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"Gaz de schiste exploités par fracturation" par le Professeur Peter Saunders

Traduction et compléments de Jacques Hallard

lundi 25 mars 2013, par Saunders Professeur Peter

ISIS Energie Gaz de schiste Pollutions
Gaz de schiste exploités par fracturation
Fracking for Shale Gas
Les gaz de schiste pourraient être un palliatif utile pour remplacer les carburants et les combustibles fossiles exploités de façon plus classique sur notre chemin vers la transition énergétique qui fait appel aux énergies renouvelables et écologiques, mais les risques sanitaires et environnementaux, notamment la question de la pollution des nappes phréatiques, ne sont pas encore réglés. le Professeur Peter Saunders

Rapport de l’ISIS en date du 20/02/2013
Une version entièrement référencée de cet article intitulé Fracking for Shale Gas est disponible pour les membres de l’ISIS sur le site ISIS http://www.i-sis.org.uk/Fracking_for_Shale_Gas.php ; elle est par ailleurs disponible en téléchargement ici
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Les gaz de schiste

Le gaz de schiste est considéré comme étant la nouvelle source d’énergie qui va soutenir et maintenir l’économie mondiale alors que l’approvisionnement en pétrole commence à diminuer. Il rendra, nous dit-on, les pays développés moins dépendants de l’instabilité politique au Moyen-Orient et il contribuera à atténuer le changement climatique, car il produit moins de gaz à effet de serre que le charbon ou le pétrole.
L’Agence internationale de l’énergie (AIE) estime que d’ici 2035, près de 40% du gaz dans le monde pourrait être d’origine « non conventionnelle », et que, de loin, la plus grande partie sera le gaz de schiste [1]. (Les autres formes principales de gaz non conventionnel (UCG) sont le méthane de houille ou ‘Coal Bed Methane’ ou gaz de charbon, qui, comme son nom l’indique, se trouve dans des veines de charbon, et les ‘Tight gas’ ou gaz de réservoir compact ou étanche, qui se trouvent dans des roches dures comme le calcaire ou le grès.
Les États-Unis produisent déjà environ 10% de leur gaz naturel (soit environ 2,5% de la consommation totale d’énergie du pays) à partir de gisements de schiste, et la US Energy Information Administration estime que d’ici 2035, cette proportion passera à 46% [2].
D’autres pays, comme le Royaume-Uni, envisagent également d’exploiter leurs gisements de gaz de schiste, même si peu d’entre eux - en dehors de la Chine - ont des quantités disponibles aussi importantes que les Etats-Unis. L’estimation actuelle est qu’il peut y avoir environ 200 milliards de mètres cubes de gaz techniquement récupérables (par opposition aux gaz économiquement récupérables)
Les réserves de gaz de schiste dans le monde sont environ 45 milliards de mètres cubes des gaz de réservoir étanche ou compact et 25 milliards de mètres cubes de méthane de houille. Cela peut être comparé avec la quantité de gaz naturel classique techniquement récupérable, soit 425 milliards de mètres cubes, dont environ 190 milliards de mètres cubes sont considérés comme facilement récupérables [3].

Les technologies de fracturation

Le gaz naturel conventionnel ou gaz d’hydrocarbures, principalement du méthane, provient de roches réservoirs perméables où il est pris au piège par une couche de roche imperméable au-dessus. Il peut être extrait par un simple forage à travers cette couche et dans le réservoir.
Le schiste n’est pas très perméable et il ne nécessite aucune couche imperméable pour empêcher le gaz qu’il contient de s’échapper. Cependant, et de la même manière, peu de ce gaz sera libéré si l’on fore un puits tout simplement dans le schiste. Il faut fracturer le schiste pour produire des canaux par lesquels le gaz peut s’échapper. Puis de l’eau sous haute pression est utilisée pour forcer le gaz à être évacué vers l’extérieur à partir du puits. Prises dans leur ensemble, ces deux techniques sont dénommées fracturation hydraulique, ou fracturation (voir schéma).
Même avec la fracturation hydraulique, seul le gaz qui est situé relativement à proximité des puits peut être correctement récupéré ; aussi l’extraction de gaz de schiste n’était pas rentable jusqu’à ce que des ingénieurs aient développé des façons de faire précises avec la pratique du forage horizontal.
Cette technique de forage horizontal diminue les coûts en réduisant le nombre de puits qui doivent être forés, puisque chacun d’eux peut être étendu à une certaine distance du forage vertical. Les ingénieurs ont également trouvé des combinaisons de produits chimiques et d’autres matériaux comme le sable, qui les aident à ouvrir des fissures dans la roche et à les garder ouvertes, ainsi que pour forcer le gaz à s’évacuer.

