Définition fracturation hydraulique

La fracturation hydraulique est la seule technologie utilisable à grande échelle à ce jour pour l’exploitation du gaz de schiste. Cette technique relativement ancienne consiste à forer la roche (à la verticale puis à l’horizontale), puis à la fracturer en y injectant un mélange d’eau et de produits chimiques afin de libérer les poches de gaz emprisonnées dans la roche.fracturation-fotolia

Détail du processus de forage et de fracturation hydraulique

Une fois le forage du puits terminé démarre la phase de fracturation hydraulique en tant que telle L’injection d'eau (ou d’un autre fluide) à très haute pression (300 bars) provoque des micro-factures de quelques millimètres rendant la roche poreuse et permettant le dégagement du gaz récupéré et remonté à la surface. Cependant la forte pression ne suffit pas à l’exploitation du gisement. Des additifs variés sont nécessaires et rendent l'opération potentiellement très polluante. En moyenne, pour un puits de 1000 mètres de profondeur, il faut réaliser 30 opérations de fracturation et utiliser :

  • du sable dit de granulométrie ou des microbilles de céramique qui s'infiltrent dans les micro- fractures afin d'empêcher celles-ci de se refermer (30 tonnes)
  • des biocides afin de limiter la prolifération de bactérie dans l'eau
  • différents lubrifiants afin de faciliter la pénétration du sable
  • des détergents qui augmentent significativement la productivité des puits

On compte plus de 750 produits différents ajoutés au fluide. Ensemble, ils permettent de constituer un milieu poreux une fois que la roche se referme et autorisent ainsi la remontée du gaz vers le puits de forage. La direction des fractures ainsi que du fluide et des additifs est très minutieusement étudiée mais reste incontrôlable. Par conséquent, des produits polluants se propagent dans les sous-sols et risque par exemple de souiller des nappes phréatiques.fracturation-2-fotolia

Les roches fracturées se referment avec le temps, la productivité d'un puits décroit d'année en année en conséquence. Certaines études affirment qu'un puits perd 90% de sa productivité en 5 ans, ce qui oblige les opérateurs à multiplier les puits.

Petit historique

Le phénomène de fracturation est naturel et peut être observé sur nos routes goudronnées durant un hiver rigoureux par exemple. La première utilisation de la fracturation hydraulique au cours d'un processus industriel date du début du siècle dernier dans des carrières en Caroline du Nord afin de séparer le granit des autres roches.

Utilisée dès 1947 pour l'exploitation de gisements d'hydrocarbures conventionnels au Kansas, l'usage de la fracturation hydraulique se répand assez largement en 1949. En réalité, c'est l'association de la fracturation hydraulique et des forages horizontaux, développés dans les années 1980 qui permet d'exploiter les gisements de gaz de schiste. En effet, le forage horizontal permet de drainer plusieurs réservoirs de gaz de schiste à partir d’un seul forage vertical.

Plusieurs limites

Tout d’abord, l'exploitation des gaz de schiste entraine une dégradation des paysages due aux forages, puits et zones de stockage. Outre la pollution massive des sous-sols par les additifs injectés, la fracturation hydraulique cause une aspiration et une pollution des eaux de surface via un phénomène d'appel engendré par la dépression du puits. Les produits injectés sont non seulement polluants, mais également toxiques et cancérigènes. Aujourd'hui, il n'existe aucun moyen de décontaminer l'eau polluée. L'activité entraine également des remontées à la surface de radionucléides, métaux lourds et acides dangereux pour la santé.

La méthode de la fracturation hydraulique engendre également des pertes. En effet, on évalue à entre 4% et 9% la quantité de gaz extraite - principalement du méthane - qui s'échappe dans l'atmosphère au lieu d’être valorisée. La chute de productivité des puits oblige par ailleurs l’exploitant à multiplier les forages afin de maintenir la production.

En outre, il est démontré que la fracturation des roches en profondeur modifie obligatoirement la formation géologique. L'introduction de population bactérienne dont la prolifération est stimulée par la présence d'hydrocarbures engendre également des modifications du milieu naturel. La perturbation de l’écosystème devient alors globale et s'observe par des variations importantes de la pression et de la température par exemple. L'opérateur du puits est ainsi exposé à ces variations auxquelles le matériel doit résister.

Il y a également un risque sismique important lié à la facturation hydraulique. En Grande Bretagne les opérations ont été arrêtées suite à des secousses, d'une magnitude de 1,5 à 2,3 sur l'échelle de Richter, engendrées par l'exploitation du sous sol. L'interaction avec le système des failles naturelles est par ailleurs inconnue à ce jour.

Le dernier risque notable est dit celui du "blow up". La très haute pression nécessaire, plus de 600 bars pour certains gisements, peut simplement entrainer une brutale explosion de gaz et donc avoir des conséquences graves.

 

A propos de l'auteur

Un article d'. Passionné de montagne et de nature, Edouard est un acteur engagé (et enragé) de la lutte contre le gaz de schiste.