fracturation

                                                                                         Fracturation de la roche mère ; “Fracking”.

 

30 avril 2013,

No Fracking France,  a sollicité  un expert, afin d’obtenir une analyse éclairée sur ce qui distingue la technique de fracturation  utilisée dans le cadre de recherche d’hydrocarbures, de celle utilisée dans les travaux de géothermie profonde.

Voici cette analyse, nous remercions Gérard Lemoine , hydrogéologue conseil, et correspondant de notre association en Pologne de sa contribution et de son expertise.

Nous vous conseillons la lecture intégrale de cette analyse en cliquant sur ce lien :  

Differences entre fracking SGF et EGS [7], avec en entame, l’étude de Geert DeCock (Food and Water Europe), en anglais,

http://www.slideshare.net/gdecock/differences-entre-fracking-sgf-et-egs-final-17727059

sur laquelle Gérard Lemoine s’est en partie, appuyé.

 

Résumé de l’analyse :

La ‘‘fracturation hydraulique» ou « fracking»  est une technique appliquée de longue date pour optimiser l’exploitation de réservoirs d’hydrocarbures conventionnels. Cette technique repose sur l’utilisation de la force hydraulique pour fracturer la roche.

Dans la pratique actuelle, ces appellations couvrent deux applications très différentes :

- le développement de réservoirs d’hydrocarbures non conventionnels,

- le développement de réservoirs géothermiques profonds.

Or, l’abstraction de ces objectifs conduit à un amalgame et une  de  banalisation à l’extrême du risque  industriel inhérent à l’exploitation des hydrocarbures de roche mère.

 

L’objectif de cette analyse est de monter que le terme de «fracking» (ou fracturation hydraulique) s’applique surtout au développement de réservoirs d’hydrocarbures non conventionnels, c’est-à-dire de roches relativement imperméables contenant du pétrole ou du gaz.

En retour, le terme de stimulation hydraulique semble plus approprié pour définir une méthode de développement de réservoirs géothermiques, cette méthode  s’appliquant exclusivement à des roches profondes initialement très tectonisées à porosité de fracture. A cette fin pour plus de clarté, deux appellations distinctes sont ici utilisées : la fracturation hydraulique SGF (shale gas fracking) et la stimulation hydraulique EGS (Enhanced Geothermal System), relatives aux deux applications industrielles exposées plus haut.

 

Certes ces deux techniques ont pour objectif commun de modifier la perméabilité de formations rocheuses cibles afin de faciliter l’écoulement d’un fluide pour libérer de l’énergie. Dans le cas de fracturation hydraulique SGF, l’eau transporte du gaz ou du pétrole vers la surface. Dans le cas de la stimulation hydraulique EGS, l’eau transporte de la chaleur. Mis à part cepoint commun, ces deux méthodes sont très différentes de par leurs effets sur la roche. La fracturation hydraulique SGF vise à créer une multitude de fissures ; anciennes microfissures cimentés ; dans un schiste argileux  quasi imperméable avant fracturation. Pour que cette opération soit efficace, le  niveaux de pression hydraulique à appliquer est de l’ordre de 500-800 bars. La stimulation hydraulique EGS, elle, vise à améliorer la perméabilité initiale de la roche en réactivant des fractures anciennes. Il en résulte que les pressions appliquées dans ce second cas sont beaucoup plus basses, généralement de l’ordre  de 20 à 200 bars. La surface des concessions minières pour accéder à la ressource mérite également l’attention, du fait que les ordres de grandeurs correspondants sont très différents d’une méthode à l’autre.

L’extraction d’hydrocarbures de roche mère impliquera nécessairement  une forte densité de puits (environ 25 puits pour 100 km2) sur d’immenses territoires de l’ordre de 100 à 100,000 km2.

L’exploitation de réservoirs géothermiques en retour ne nécessite que quelques puits disséminés sur une superficie de l’ordre 10 à 25 km2 pour accéder à la ressource.