Les avantages et les inconvénients de la fracturation

À première vue, le gaz de schiste semble une perspective intéressante, certainement en comparaison avec d’autres solutions telles que les sables bitumineux ou les sources d’énergie fossile de l’océan Arctique. Cependant, il y a au moins deux problèmes majeurs.
En premier lieu, alors que le gaz naturel contribue moins au changement climatique que ne le font les autres combustibles fossiles, le gaz de schiste y contribue encore. Si le gaz de schiste est utilisé pour remplacer le charbon et le pétrole, il aura comme effet de réduire effectivement les émissions de gaz à effet de serre (à condition que le gaz de schiste soit aussi propre que le gaz naturel classique, ce qui n’est pas souvent le cas), et des fuites peuvent au minimum se produire [4]). Si, d’autre part, les pays se contentent d’ajouter du gaz de schiste à leur consommation de carburants et de combustibles fossiles existants, les émissions de gaz à effet de serre vont continuer à augmenter.
Le fait de disposer du gaz de schiste pourrait également pousser les gouvernements à ne pas développer les sources d’énergie renouvelables. Il sera trop tentant pour les législateurs de certains pays de retarder le jour où l’action sera nécessaire, de préférence jusqu’à ce que la situation devienne un problème pour leurs successeurs.
Si des pays comme les Etats-Unis utilisent le gaz de schistes et importent moins de pétrole, le prix du pétrole va chuter. Cela pourrait être simplement le résultat du marché et de la loi de l’offre et de la demande, mais il peut également se produire parce que les pays de l’OPEP seraient d’accord pour augmenter la production, afin de maintenir leurs niveaux de revenus. D’autres pays seraient en mesure d’acheter plus de pétrole pour le même prix et à augmenter ainsi leur consommation de combustibles fossiles. Ainsi, même si les États-Unis et d’autres pays ayant d’importants gisements de gaz de schiste étaient capables de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, l’effet net global pourrait encore se traduire par une augmentation.
L’extraction du gaz naturel par fracturation a également un impact direct sur l’environnement, à la fois globalement et localement. En premier lieu, il peut y avoir des quantités importantes de méthane qui s’échappent dans l’atmosphère (rappelez-vous que le méthane est un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le CO2) et la fracturation peut conduire à la fois à la pollution des eaux des fleuves et des rivières et à celle des nappes et des aquifères. La fracturation nécessite de grandes quantités d’eau et elle peut donc priver d’eau les autres utilisateurs dans leur approvisionnement.
Cette situation exacerbe encore la diminution actuelle de l’approvisionnement mondiale en eau potable (voir [5] World Water Supply in Jeopardy, SiS 55) *.
* Version en français : "Pour une utilisation durable de l’eau" par le Dr Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur http://isias.transition89.lautre.net/spip.php?article277
Le grand nombre des puits qui sont généralement requis peuvent beaucoup affecter l’environnement des populations qui vivent dans la région. La fracturation peut provoquer des tremblements de terre : jusqu’à présent elles ont toutes été de faible intensité, mais nous ne pouvons pas assurer qu’il en serait ainsi pour tous les futurs tremblements de terre.
C’est parce que les Etats-Unis ont été les premiers à s’engager dans la pratique de la fracturation, que les problèmes y sont apparus en premier lieu. Les entreprises de forage s’activent partout où elles le peuvent, et les populations qui vivent sur les territoires avec des gaz de schiste, ont déjà pû se rendre compte qu’il est très difficile de les arrêter. Les grandes villes comme Dallas et Tulsa aux Etats-Unis ont bien été en mesure d’interdire la fracturation dans les limites de la ville, mais les plus petites municipalités, comme Gardendale au Texas et Longmont dans l’état du Colorado, ont eu moins de succès [6].
