GAZ DE SCHISTE, GAZ DE HOUILLE
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Les gaz de schiste sont une forme de gaz naturel appelé « non conventionnels » en raison des techniques d’exploration et d’exploitation qui diffèrent de celle du gaz dit « conventionnel ». 

L’usage des gaz de schiste comme combustible ne diffère pas quant à lui du gaz naturel produit de façon « conventionnelle »; il peut être utilisé pour la production d'énergie, notamment pour le chauffage industriel ou résidentiel, et de façon encore très marginale pour le transport.

Il s’agit de gaz emprisonné dans du schiste, roche sédimentaire déposée à l’origine sous forme d’argile et de limon. D’apparence semblable à celle de l’ardoise d’un tableau noir, le schiste est la roche sédimentaire la plus répandue sur la planète. Il est moins perméable que le béton, de sorte que le gaz naturel ne peut s’écouler facilement vers le puits. En fait, il est si solidement emprisonné qu’il doit d’abord circuler dans des espaces poreux mille fois plus petits que ceux du grès des réservoirs conventionnels. Les schistes sont une des sources « non classiques » de gaz naturel, qui incluent le méthane de houille et le gaz de réservoirs étanches

Les nouvelles techniques, telle la fracturation hydraulique en plusieurs étapes, jumelées au forage horizontal, facilitent la production de gaz de schistes

La fracturation hydraulique

« La fracturation hydraulique consiste à fissurer le schiste à haute pression par injection d’un fluide dans les formations. Le fluide introduit dans le puits contient des matières granulaires qui font éclater les fissures pour libérer le gaz. Ce dernier remonte à la surface par le puits.

Le guidage de l’outil de forage sur une trajectoire horizontale permet d’exposer le trou à la plus grande surface du gisement possible et, éventuellement traverser un plus grand nombre de fractures naturelles.

 L’accès à une plus grande surface du gisement est avantageux par rapport aux puits verticaux conventionnels, mais il est plus coûteux. Les difficultés techniques et la durée plus longue du forage horizontal ou de la fracturation expliquent le coût plus élevé du procédé.

De l'eau et des produits chimiques sont injectés à haute pression pour fracturer le schiste et en libérer le gaz naturel. Du sable est aussi injecté pour empêcher les fissures de quelques millimètres de se reboucher.

Normalement, un puits de gaz de schiste horizontal coûte de 5 millions à 10 millions de dollars. De plus, en règle générale, les producteurs ne récupèrent que 20 % du gaz, comparativement à 90 % du gaz récupéré des gisements de gaz classique. »

Une grande densité de puits dans les régions exploitées

Dans les régions ayant accueilli ces puits d’exploration, on constate une densité extrêmement importante des puits.

Cette carte donne une idée de la densité des puits que cela peut représenter pour une communauté, et ce, même si nous n'avions que des forages horizontaux, donc à peu près un cinquième de ces puits.

Nuisances sur l'environnement

D’une manière générale, en tenant compte de la nature des activités, nous pouvons supposer que les nuisances suivantes sont importantes lors des phases de forage horizontal et de fracturation hydraulique. De nombreux témoignages semblent confirmer ces nuisances importantes.

Circulation

• Bulldozer pour l’aménagement du site

• Transport de l’équipement et de la machinerie, du personnel

• Camions citerne pour alimentation des génératrices et compresseurs, etc.

• Camions citerne pour ramener l’eau fraîche pour la fracturation

• Camions citerne pour l’évacuation de l’eau de fracturation traitée ou à traiter.

Bruit

• Circulation (voir ci-dessus),

• Bruit de la foreuse

• Bruit du moteur des génératrices et compresseurs

• Bruit de la torchère

• Bruit de l’envoi du gaz dans le pipeline

À noter que, dans les phases les plus intenses du projet, ce bruit peut être entendu 24 heures sur 24, notamment la nuit, en vue d’éviter de potentielles congestions au niveau du transport.

Vibrations du sol

Ces nuisances sont liées à la circulation de camions lourds mais aussi et surtout au forage. Cela peut constituer pour les résidences à proximité un risque de détérioration accélérée des propriétés. 

Pollution lumineuse

• Nécessité d’éclairer le site lors des activités.

• Éclairage de sécurité (vol et vandalisme)

• Lumière de la torchère

Odeurs et pollution de l'air

• Fuites de gaz : les torchères ne brûlent pas tous les gaz

• Odeurs potentiellement causées par la libération de gaz dans les couches supérieures du sous-sol lors du forage

• Émanation des différents moteurs des compresseurs et génératrices

• Odeur émanant de l’eau de fracturation (eau mélangée aux fluides et pouvant contenir encore des gaz).

Poussière

Les nombreux travaux lourds sur le site peuvent générer une quantité importante de poussière.

Nombre de fracturations hydrauliques par puits

Il est important de noter que les opérations de forage mais surtout celles de fracturation horizontale peuvent être répétées à plusieurs reprises en fonction des paramètres d'exploitation, notamment la disponibilité du matériel de forage, ainsi que des variations du marché du gaz naturel. Or, chaque nouvelle opération de fracturation dans un puits existant – aussi appelée « re-stimulation hydraulique »- requiert une quantité plus importante d’eau et donc des activités toujours plus importantes sur le site.

Problème de l'eau : fonctionnement de la fracturation hydraulique

Le schéma ci-contre rappelle la place cruciale de l’eau dans le processus :

• Pour fracturer la roche, il faut utiliser environ deux millions de litres d’eau par fracture (de 4 à 8 en moyenne lors d’une fracturation), soit une piscine olympique. L’exploitation d’un puits demande donc l’utilisation de millions de litres d’eau (de 7,5 à 35 millions en moyenne par fracturation).