Cette différence en terme d’occupation minière du territoire  est liée à une meilleure efficacité des  forages géothermiques EGS  qui exploitent des réservoirs alimentés par des flux de convections. Les réservoirs d’hydrocarbures non conventionnels en retours ne peuvent être techniquement  exploités que par la création de flux de perméabilité de fracture dans l’environnement immédiat de forages horizontaux. . Il en résulte que le nombre de puits à forer est beaucoup  plus élevé dans le cas de l’exploration et l’exploitation d’hydrocarbures de roches mères, comparé au nombre de puits permettant de valoriser une anomalie géothermique. Pour la même raison le risque géologique liée aux aléas de la cimentation et du scellement des puits est plus élevé dans le cas  l’exploitation d’hydrocarbure de roches mère si ce n’est pour des raisons statistiques.

 

Si le risque hydrogéologique lié à la stimulation hydraulique EGS s’avère modéré et connu, celui lié à la fracturation hydraulique SGF semble par contre élevé et surtout très mal connu, l’utilisation d’une large gamme de produits chimiques, dont certains sont toxiques, amenant de lourdes interrogations  dans ce second cas.  Parmi ces interrogations, le traitements des fluides de fracturations usagés en surface constitue le  défi immédiat. D’importantes incertitudes subsistent aussi quant au devenir des fluides de fracturation qui restent dans le massif  fracturé, notamment  en raison d’interactions chimiques fortes entre les  fluides et le substrat rocheux. De ce point de vue la problématique environnementale de ces  massifs rocheux modifiés par le fracturation SGF est proche de celle de la gestion à long terme des stockages souterrains de déchets à très longue durée de vie. En retour, la stimulation hydraulique EGS  ne produit aucun déchet car la gestion de l’eau douce injectée , soit pour ré ouvrir des fractures, soit remettre en circulation les échangeurs naturels améliorés, est intégrée à celle du réservoir géothermique qui fonctionne surtout boucle fermée.

 Pour les raisons énoncés plus haut, tout amalgame entre la fracturation hydraulique SGF et la stimulation hydraulique EGS  est à éviter , cette simplification à l’extrême conduisant à des  syllogismes gênants dans le débat scientifique sur ces questions d’environnement.

 

Gérard Lemoine, pour No Fracking France, 

Correspondant NFF, Kartusy, (Pologne).

 

 Cette analyse est communiquée sur simple demande auprès de notre Association : contact@nofrackingfrance.fr

 

 

 

 

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Puits de forage en Géothermie:

Projet Soultz (Alsace): essai d’une nouvelle forme de géothermie : principe EGS (Enhanced Geothermal System – système géothermal amélioré) ;  Avec stimulation hydraulique (injection sous pression) de la perméabilité des fractures naturelles + fracturation des roches .

 

 

 

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Principe de la stimulation hydraulique EGS. Le sous-sol du site de Soultz-sous-Forêts est composé de roches naturellement fracturées en profondeur, piégeant l’eau de pluie. En circulant, l’eau géothermal déplace des particules sédimentaires qui colmatent plus ou moins les failles existantes. (figure n°1). Pour transformer ces roches en échangeur thermique et connecter les puits ou réservoir, il faut ré-ouvrir ces fractures. Cette opération, est réalisable par injection d’eau sous pression. L’eau fait légèrement coulisser les roches le long de ces fractures (voir figure n°2). En relâchant la pression, les fractures ne sont plus parfaitement imbriquées, et laissent l’espace nécessaire pour faire circuler l’eau (voir figure n°3).

Source : http://www.soultz.net/fr/

 

 

 

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Puits de forage, fracturation hydraulique, exploration de gaz non conventionnel. (Gaz de schiste)

Photo; David Boily (Agence France Presse-Vancouver )

 

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Shéma d’une opération de fracturation  pour extraire du gaz, de l ‘huile ou du pétrole piégés dans la roche mère.


Le gaz de schiste par afp

Voir aussi la Vidéographie de la fracturation de la roche pour extraire du gaz de schiste par Marc Durand , Ingénieur géologue (Québec).

https://www.facebook.com/gazdeschiste2

Nouvelle version de la vidéo initialement mise en ligne en avril 2011 et visionnée par plus de 4000 personnes en quelques mois. Cette vidéo explique les aspects techniques et les très sérieuses lacunes géotechniques dans l’exploitation envisagée des shales gazéifères par la technique de fracturation hydraulique.
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