Dans le Wyoming, au Texas, en Pennsylvanie et dans l’état de New York, les populations locales affirment que leur nappe phréatique a été contaminée par du méthane et par d’autres hydrocarbures [7]. Les entreprises affirment que rien ne prouve qu’elles en sont responsables, et il est très difficile de les contredire devant les tribunaux en raison d’un manque de données de base disponibles, c’est-à-dire des mesures effectuées avant que la fracturation n’ait commencé.
Les eaux usées constituent un problème particulièrement grave. Un puits peut produire plus d’un million de gallons d’eaux usées, contenant à la fois les produits chimiques et d’autres matériaux qui ont été ajoutés pour rendre le processus d’exploitation plus efficace, ainsi que des substances comme le benzène et le radon qui sont profondément enfouies et cachées dans le sous-sol et qui sont de ce fait ramenées vers la surface de la terre.
Une pratique courante, par exemple mise en oeuvre en Pennsylvanie [8, 9], a été de transporter les eaux usées vers des stations d’épuration où elles sont traitées, puis rejetées dans les rivières, d’où l’eau potable est ensuitee reprise. Le problème est que les stations d’épuration ordinaires ne peuvent pas éliminer tous les contaminants de ce type, en particulier des substances radioactives comme le radon. (Le radon est un gaz incolore, inodore, insipide ; un gaz que l’on trouve en très petites concentrations à peu près partout et en plus grandes concentrations dans les schistes et dans les roches granitiques).
C’est un risque bien connu dans certaines mines et dans des territoires tels que l’Aberdeenshire en Ecosse, dont les constructions sont bâties sur de la roche granitique. L’US Environmental Protection Authority (EPA) estime qu’il y a 21.000 cas de décès par cancer du poumon par an aux États-Unis, qui sont induits par le radon [10].
Le traitement des eaux usées est encore moins efficace par le fait que les compagnies de forage ne sont pas obligées de révéler ce qu’ils ont mis dans l’eau en premier lieu : ils peuvent se protéger derrière la confidentialité commerciale.
En ce qui concerne le Royaume-Uni, alors que l’on sait qu’il y a des quantités considérables de gaz de schiste, peut-être des quantités aussi élevées que 5,5 Tcm, les estimations portant sur les quantités qui sont probablement récupérables de façon économique sont très variables.
Le Royaume-Uni est aussi un pays très densément peuplé, ce qui limite la zone dans laquelle la fracturation est susceptible d’être autorisée. La seule entreprise qui y participe actuellement, Cuadrilla, fait valoir que la couche de schiste s’est concentrée dans le Lancashire – et qu’elle est plus épaisse que celles que l’on trouve aux États-Unis et que, de ce fait, moins de puits seraient donc nécessaires ; mais cela reste à prouver [11].
Dans le même temps, la Royal Society et la Royal Academy of Engineering (RS / RAE) a publié un rapport dans lequel les experts estiment les risques sanitaires et environnementaux liés à la fracturation [12]. Ils ne traitent pas explicitement de l’utilisation ultérieure des gaz de schiste, en particulier en ce qui concerne les risques liés au climat.
Pour ce qui relève de sa compétence, le rapport de la RS / RAE est une contribution utile. Les auteurs recommandent une surveillance des eaux souterraines, de la sismicité, de l’intégrité des puits forés, des fuites de méthane et d’autres gaz dans l’atmosphère. La surveillance devrait débuter avant le début de l’extraction et elle doit se poursuivre après que les travaux soient abandonnés. La consommation d’eau devrait être réduite à un minimum, les eaux usées doivent être recyclées autant que possible, et les installations pour traiter les eaux usées doivent être planifiées dès le départ. Une évaluation des risques environnementaux devrait être obligatoire et alors qu’un certain nombre d’organismes chargés de la réglementation sont susceptibles d’être impliqués, un seul organisme devrait en prendre l’initiative.

