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09/02/2017

Gaz de schistes en Europe : le progrès technologique est-il suffisant pour transformer les risques d'aujourd'hui en opportunités de demain ?

Depuis leur développement massif en 2006, les gaz de schistes ne cessent de faire parler d’eux. Ils ont en effet révolutionné l’industrie gazière des Etats-Unis : de 7% de la production en 2006, ils représentent aujourd’hui 55% de la production américaine. En 2009, leur exploitation a permis au pays de rafler à la Russie le titre de premier producteur et il est désormais quasiment autosuffisant en gaz. Aujourd’hui, la production de gaz de schistes américaine couvre, à elle seule, les besoins en gaz de l’Allemagne, de la France, du Royaume-Uni, de l’Italie et de la Chine.

En Europe, leur développement est nettement plus timide. En France, il semble même au point mort : après avoir accordé en mars 2010 trois permis exclusifs de recherche, le gouvernement les a finalement abrogé en juillet 2011 au nom du principe de précaution, et a interdit la fracturation hydraulique, unique méthode industrielle à date permettant l’exploitation des hydrocarbures non conventionnels. Pourtant, des alternatives technologiques semblent depuis émerger ; seront-elles suffisamment fiables et respectueuses de l’environnement pour pénétrer l’Hexagone ?

La fracturation hydraulique, une technologie mal aimée

Si les gaz de schistes sont aujourd’hui tant controversés, c’est à cause de la manière dont ils sont exploités. Leur composition est similaire à celle des gaz conventionnels, mais les roches qui les contiennent sont fondamentalement différentes : alors que les gaz conventionnels ont migré vers des roches perméables et facilement exploitables, les gaz de schistes sont restés enfermés dans des roches-mères argileuses peu perméables et peu poreuses. L’exploitation conventionnelle de ces hydrocarbures est impossible. C’est donc la combinaison de deux techniques qui rend possible leur exploitation : le forage horizontal qui maximise la zone de contact entre le puits et le gisement ; la fracturation hydraulique qui consiste à injecter un mélange1 de fluide sous haute pression, composé en général d’eau permettant de fracturer les roches, de sable empêchant les fissures2 de se refermer, et d’additifs chimiques.

 

Cette dernière technique présente son lot de risques environnementaux : s’il est désormais avéré que la fracturation n’a pas d’implication dans la pollution des nappes phréatiques3, d’autres problématiques perdurent comme, notamment, l’usage important d’eau (jusqu’à 10 millions de litres pour un seul puit) et le recours à des produits chimiques. Des risques de séismes ont également été identifiés (principalement des microséismes de magnitude inférieure à 3). Enfin, de nombreuses études récentes cherchent à déterminer si l’exploitation des gaz de schistes est, oui ou non, plus génératrice de fuites de méthane que celle du gaz conventionnel.

 

Des alternatives à la fracturation hydraulique matures d’ici quelques années

Face aux risques environnementaux, les industriels ont lancé des projets de recherche sur des technologies alternatives visant, notamment, à pallier les problématiques de consommation d’eau et d’additifs.

Les techniques les plus prometteuses visent à remplacer l’eau par un autre fluide. L’utilisation de gel de propane pour la fracturation a été testée par la société canadienne GasFrac entre 2008 et 2013, avec près de 2000 stimulations. La méthode employée n’utilise pas d’eau et nécessite moins d’additifs que la fracturation hydraulique. Pour optimiser la technique, la société ecorpStim a testé en 2012 la fracturation au propane pur ; ni eau, ni additifs ne sont utilisés, et le propane, vaporisé en sous-sol, est récupéré et réutilisable jusqu’à 95%. Le volume de propane nécessaire à la fracturation est de 5 à 10 fois plus faible que celui d’eau. Cette solution se heurte néanmoins à la forte inflammabilité du propane pur. C’est pourquoi, ecorpStim travaille au développement de propane pur non inflammable, l’heptafluoropropane. Pour être pleinement opérationnelle, cette méthode devra surmonter le caractère onéreux de ce produit, puis démontrer aux pouvoirs publics des garanties fortes face aux risques de fuite de propane en surface.

