mardi 25 janvier 2011

Le gaz de Schiste...quand les bulles sortent du trou - l'Origine

Nous entendons beaucoup parler du gaz de schiste depuis quelques mois. Il est donc important d'avoir un topo d'ensemble. Le Grand Algorithme vous fera donc un plaisir d'en faire la couverture en 3 sujets (L'Origine, Le poison et Le complot).

D'où vient ce gaz de schiste?

Ce gaz est issu de la décomposition de végétaux qui sont restés enfouis dans la croûte terrestre et emprisonné dans du schiste au lieu d'être simplement resté "sur place" dans les couches. Parce qu'il y a des millions d'années, le climat du Québec était tropical (et oui!) et la végétation luxuriante. C'est pour cela que notre sous-sol regorge de ce gaz aujourd'hui convoité. Le gaz est captif, emprisonné dans les pores microscopiques de ces couches de roches. Le schiste étant une roche sédimentaire déposée à son origine sous forme d'argile et de limon. Mais ce gaz sont une des sources dites « non classiques » de gaz naturel, qui incluent: le méthane de houille et le gaz de réservoirs étanches.
Vous noterez que de nombreux articles le nomme gaz de shale, de son vrai nom géologique.


Comment extrait-on ce gaz de schiste?

Le gaz classique est plus facile et moins coûteux à produire. Dans ce cas, pour faire une image simple, il suffit souvent de planter "une paille" dans la roche jusqu'au bassin souterrain et d'en aspirer les bulles, comme dans un verre de boisson gazeuse. Cependant, la production de gaz provenant de ces accumulations diminue dans le monde (car nous l'avons brûlé). Afin de pallier cette future pénurie, l'industrie pétrolière et gazière se tourne vers des combustibles fossiles dont la production était auparavant difficile et trop coûteuse. Voici le que le gaz de schiste devient la bouée de secours...

Parce que la présence de ce gaz de schiste dans la vallée du Saint-Laurent est attestée depuis les années 1960. Dans les années 1970, des relevés réalisés par la Société québécoise d’initiative pétrolière (SOQUIP), près de Saint-Hyacinthe, ont confirmé l’existence de ces gisements de gaz...Restait à pénétrer ce schiste pour en extraire le gaz. Une opération qui a longtemps semblé relever de l’impossible.

Cela était le cas jusqu’à ce qu’un certain George Mitchell, un ingénieur pétrolier des États-Unis, entre en scène. Littéralement obnubilé par les énormes gisements que contienait le schiste du nord du Texas, il expérimente, en 1981, une technique inédite: la fracturation hydraulique. Mais ses essais s’avèrent peu concluants, car le volume de gaz extrait est trop faible pour rentabiliser l’opération.

Il fallut attendre encore quelques années plus tard, où Bill Penhall, aujourd’hui vice-président du groupe Devon Energy, a l’idée d’exécuter un forage à l’horizontale pour fracturer la couche géologique sur sa longueur. C'est cette innovation technologique, qui permet d'extraire le plus de gaz et ce, à moindres coûts.

Pour faire une image simple, il faut s'imaginer un mille-feuille dans le font d'un verre rempli de boisson gazeuse: pour faire sortir les bulles, non seulement on plante "la paille" jusqu'à la "roche", mais ensuite il faut la faire dévier horizontalement dans la couche de schiste (ou ici de gâteau) prometteuse et y injecter sous pression de l'eau et des produits chimiques pour faire éclater les couches "du gâteaux" qui emprisonne les bulles; pour ensuite les aspirer. Voici, ci-contre, une illustration du processus.

Plus en détails, du ciment est d’abord coulé à l’intérieur du cylindre d’acier, puis remonte sur le pourtour du tube jusqu’en surface. On reforce le tout à en injectant une boue constituée d’eau et de gel qui tapisse les parois et les solidifie. Elle permet également d’évacuer les déblais créés par le forage. Ce coffrage interne permet de canaliser le gaz tout étant...censé d'empêcher les fuites vers la nappe phréatique (eau pur dans le sous-sol). Une fois fait, le forage est dévié horizontalement. La couche de schiste est alors traversée sur une longueur de 1 km. Au bout de l’installation, une dernière gaine de ciment, horizontale cette fois, est mise en place. Elle sera perforée pour laisser passer les jets d’eau lors de la fracturation à venir. Ensuite est installé un dispositif anti-éruption au-dessus du puits: simple plaque d’acier qui empêche le gaz de s’échapper en cas de brusque changement de pression sous-terrain.

Une fois la "paille" installée, pour extraire ce gaz, cela exige beaucoup beaucoup d'eau sous pression! Cette fracturation est provoquée par l'injection d'environ: 12 millions de litres d'eau, de 1,2 millions de litre de sable et de 72 000 litres d'acide chloridrique pour dissoudre la roche. L'onde de choc de la fracture se répercute jusqu'à des fissuration de 100 mètres plus haut dans les couches de roches. Après cette injection, 35% à 50% du liquide jaillira à la surface pour être suivi de 10 à 20 ans d'approvisionnement gazeux.
...Pouf, les bulles sortes comme de bouteille de Champagne...

Voyez-vous venir la suite...Prochain épisode: comment l'exploitation de ce gaz endommage l'environnement?


Références:
Québec Science
L'ABC du gaz de schistes au Canada - Dossier énergie

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