Le Parlement européen s’exprime

La Commission européenne examine actuellement sa politique en matière de gaz de schiste. Une réunion du Parlement européen a eu lieu le 21 novembre 2012, et un certain nombre de points importants ont été observés [13].
Premièrement, de nombreux gouvernements en Europe, dont la France, la Bulgarie, le Land de Rhénanie du Nord-Westphalie en Allemagne, Fribourg et le canton de Vaud en Suisse, ainsi qu’un certain nombre d’États américains (Caroline du Nord, New York, New Jersey et Vermont et plus de 100 gouvernements locaux), ainsi que d’autres pays à travers le monde (Afrique du Sud, Québec au Canada, Nouvelle-Galles du Sud en Australie) ont actuellement une interdiction ou un moratoire mis en place sur l’utilisation de la fracturation hydraulique pour l’extraction de pétrole et du gaz de schiste ou d’autres gaz de réservoir compact ou de formations rocheuses étanches ; tandis qu’un certain nombre d’États membres, comme la République tchèque, la Roumanie et l’Allemagne sont en train d’examiner la situation en vue d’un moratoire.
Deuxièmement, la Commission européenne a attiré l’attention sur le fait que les projets d’exploration de gaz de schiste ne sont généralement pas soumis à une étude d’impact environnemental, malgré les risques environnementaux de ces projets.
Troisièmement, la directive sur la responsabilité environnementale n’oblige pas les opérateurs à prendre une assurance adéquate. Quatrièmement, il existe suffisamment de données sur les produits chimiques de fracturation et sur les risques environnementaux et sanitaires qui sont liés à la fracturation hydraulique. Cinquièmement, il est essentiel que le principe de précaution et que les principes ‘pollueur-payeur’ sont appliqués pour toutes les décisions futures concernant le développement des ressources en combustibles et carburants fossiles en Europe. Sixièmement, les décisions relatives à l’exploitation des combustibles et carburants fossiles non conventionnels doivent être replacées dans le contexte de la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Le Parlement européen a également souligné la situation internationale. L’augmentation des explorations de gaz de schiste et la production mondiale conduira à une augmentation considérable des émissions fugitives de méthane, et le potentiel de réchauffement global à effet de serre à partir du gaz de schiste n’a pas été évalué. L’exploitation du pétrole et du gaz non conventionnels pourrait donc nuire à la réalisation des Objectifs du Millénaire pour le développement (OMD) 7 – d’assurer un environnement durable. L’impact représente une menace particulière dans les pays pauvres, où les communautés locales dépendent largement des ressources naturelles pour l’agriculture et pour la pêche.
Les très grands volumes d’eau nécessaires à l’extraction du gaz de schiste, peuvent rendre difficiles à atteindre les 7 Objectifs du Millénaire pour le développement OMD, concernant l’accès à l’eau potable et à la sécurité alimentaire, en particulier dans les pays pauvres qui sont déjà confrontés à une grave pénurie d’eau.
Les acquisitions de terres pour l’exploitation minière du pétrole et du gaz sont l‘un des principaux moteurs de l’accaparement des terres dans les pays en développement, ce qui peut représenter une menace importante pour les communautés autochtones dans le monde, pour les agriculteurs et pour les pauvres en termes d’accès à l’eau, aux sols fertiles et à la nourriture. Toutes les entités économiques européennes doivent toujours agir de manière transparente et en consultation étroite avec tous les organismes gouvernementaux compétents et les collectivités locales sur les questions des baux fonciers et / ou d’acquisitions foncières.
En plus de la réglementation dans les pays où elles opèrent, les compagnies pétrolières internationales sont également soumises à la juridiction des tribunaux dans les pays dans lesquels ils sont répertoriés en bourse. La réglementation du pays d’accueil devrait donc fournir un moyen efficace de protection des droits de l’homme dans des situations où des lacunes existent en matière de tenue des comptes, sur le modèle des lois qui régissent les revendications et la responsabilité délictuelle aux États-Unis (United States Alien Tort Claims Acts). Des lignes directrices volontaires telles que la Global Reporting Initiative, le Pacte mondial des Nations Unies et les Principes directeurs de l’OCDE pour les entreprises multinationales existent déjà, mais elles sont insuffisantes pour atténuer l’impact négatif de l’extraction.
La révision en cours des directives comptables et de la transparence de l’UE prévoit la possibilité de prévenir l’évasion fiscale et la corruption dans les industries extractives. La Commission européenne devrait identifier de nouvelles options pour le renforcement des normes sur les responsabilités des sociétés transnationales en matière de droits sociaux et environnementaux.
Certaines sociétés d’exploitation pétrolière et gazière non conventionnelle fonctionnent selon des normes différentes à travers le monde. Les États membres de l’Union Européenne devraient exiger que des entreprises ayant leur siège dans l’UE soient obligées d’appliquer les normes européennes dans toutes leurs opérations menées à travers le monde.

Les nombreuses recommandations du Parlement européen sont les suivantes :

