Nouvelles ressources énergétiques

L’exploitation de nouvelles ressources énergétiques comme les gaz de schiste pourrait constituer une réponse possible à l’augmentation de la consommation énergétique mondiale et à la raréfaction des ressources en énergies fossiles conventionnelles.

En 2010, trois permis de recherche de gaz de schiste dans le sous-sol ont été accordés dans le sud de la France. A l’époque, l’éventualité d’une exploitation de ces sites a été à l’origine d’une vive polémique.

Document 1 - Carte des permis de recherche en gaz de schiste accordés en 2010 dans le sud de la France

Source : d’après http://lefigaro.fr

L'objet des documents qui vont suivre est de se faire une idée sur les avantages et les inconvénients de la mise en exploitation des gaz de schiste.

Document 2 - Les hydrocarbures conventionnels et non conventionnels

Source : journal Le Point - 5 août 2010 : « Plein gaz dans les schistes »

Le gaz concerné est principalement du méthane (CH₄). Il s’agit d’un hydrocarbure non conventionnel, c’est à dire qu’il est dispersé dans une roche-mère non poreuse et imperméable de type argile, qu’il faut fissurer pour extraire le gaz qui s’y trouve.

Au contraire les hydrocarbures conventionnels s’accumulent dans une roche réservoir poreuse et perméable après avoir quitté leur roche-mère.

Le terme « gaz de schiste » vient donc de la traduction approximative de l'anglais « shale gas », puisqu’en français, le mot « schiste » désigne toute roche présentant un aspect feuilleté : il peut s’agir d’une roche sédimentaire argileuse, comme en anglais, ou d’une roche d’une autre nature mais qui ne contient pas de gaz.

Ce qui rend l’appellation « gaz de schiste » imprécise.

Document 3 - Une technique d’exploitation, le modèle américain

Pour récupérer les gaz de schiste dispersés et prisonniers de la roche mère imperméable, il est nécessaire de réaliser des forages horizontaux suivis d’une fracturation de la roche qui les contient grâce à la technique de la fracturation hydraulique.

Source : http://legazdeschiste.wordpress.com

1 et 2. Un liquide est envoyé au fond du puits de forage à une pression supérieure à la pression des roches situées au dessus de la roche exploitée. Ce liquide s'insinue dans les moindres fractures de la roche, ce qui les propage horizontalement et verticalement. On ajoute du sable au liquide de forage sur-comprimé, celui-ci s'insinue dans les fractures, et empêche qu'elles ne se referment une fois la surpression arrêtée. Des additifs sont mêlés à l'eau pour rendre la fracturation hydraulique plus efficace.

3. Une fois la roche fracturée, le gaz est libéré, il s’échappe des fractures et remonte à la surface lors du pompage du liquide de fracturation.

4. L’eau pompée est recueillie, stockée dans des bassins de surface en attente d’être traitée soit sur place, soit jusqu’à un centre de traitement spécialisé après transport car elle contient les additifs mais aussi du sel, parfois des métaux lourds toxiques et des éléments radioactifs arrachés à la roche fracturée.

5. Le gaz capté est stocké puis emporté et livré sur son lieu de consommation.

Document 4 - Les additifs mêlés à l'eau de fracturation hydraulique

Source : http://legazdeschiste.wordpress.com

Document 5 - Le prix global du gaz (conventionnel et non conventionnel) entre 1985 et 2009 exprimé en dollar par 1 million de BTU (British Thermal Unit qui indique le contenu énergétique du gaz)

Source : rapport initial « Les hydrocarbures de roche-mère en France », Février 2012

A partir de 2005, les Etats Unis se mettent à exploiter leur gaz de schiste. D’importateurs ils deviennent exportateurs de gaz. Par ailleurs, l’exploitation des gaz de schiste aux USA a permis la création de 600 000 emplois en 2010.

En France, le gaz (15% de la consommation énergétique totale) a vu sa part doubler entre 1973 et 2011. 98% de la consommation de gaz naturel provient de l’importation soit plus de 9 milliards d’euros dépensés en 2009 pour l’importation de gaz naturel. Les réserves en gaz de schiste sont estimées en France à 5 097 milliards de mètres cubes et pourraient correspondre à plus d’un siècle d’autonomie gazière. Actuellement aucune donnée ne permet de vérifier cette estimation.

Document 6 - Les impacts sur les paysages et les écosystèmes Vue Google Earth (de 2005) montrant un secteur du Colorado (USA) où sont exploités des gaz de schiste. L’espacement moyen entre les puits est de 600 m

Source : http://planetterre.enslyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-gazschiste.xml

L'échelle montre une emprise au sol de la zone d’exploitation d’environ 200 m de diamètre, soit près de 4 hectares.

Le rayon d’action d’un puits, même après une fracturation hydraulique, reste faible (quelques dizaines à quelques centaines de mètres). Afin de produire des quantités importantes de gaz, il est donc nécessaire de réaliser un grand nombre de puits : il faut un puits tous les 0,5 à 4 km environ pour exploiter complètement une couche horizontale. En phase de production : si le gaz est évacué par gazoduc, c'est tout un réseau de gazoducs qu’il faut construire pour relier tous les puits entre eux, puis à un centre d'évacuation sur le réseau national.

Document 7a - La gestion de l’eau pour le forage et la fracturation

La gestion de la ressource en eau dans les opérations de forage horizontal et de fracturation doit intégrer trois aspects majeurs :

• la disponibilité de la quantité d’eau nécessaire au forage et à la fracturation,
• le recyclage et le traitement de l’eau utilisée pour un usage ultérieur,
• la prévention d’éventuelles contaminations d’autres aquifères par les fluides de forage.

Document 7b - L'ordre de grandeur du volume d’eau et de produits chimiques nécessaires à la réalisation d’un forage et sa fracturation hydraulique

![L'ordre de grandeur du volume d’eau et de produits chimiques nécessaires à la réalisation d’un forage et sa fracturation hydraulique]http://farm4.staticflickr.com/3680/9365060156_4ae4a81d27_c.jpg "L'ordre de grandeur du volume d’eau et de produits chimiques nécessaires à la réalisation d’un forage et sa fracturation hydraulique")

Source : d’après http://www.gm.univ-montp2.fr/spip/spip.php?article1312

Document 8 - Les risques liés à la technique de forage horizontal et de fracturation hydraulique

Source : d’après http://sciencesetavenir.nouvelobs.com

Document 9 - Les gaz de schiste et la nappe d’eau souterraine de type karstique dans la région du Languedoc-Roussillon

Un karst est un massif calcaire dans lequel l'eau a creusé de nombreuses cavités, y circule et forme des réserves importantes. Les karsts constituent la première ressource en eau régionale pour l’alimentation en eau potable. Cette ressource est déjà largement exploitée pour l’alimentation de 50% de la population du territoire concerné (dont Montpellier, Nîmes, Millau..) et représente un potentiel de premier ordre pour les prochaines décennies.

Les réservoirs d’eau souterrains de types karstiques sont particulièrement sensibles aux polluants car l’eau y circule beaucoup plus rapidement que dans les autres types de réservoirs d’eau. D’autre part, la région compte de nombreuses failles profondes qui relient ces réservoirs à des couches géologiques plus profondes.

Document 10 - La colonne stratigraphique de la région de Montpellier

Source : d’après http://www.gm.univ-montp2.fr/spip/spip.phparticle1312

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