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Les gaz de schistes ("shale gas")

juillet 2012

Les gaz de schistes (shale gas) ont connu un essor extraordinaire ces dernières années aux États-Unis. En Europe, les compagnies pétrolières commencent seulement à s'intéresser à ces gaz non conventionnels dont les ressources pourraient être importantes.

Roland Vially, géologue à IFP Energies nouvelles, nous explique quels sont les enjeux liés à l'exploitation de ces gaz.

Roland Vially, géologue à IFP Energies nouvelles

Les gaz de schistes qu'est-ce que c'est ?

R.V. : Du gaz (essentiellement méthane) contenu dans des roches sédimentaires argileuses très peu poreuses et imperméables. Ces roches, riches en matière organique (de 2 à 10%), ont généré des hydrocarbures gazeux par augmentation de pression et de température lors de leur enfouissement tout au long des temps géologiques. Une grande partie de ce gaz est resté piégé dans ces roches.
 Du fait de la très faible perméabilité de ces roches, ces hydrocarbures ne peuvent être exploités avec les modes de production classiques d'où leur classement dans les gaz "non conventionnels".
 Aux États-Unis, les gaz de schistes représentent 23 % de la production totale de gaz (dont 58 % est "non conventionnelle"), un chiffre qui augmente chaque année. Il est encore difficile d'estimer les ressources mondiales en gaz de schistes mais elles semblent considérables et pourraient, à terme, changer la donne de la géopolitique gazière.

  • Pourquoi la production s'est-elle ainsi développée aux États-Unis ?

R.V. : C'est la conjonction de nombreux facteurs favorables :
 - Le contexte du marché gazier américain, tout d'abord, avec une forte consommation et une production "conventionnelle" sur le déclin poussant les explorateurs à trouver de nouvelles ressources, et aidés en cela par des incitations fiscales.
 - La maîtrise des technologies nécessaires à leur exploitation (forages horizontaux et fracturation hydraulique) avec des coûts de moins en moins chers, au fur et à mesure que se développaient ces techniques.
 - Un droit à la propriété des particuliers s'étendant au sous-sol et donnant droit à des royalties substantielles, incitant les propriétaires des terrains à accepter ce type d'exploitation
 - Une législation environnementale jusqu'à récemment assez peu contraignante.

  • Ces techniques d'extraction ne posent-elles pas des problèmes environnementaux ?

R.V. : Le gaz contenu dans les gaz de schistes étant dispersé dans une roche très peu poreuse et imperméable, il est nécessaire de forer un très grand nombre de puits. Ce sont généralement des puits horizontaux dans lesquels on effectue une fracturation hydraulique pour permettre une production commerciale du gaz. La fracturation hydraulique consiste à fracturer (ou plutôt à fissurer) la roche en injectant sous très forte pression un fluide à base d'eau contenant du sable et des additifs. L'impact environnemental de ce type d'activité n'est pas neutre même s'il faut le relativiser. Il s'agit d'une gestion de risque propre à toute activité industrielle qui nécessite de bonnes pratiques et une réglementation rigoureuse.

   

• Le premier impact est l'emprise au sol de ces installations. La technique des forages horizontaux permet, à partir d'un seul site de forage, de forer 15 à 25 drains ce qui minimise cet impact. Seule la phase de forage (qui dure quelques semaines à quelques mois) et la fracturation hydraulique (qui dure quelques heures à quelques jours) nécessite une forte activité sur le site. Ensuite, et durant de nombreuses années, la production ne nécessite qu'une installation réduite et une faible maintenance.

 

• La gestion de l'eau nécessaire au forage et à la fracturation hydraulique doit être rigoureuse et intégrer deux aspects majeurs :

 

     

- La disponibilité de la ressource en eau. Pour chaque forage , la quantité d'eau est de l'ordre de 10 000 à 15 000 m3 (par comparaison, la ville de Paris consomme 550 000 m3 d'eau potable par jour). Cet usage industriel de l'eau ne doit pas entrer en conflit avec l'approvisionnement d'eau pour l'homme ou l'agriculture. A la fin de la fracturation, une partie de cette eau est récupérée et doit être traitée et recyclée pour pouvoir soit être remise dans le milieu soit servir à une autre fracturation.
  
 - La prévention des risques de contamination des aquifères d'eau potable qui pourrait être due à une fuite du puits lui-même ou à des fuites de surface des fluides de forage ou de fracturation.

                                                      F orage horizontal et fracturation hydraulique

  • Alors quel avenir pour ces gaz en Europe ?

R.V. : Les bassins sédimentaires les plus prometteurs se situent en Europe de l'Est (Pologne, Allemagne), en Europe du nord mais aussi en France en particulier dans le bassin du Sud-Est. Compte tenu des contraintes environnementales plus fortes mais aussi d'une industrie parapétrolière moins développée qu'aux USA, il faut s'attendre à des coûts de production plus élevés en Europe qu'aux États-Unis. La présence de ressources commercialement exploitables dans le contexte de la transition énergétique, et en accord avec les populations, restent donc à démontrer. Dans tous les cas, leur développement demandera de nombreuses années.

+ Les clés pour comprendre > Les sources d'énergie > Les hydrocarbures non conventionnels
+ Les grands débats > Quel avenir pour le pétrole ? | Quel avenir pour le gaz naturel ?
+ Publications > Etudes disponibles : "Hydrocarbures de roche-mère - État des lieux"

Roland Vially, Guy Maisonnier, Thierry Rouaud - IFP Energies nouvelles - Janvier 2013

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Parcours

Roland Vially est géologue à IFP Energies nouvelles.
Il a réalisé de nombreuses études sur l'évaluation du potentiel pétrolier. Il a notamment été en charge de la réévaluation du potentiel pétrolier des bassins sédimentaires français. De 2002 à 2009, il participe au projet EXTRAPLAC qui a pour but d'élaborer les demandes d'extension du plateau continental français auprès de l'ONU.
Il suit aujourd'hui toutes les questions relatives à l'évaluation des ressources et des réserves d'hydrocarbures et est responsable d'un projet sur les hydrocarbures non conventionnels.

Film « Gaz de Schiste »

> voir le film (produit par le GEP/AFTP - 16 min.)