dinformation sont en cours, des dbats commencent et continueront certainement davoir lieu lavenir. chacun dentre nous dy prendre part de manire active et constructive. Cest chaque citoyen, en effet, une fois correctement inform, de donner son avis, en pondrant avantages et inconvnients, en essayant de garder une vision long terme et de dfendre lintrt gnra

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