• L’eau est pompée soit directement dans une rivière, un lac ou encore dans un réservoir privé. Dans un deuxième temps, il y aura possibilité de récupérer une partie des eaux déjà utilisées pour fracturation dans d’autres puits, ce qui implique néanmoins un transport important et des opérations supplémentaires pour les puits stockant cette eau.

• L'eau est mélangée à du sable, des additifs chimiques et du lubrifiant pour donner un fluide qui va être injecté dans le sous-sol pour fracturer les poches de schiste.

Tel que nous l’avons précisé précédemment, la quantité d’eau requise demande le creusage d’un bassin de stockage pour l’eau fraîche. .

Un bassin moyen peut atteindre la taille d’une piscine olympique

En général, de 20 à 40 % de la quantité de fluide envoyé doit remonter à la surface et être stocké dans des bassins de rétention. Mais ces bassins peuvent également être un lieu de stockage pour l’eau d’après forage Cette eau peut contenir de la saumure rencontrée en sous-sol et des métaux lourds.

La différence entre les différents bassins n’est pas toujours évidente et parfois un même bassin pourrait peut-être servir à deux utilisations différentes : dans un premier temps comme stockage de l’eau fraîche et ensuite comme bassin de rétention du fluide remonté à la surface. Certains sites comptent parfois deux bassins, voire même de quatre.

Risques et enjeux

• Contamination de l'eau (directe ou indirecte)

Les risques de contamination DIRECTE lors du forage et de la fracturation hydraulique en tant que tels sont faibles, mais ne sont pas inexistants.

La nappe phréatique peut être aussi être affectée de manière indirecte de plusieurs façons :

• Déversement d’eau de production lié au débordement ou reflux non contrôlé du fluide à la surface.

De tels incidents ont déjà eu lieu aux États-Unis. Un incident important s’est produit en Pennsylvanie en 2010, suite à une erreur humaine : le déversement accidentel de près de 10 000 gallons, suite au débordement d’un puits au moment du pompage de l’eau avec le gaz. 

• Risques liés à la gestion du bassin de décantation

Les autres risques concernant l’eau sont liés aux bassins de gestion des eaux usées qui peuvent contenir des produits chimiques, des métaux lourds, du méthane, de la saumure, etc.). Les risques sont particulièrement importants étant données la grande proximité des terres agricoles et la présence de nombreux ruisseaux et de maisons.

• Risques liés au transport des eaux usées et des additifs chimiques par camions-citerne.

Les eaux de fracturation ainsi que les additifs chimiques seront transportés par camion. Aussi, il est important de prévoir la situation où l’un de ces camions finirait dans le fossé et contaminerait l’un des ruisseaux.

• Risques liées au traitement des eaux contaminées

La quantité et la nature très particulières des additifs chimiques envoyés peuvent potentiellement détériorer de manière plus rapide nos infrastructures et causer une décontamination non optimale.

• Qualité de l'air

Qui dit production de gaz de schiste dit transport, exploration, production, opérations de procédés, possibilités de fuites et d’accidents, ainsi que l’intégration ou non au bilan actuel des émissions atmosphériques. Chacune de ces étapes est une source plus ou moins importante d'émissions atmosphériques. 

Lors des travaux d'exploration, on retrouve d'abord les émissions liées au transport des équipements et à l'opération des équipements qui fonctionnent habituellement au diesel, dont ceux de forage. Il y a donc, de prime abord, émissions de :

• monoxyde de carbone CO

• composés organiques volatiles COV

• oxydes d'azote NOX

• particules fines (PM 2.5)

• dioxyde de carbone CO2, que l’on associe surtout au réchauffement planétaire et aux gaz à effet de serre.

Durant la phase exploration, il peut aussi y avoir des émissions liées à des fuites ou aux procédés de torchage. Celles-ci peuvent comprendre des émissions :

• de méthane (CH4), qui peut constituer un danger d'explosion; en outre, le méthane est un gaz à effet de serre 26 fois plus puissant que le CO2 ; 

• de radon (Rn), un gaz radioactif cancérigène ; 

• d’hydrogène sulfuré (H2S), un gaz corrosif et toxique pouvant être mortel.

Lors de l'exploration et de l'exploitation, les producteurs de gaz doivent procéder à l'occasion à des activités d'épuration des gaz, appelée le torchage. Il s'agit ici de brûler les impuretés ou gaz indésirables comme le H2S, ce qui ajoute au bilan des émissions déjà identifiées ci-dessus d'anhydride sulfureux SO2. Le SO2 et les NOX sont, quant à eux, des gaz à l'origine des pluies acides.

• Sécurité

• Stockage sur place de quantités importantes de combustibles et de produits chimiques, ainsi que de petites quantités d’explosifs.

• Risques traditionnels liés au gaz naturel – inflammable explosif.

• Risques liés à la présence d’un bassin d’eaux usées (déchets dangereux)

•  Explosion du puits : il peut se créer une bulle de méthane qui peut provoquer une explosion.

•  Explosion de gazoduc - pipeline

•  Incendie du puits

•  Incendie du bassin d’eaux usées

Un autre risque potentiel est l'incendie d'un des bassins de décantation (aléas climatiques : exemple canicule). Cela génère une importante fumée potentiellement dangereuse étant donné la nature des additifs chimiques.

Utilisation finale du gaz naturel

La combustion du gaz, qu'il soit de schiste ou non, sera toujours une source des divers polluants mentionnés précédemment. Il importe donc de s'assurer de ne pas alourdir le bilan atmosphérique existant, et ce, afin de respecter les divers engagements en matière de réduction de la pollution atmosphérique

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