Sur un principe similaire, les industriels expérimentent la fracturation au CO2 liquide en remplacement de l’eau. La méthode ne nécessite pas d’additifs. La Pologne a notamment utilisé cette technique en la combinant à la séquestration de CO2, contribuant ainsi à la réduction des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

D’autres méthodes, toujours expérimentales, existent aussi. La stimulation par arc électrique consiste à fracturer les roches aux moyens d’ondes acoustiques en provoquant des microfissures. Le volume d’eau nécessaire est fortement réduit et aucun additif n’est utilisé. Néanmoins les fissures sont trop petites et le besoin en électricité reste problématique. La fracturation pneumatique est également à l’étude : l’air comprimé remplace l’eau pour fissurer la roche ; des additifs restent nécessaires. Ainsi, si aucune alternative industrielle n’existe aujourd’hui, il est hautement probable que certaines, notamment celles utilisant du propane, deviennent viables à moyen terme.

 

Les gaz de schistes en Europe, un essor plutôt à moyen terme

Malgré un potentiel européen comparable à celui des Etats Unis (17,4 T.m3 de ressources techniquement récupérables d’après l’US Energy Information Administration), les gaz de schistes n’ont pas connu le même essor sur le vieux continent et ce pour une raison bien simple : l’Europe n’est pas l’Amérique. Elle n’a pas une forte culture pétrolière, ses densités de population sont plus importantes, mais surtout sa réglementation est différente. En Europe, c’est l’Etat qui possède les ressources naturelles en sous-sol ; aux Etats-Unis c’est le propriétaire terrien ! L’octroi d’une concession reste donc simple aux États-Unis quand elle est un casse-tête en Europe.

 

Ainsi, si la majeure partie de l’Europe autorise l’exploration des gaz de schistes, notamment l’Europe de l’Est pour des questions d’indépendance énergétique vis-à-vis du gaz russe, la production européenne ne décolle pas pour autant. En Pologne, pays qui a délivré le plus de permis, les premiers résultats sont même assez décevants : des forages trois fois plus chers qu’aux Etats Unis, des conditions géologiques plus complexes et des volumes de gaz nettement inférieurs aux estimations américaines ; Chevron y a arrêté ses activités, tout comme Total, ENI ou Exxon. Des déboires similaires ont été observés en Lituanie, Roumanie et au Danemark.

Enfin, tous les pays européens ne se sont pas lancés dans l’aventure : les Pays-Bas ont voté un moratoire sur la fracturation jusqu’en 2020. La Bulgarie et la France, suivies récemment par l’Allemagne, ont décidé de l’interdire.

 

Si l’heure des schistes n’a pas encore sonné, les gouvernements européens gardent à l’esprit que leur exploitation outre-Atlantique a eu des effets positifs sur la sécurité énergétique, le climat et l’économie. L’Europe reste dépendante d’un point de vue énergétique, son mix est principalement tourné vers le fossile, l’exploitation des gaz de schistes est autorisé chez la plupart des européens. Ainsi, dès lors que la rentabilité économique sera atteinte et, dans une moindre mesure, que des technologies respectueuses de l’environnement seront matures, il est certain que les européens se lançant dans l’estimation de leurs réserves, puis l’exploitation à grande échelle, seront de plus en plus nombreux.

En France, le sujet reste plus complexe : car si c’est bien les risques de la fracturation hydraulique qui ont conduit les pouvoirs publics à s’opposer à l’exploitation des gaz de schiste, une interrogation plus générale se développe autour de la pertinence de la production sur le territoire national d’hydrocarbures, conventionnels ou non, à l’heure de la transition énergétique. Aussi, il apparaît probable que des considérations environnementales, plus globales sur les énergies fossiles, amènent les décideurs de demain à écarter le potentiel des gaz de schistes français dans la stratégie énergétique du pays, quand bien même les conditions de sécurité et de respect de l’environnement seraient atteintes au travers de nouvelles technologies.

 

Retrouvez cette analyse et beaucoup d’autres dans le Magazine Énergie Outlook 2016, consultable sur notre blog.
 

Jean-Baptiste Hecquet

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