Les hydrocarbures de roche mère : technologies alternatives à la fracturation hydraulique
lundi 1er avril 2013, par
Cet article succède à ceux déjà parus sur les gaz des schistes dans les Flashs 22, 23 et 26. Il fait suite à la conférence de Centrale-Energies du 13/12/2012 sur les hydrocarbures de roches mères avec les interventions de Roland Vially de IFP Energies Nouvelles et de Michel Combarnous. La conférence de Sciences Po Environne-ment du 23/1/2013 avec la participation de Bruno Courme, Directeur Général de Total Gas Shale Europe, a aussi enrichi ma ré-flexion.
L’objectif de cet article est de présenter brièvement les techniques alternatives à la fracturation hydraulique pour l’exploitation des hydrocarbures de roches mères : pétrole de schiste et gaz de schiste.
Lors de la conférence du 13/12/2012, le géologue Roland Vially n’a abordé qu’une seule technique alternative à la fracturation hydraulique : il a évoqué la fracturation des roches mères avec du propane liquide sous pression. Le propane est mélangé avec un gel afin de transporter du sable servant à maintenir ouvertes les fissures. L’avantage par rapport à l’eau est que le fluide injecté est moins visqueux que l’eau donc sa tension de surface plus faible permet de récupérer davantage d’hydrocarbures. Ainsi, la « longueur effective de fracture » avec le propane liquide est plus importante. L’autre avantage de cette technique réside dans une récupération presque en totalité du propane injecté au bout de 10 jours alors qu’avec la fracturation hydraulique, 20 à 50% du volume injecté ne peut être récupéré au bout de 100 jours. Cette technique ne transporte pas à la surface les minéraux radioactifs ou toxiques contenus dans le sous-sol. Elle est mise en œuvre par la société canadienne GasFrac qui a déjà effectué plus d’un mil-lier de fracturations expérimentales. Les techniques mises en œuvre par cette société vis-à-vis du risque d’explosion avec le propane nécessitent d’être analysées. Le propane est récupéré gazeux et facilement séparé du méthane.
Ainsi, il apparaît que ces techniques de fracturation par des fluides autres que de l’eau sont encourageantes mais il convient de poursuivre leur développement.
Le CO2 liquide, l’azote liquide, l’hélium liquide, le méthanol, le gasoil peuvent aussi être des fluides utilisés. Ils ont été cités par Bruno Courme lors de sa conférence du 23/1/2013 mentionnée ci-dessus.
Une autre technique alternative à la fracturation hydraulique est la fracturation électrique ou stimulation par arcs électriques. Des chocs électriques de très haute tension augmentent la porosité et la perméabilité de la roche. Il n’y a plus de problèmes liés à l’injection de fluides. Mais l’efficacité de cette technique est actuelle-ment faible. Ce sont des fissures qui sont créées et pas des fractures et le maintien en ouverture des fissures reste à prouver. Une dizaine d’années de R&D seront sans doute nécessaires au développement de cette technologie. Les risques d’explosion entre les sources de courant et le gaz sont à considérer et les bilans énergétiques et économiques aussi. La société Chevron et l’université de Pau étudient cette tech-nique.
La fracturation par explosion est une technique possible à explorer.
L’approche biotechnologique par emploi de bactéries est au stade expérimental mais c’est une voie en recherche car les rendements sont pour le moment très faibles.
Enfin, il convient d’aborder les techniques par chauffage afin de pousser la maturation de la roche en hydrocarbures, par de la vapeur, et par des procédés électriques. Les pétroliers mettent en œuvre déjà ces techniques dans les gisements conventionnels. Mentionnons à ce titre le procédé de la société Chimera Energy Corp, développé en Chine puis au Texas et appelé : « Extraction exothermique non hydraulique » ou « fracturation sèche ». De l’hélium liquide serait injecté et le chauffage naturel entraînerait la détente en hélium gazeux qui fracturerait la roche.
En conclusion, la dynamique d’innovation sur les techniques de récupération des hydrocarbures de roche mère est stratégique au plus haut point.
L’office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) a donné jeudi 31/01/13 le coup d’envoi à un rapport qui vise à évaluer les alternatives à la fracturation hydraulique : rapport d’étape au printemps 2013 puis rapport final à l’automne 2013.
Références :
[1] Rapport ANCRE ‘programme de recherche sur l’exploitation des hydrocarbures de roches mères’ juillet 2012
[2] Lenoir Jean-Claude, Bataille Christian Etude de faisabilité d’un rapport relatif aux « Techniques alternatives à la fracturation hydraulique pour l’exploration et l’exploitation des gaz de schiste » - OPECST novembre 2012
Retrouvez également cet article dans le Flash n°34.