1. Les risques concernant l’extraction des carburants et combustibles fossiles non conventionnels devraient être contenus par des mesures préventives, y compris une planification adéquate, des tests, l’utilisation de nouvelles technologies et les meilleures techniques disponibles, les meilleures pratiques de l’industrie et la collecte continue de données et un suivi menés dans un cadre réglementaire solide. Il est essentiel, avant le début des opérations concernant ces matières, d’exiger des niveaux de référence de mesure du méthane d’origine naturelle et des produits chimiques dans les eaux souterraines dans les aquifères et les niveaux actuels de la qualité de l’air sur les sites de forage potentiels.
2. Parce que le développement durable du gaz de schiste n’est pas encore prouvé, les États membres et la Commission Européenne devraient évaluer de façon approfondie les émissions de gaz à effet de serre pendant tout le processus d’extraction et de production.
3. Dans le contexte de la responsabilité, la charge de la preuve pour les opérateurs de gaz de schiste devrait être inversée, où la prépondérance des probabilités indique que les opérations de gaz de schiste ont été la cause de la dégradation de l’environnement.
4. La Commission devrait présenter des propositions qui incluent explicitement tous les fluides de fracturation comme « déchets dangereux » conformément à l’annexe III de la directive européenne sur les déchets (2008/98/CE).
5. En raison des volumes d’eau relativement élevés, liés à la fracturation hydraulique, et étant donné que l’eau est une ressource particulièrement sensible dans l’Union Européenne, il convient de prévoir prélablement des plans de provision d’eau basés sur l’hydrologie locale et en tenant compte des ressources locales en eau, des besoins des autres utilisateurs locaux et des capacités de traitement des eaux usées.
6. La Commission devrait veiller à ce que les normes environnementales européennes soient satisfaites dans leur intégralité et que les manquements soient sanctionnés de manière appropriée.
7. Les industriels concernés devraient prendre les mesures nécessaires pour prévenir la détérioration et l’état des masses d’eau souterraine et de maintenir ainsi un bon état des eaux souterraines telles qu’ll est défini dans la directive cadre sur l’eau et dans la directive sur les eaux souterraines.
8. Il devrait y avoir une interdiction générale de la fracturation hydraulique dans certaines zones sensibles et dans celles qui sont particulièrement menacées, comme dans et sous les zones de protection de l’eau potable et dans les zones d’extraction du charbon.
9. Une prévention efficace exige une surveillance constante de strict respect des normes les plus élevées et des pratiques en matière de construction et d’entretien des forages.
10. Le recyclage sur place de l’eau en boucle fermée, utilisant des réservoirs de stockage en acier et qui offrent le moyen le plus écologique de traiter les reflux d’eau. La réinjection des eaux usées pour leur élimination dans des formations géologiques doit être rejetée.
11. Il devrait y avoir une obligation pour tous les opérateurs de divulguer la composition chimique et la concentration des fluides de fracturation et de se conformer à la législation existante de l’UE dans le cadre du règlement REACH.
12. Les accords mutuels de non-divulgation, concernant les dommages causés à l’environnement, à la santé humaine et animale - tels que ceux qui ont été en vigueur entre les propriétaires fonciers dans le voisinage des puits de gaz de schiste et les opérateurs aux Etats-Unis - qui ne seraient pas en accord avec les obligations de l’Union Européenne et des États membres, découlent de la Convention d’Aarhus sur l’accès à la Directive sur l’information (2003/04/EC) et à la Directive sur la responsabilité environnementale.
Le Parlement européen est allé beaucoup plus loin que le rapport RS / RAE. Malheureusement, il a très peu de pouvoir et de force pour mettre en place ses recommandations. Tout ce qu’il peut faire est de transmettre la présente résolution au Conseil, à la Commission et aux parlements des États membres et nous espérons que ces derniers seront influencés par le Parlement européen.
Les gaz de schiste pourraient être un palliatif utile dans la transition énergétique et vers les énergies renouvelables (voir [14] Green Energies - 100% Renewable en 2050 , ISIS publication*) à la condition :
 qu’ils soient utilisés à la place, plutôt qu’en plus des autres combustibles fossiles, et
 qu’ils soient extraits d’une manière qui ne nuise pas à la santé ni à l’environnement, et ne contribue pas trop au changement climatique.
Le Parlement européen sait ce qui doit être fait. Le problème est de convaincre la Commission Européenne et nos propres gouvernements de le faire.
* Sur ce sujet, on peut consulter les articles suivants :
 "Le pouvoir aux populations : 100% d’énergies renouvelables d’ici 2050" par le Dr. Mae-Wan Ho. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; acessible sur http://isias.transition89.lautre.net/spip.php?article101&lang=fr
 "100% d’énergies renouvelables en Allemagne d’ici 2050 : un exemple pour tous les pays industrialisés par le Dr. Mae-Wan Ho & le Professeur Peter Saunders. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur http://isias.transition89.lautre.net/spip.php?article98&lang=fr
[Additif du traducteur : on peut aussi se reporter à la publication " Climat : L’Europe prend-elle la voie de la transition énergétique, de la durabilité et des énergies renouvelables ? - Klima : geht Europa Richtung Energiewende, Nachhaltigkeit und enneurerbare Energien ? " par Jacques Hallard. Voir sur le site ISIAS : http://isias.transition89.lautre.net/spip.php?article291 ]

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Définitions et compléments

Gaz de schiste exploités par fracturation

Traduction, définitions et compléments : Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.

Relecture et corrections : Christiane Hallard-Lauffenburger, professeur des écoles
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