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)