comparaison de la fracturation hydraulique pour gaz de schiste et

COMPARAISON DE LA FRACTURATION HYDRAULIQUE
POUR GAZ DE SCHISTE ET POUR GEOTHERMIE PROFONDE
D’après article NOFRACKING
GAZ DE SCHISTE
Terminologie
GEOTHERMIE PROFONDE
Fracturation Hydraulique
Stimulation Hydraulique
SGF Shale Gas Fracking
EGS Enhanced Geothermal System
ou système de géothermie stimulée
But
Modifier la perméabilité de la roche en
vue d’accéder à la ressource.
idem
Ressource
Gaz, huile
Chaleur principalement pour la
production d’électricité et
secondairement pour le chauffage
Technique
Technique consistant à ouvrir la roche
par la force hydraulique pour laisser
passer un fluide véhiculant la
ressource.
idem
Fluide porteur
Eau + additifs chimiques + composés
chimiques libérés par la roche cible
Eau de salinité supérieure à l’eau de
mer ; salinité due à la dissolution de
minéraux
Nature de la roche cible
Roche sédimentaire riche en matière
organique contenant du méthane
thermogénique : la roche-mère.
Batholite profond : granite
Une couche imperméable est
souhaitée au-dessus pour éviter les
remontées de gaz.
Comporte des fractures anciennes
plus ou moins cimentées.
Couche supérieure isolante
thermiquement.
Situation géographique
Bassin sédimentaire de plusieurs
centaines voire centaines de milliers
de km².
Le long de zones de failles; territoire
tout en longueur de faible superficie
(quelques dizaines de km²). Couloir
rhodanien, Limagne, fossé rhénan.
Profondeur
Environ 2000 m
Entre 2500 et 5000 m
Méthode de fracturation
Création de nouvelles fractures ou
réactivation d’anciennes fractures par
des contraintes de compression
hydraulique de 50 à 80 MPa (1 MPa =
10 bar).
Rouvrir les anciennes fractures pour
permettre l’écoulement de l’eau
pressurisée dans la roche. Réactive
ce qui a déjà existé il y a très
longtemps. Pression de 10 à 30 MPa :
contraintes de cisaillement.
Fissuration dans le plan subhorizontal
(parallèle au litage).
Fissuration dans le plan subvertical
(perpendiculaire au litage).
Densité de forage
Forte densité.
Un puits tous les 500 m en forage
simple. Un puits tous les 2 km en
forage en étoile.
Faible densité : un puits pour 10 à 25
km².
Impact paysager
Très prononcé par la multiplication
des puits en milieu rural.
Faible et adapté au milieu périurbain
(production de chaleur). Epargne le
milieu rural.
Gestion de l’eau
Fluide fracturation : 90% eau + 9.5%
de substance de soutènement (sable)
+ 0.5 d’additifs chimiques.
Pour la stimulation, il faut autant
d’eau. L’eau injectée pour la
fracturation + celle de l’amorçage
représente quelques % de la saumure
en circulation pendant le
fonctionnement. Pas d’ajout d’eau
pendant le fonctionnement.
1000 à 2000 m3 pour chaque
fracturation, soit 10 000 à 20 000 m3
pour chaque puits (une dizaine de
fracturation par puits). 50 000 à
80 000 m3 pour les puits en étoile.
Econome en eau.
Recyclage de l’eau de stimulation
dans le réservoir géothermique.
Toxicité
Additifs chimiques toxiques.
Couches naturellement riches en
produits toxiques qui se combinent
avec les additifs pour faires des
composants encore plus toxiques.
Un schiste argileux fracturé fonctionne
comme un réacteur chimique.
Eau à très forte salinité, donc
problème de corrosion des
installations de pompage.
Fonctionnement en circuit fermé, donc
moins de problèmes.
Absence d’effluents liquides à haute
toxicité.
Problèmes de gestion des effluents
liquides très toxiques.
Risques de fuites
Cimentation imparfaite des puits, donc
risques de fuites et notamment à long
terme après l’abandon des puits.
Etanchéité non garantie à l’échelle
géologique.
Risque mal maitrisé.
Risques sismiques
Risque sismique faible < 3 sur
l’échelle de Richter dû à l’aptitude
d’absorption de l’argile contenu dans
la roche.
La région peut comporter des
caractéristiques amplifiant les effets
des séismes et provoquer néanmoins
des dégâts importants.
Risque important. L’effet peut être
amplifié le long des failles actives.
Exemple Bâle 2006, 3.4 et 2.8 sur
l’échelle de Richter.
L’expérience de Soultz a montré que
l’on pouvait réduire le risque de 90%
par :
-
Le choix d’une profondeur moins
grande (2500 à 3500m au lieu de
5000m) où la perméabilité initiale
de fracture est plus grande ; donc
pression de fracturation plus faible
(18 MPa au lieu de 30 MPa).
-
La multiplication des puits
d’injection qui permet de limiter la
pression différentielle à 2 MPa
Coûts d’exploitation
L’immensité des territoires à
prospecter induit des coûts
relativement importants.
Coûts d’exploitation modeste en
raison de la faible étendue des
territoires concernés.
Conclusion
Le stress dû à la sollicitation
hydraulique est complètement
nouveau et entraine une réponse
essentiellement chimique.
La réactivation d’anciens flux
hydrothermaux entraine une réponse
essentiellement sismique.
Risque de contamination à très long
terme.
Risque à court terme bien identifié
mais difficile à prévoir.