Gaz de schiste

Des défis environnementaux

Consommatrice d’eau et d’espace, la production du gaz de schiste est une activité à fort impact écologique. Au pôle Recherche et Développement de Total, tous les efforts sont d’ores-et-déjà mobilisés pour que les développements futurs se fassent dans le plus grand respect de l’environnement.

Total place la dimension environnementale au cœur de sa prise de décision quant à la faisabilité des futures exploitations de gaz de schiste. L'engagement pour une production durable des sources d'énergie, respectueuse de l'environnement, des réglementations et des populations locales, ne souffre pas d'exception. Celle du gaz de schiste doit répondre à trois défis majeurs : la réduction de la consommation d'eau, la maîtrise du risque de pollution et la réduction des nuisances visuelles et sonores sur les sites de production.

 

Recycler l'eau

La fracturation hydraulique nécessite de plus grandes quantités d'eau qu'un forage classique : pour un puits, on en injecte en moyenne de 10 000 à 20 000 m3. Il faut donc disposer d'importantes ressources en eau  pendant les opérations de fracturation qui durent en moyenne trois semaines. La réduction des quantités d'eau nécessaires est une des principales pistes de recherches actuelles des sociétés pétrolières.

 

Selon le type de réservoir, 20 à 80 % de l’eau injectée ressort lors des premières années de production.

 

Il est donc indispensable de pouvoir traiter l'eau qui remonte du puits. Elle s'est en effet chargée de divers éléments (particules solides, molécules d'hydrocarbures, sel...) lors de son passage dans la roche-mère. Total a développé des moyens de traitement performants pour les éliminer ainsi que les additifs afin de pouvoir réutiliser jusqu’à 90 % de l’eau reproduite. L’utilisation de l’eau de mer est aussi possible, ce qui évite d’utiliser des eaux douces.

 

Les sociétés pétrolières étudient la possibilité d’utiliser des aquifères salins profonds (eaux impropres à la consommation) comme nouvelle source d’approvisionnement.

 

Les eaux traitées peuvent alors servir pour réaliser une nouvelle fracturation hydraulique.

 

Préserver les nappes phréatiques

Comme pour tout puits pétrolier, l'étanchéité des puits de gaz de schiste doit être parfaite pour préserver les nappes phréatiques traversées de toute contamination. Cela passe notamment par la cimentation de l'espace annulaire entre la roche et les tubages qui constituent l’architecture du puits (tube couvrant la paroi du trou de forage).

 

vue en coupe des différentes couches d'acier et de ciment qui assurent l'étanchéité du puits

 

La qualité des « barrières » d'étanchéité, capables de résister à des conditions extrêmes de température ou de pression, constitue un pôle d'expertise de pointe de Total.

 

Découvrez les différents savoir-faire de Total sur les gaz non conventionnels

 

Et les additifs ?

Les composés chimiques utilisés dans la fracturation hydraulique représentent 0,5 % du volume total injecté (eau + sable). Il s’agit de composants courants, que l’on trouve par exemple dans les produits ménagers ou alimentaires. De plus, ils sont utilisés à plus de 1 km sous les nappes phréatiques. Le Groupe travaille également à faciliter la mise en place d’alternatives telles que des additifs utilisés par l’industrie agroalimentaire.

 

Réduire les nuisances en surface

Chaque puits produisant moins de gaz qu'un forage conventionnel, il faut en multiplier le nombre. Pour  limiter et réduire l'impact sur le paysage, les puits sont regroupés en « grappes » de 10 à 15, voire plus, au sein d'une même plateforme de forage, baptisée « cluster ». Cette technique est utilisée pour les plateformes pétrolières en offshore.

 

De plus, une fois la campagne de forage terminée, le derrick, qui mesure 35 mètres de haut, est enlevé. En phase de production, il ne reste donc que les têtes de puits d'une hauteur d'environ 1,80 mètre.

 

Les opérations de forage et de fracturation engendrent également du bruit et des nuisances de chantier. Toutefois, celles-ci ne durent que quelques jours par puits. En zone urbaine, la construction de murs antibruit permet de remédier à ce problème. De nouvelles unités de forage et de fracturation hydraulique sont mises au point assurant des niveaux sonores réduits.

 

Par ailleurs, la logistique associée à la fracturation génère un trafic important de camions, pour amener le matériel de forage et évacuer les eaux de rejet à la fin des opérations Comme le bruit, ce trafic est limité dans le temps à la phase de développement des puits.

 

La fracturation hydraulique et les « événements microsismiques »

L’ouverture des fractures par fracturation hydraulique provoque, au niveau de la roche-mère, des secousses infimes, qualifiées d’« événements microsismiques ». Elles ne sont détectables que par les instruments de mesure les plus fins. Leur magnitude est en effet extrêmement basse : de l’ordre de -3 à -2, voire au maximum +0.5 en moyenne sur l’échelle de Richter. L’être humain ne peut percevoir une secousse qu’à partir de +3 (ce qui correspond à une magnitude un million de fois plus forte que la valeur -3 !). Les sismographes, quant à eux, enregistrent quotidiennement plusieurs milliers de secousses inférieures à +2.
Il est vrai que des secousses plus fortes, qui peuvent être indirectement liées à la fracturation hydraulique, ont été enregistrées par exemple en Grande-Bretagne. Des études ont démontré que ces phénomènes sont dus à la combinaison inhabituelle des deux facteurs : la pression exercée sur la roche par l’injection d’eau et la présence d’une zone naturellement fracturée et sismiquement instable. Des études géologiques préalables et le suivi continu par monitoring du comportement de la roche lors des opérations de fracturation permet d’éviter ces incidents par arrêt immédiat des opérations.