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La fracturation peut-elle être nettoyée ?
La fracturation hydraulique, ou fracturation hydraulique, procédé de libération du gaz naturel emprisonné dans les gisements de schiste, a provoqué un boom de la production de gaz naturel aux États-Unis. Mais certains experts craignent que cette pratique n'entraîne une contamination de l'eau potable et des rejets de méthane, incitant certaines localités à limiter la production de gaz de schiste.
Un nouveau Analyse par l'Agence internationale de l'énergie affirme que des technologies existent - ou sont en cours de développement - qui pourraient largement répondre à ces préoccupations. Si elles sont adoptées, la fracturation pourrait être plus largement acceptée par les gouvernements du monde entier, ce qui entraînerait une baisse des émissions de gaz à effet de serre et des prix de l'énergie. S'ils ne le sont pas, les gouvernements pourraient rechigner et le charbon conserverait sa place dominante dans la production d'électricité.
Le problème le plus connu associé à la fracturation hydraulique est la préoccupation concernant l'utilisation et la contamination de l'eau. La fracturation consomme de grandes quantités d'eau; environ 20 millions de litres sous haute pression sont envoyés dans chaque puits pour créer les fractures dans la roche qui libèrent le gaz naturel. Cette utilisation de l'eau est une préoccupation majeure dans des endroits comme le Texas et certaines régions de Chine qui ont d'importantes ressources en gaz de schiste et sont sujettes aux sécheresses.
L'élimination de ces eaux usées est une autre préoccupation. La fracturation hydraulique a également le potentiel de contaminer les réserves d'eau potable et d'augmenter la pollution de l'air. Et certains craignent que cela n'augmente en fait les émissions de gaz à effet de serre en raison des fuites de méthane.
Mais le rapport de l'AIE conclut que la fracturation hydraulique, comme de nombreuses autres pratiques dans les industries impliquant des produits chimiques dangereux, peut être rendue relativement sûre grâce à la réglementation. L'AIE estime que les mesures nécessaires pour rendre la fracturation hydraulique plus sûre ajouteraient environ 7 % au coût d'un puits moyen.
Des niveaux importants de méthane, le principal composant du gaz naturel, ont été trouvés dans les réserves d'eau potable à proximité de certains sites de fracturation hydraulique. Certains écologistes ont suggéré que le processus de fracturation, qui crée des fractures dans le schiste, pourrait créer une voie pour le gaz naturel et d'autres produits chimiques pour atteindre les aquifères et se mélanger à l'eau potable.
Mais selon le rapport de l'AIE, cela ne semble pas être le problème dans la plupart des cas. La fracturation a généralement lieu à des centaines de mètres sous les aquifères, et il est facile d'arrêter la propagation des fractures. Le craquage de la roche nécessite des pressions élevées. Arrêtez d'appliquer la pression et la fracturation de la roche s'arrête. Cependant, certains sites de fracturation hydraulique sont relativement proches du niveau d'eau potable, et l'AIE suggère qu'il pourrait être judicieux d'interdire la procédure à de tels endroits.
L'AIE affirme que l'eau contaminée est très probablement le résultat de producteurs construisant des puits de gaz naturel de qualité inférieure, qui sont bordés de boîtiers métalliques et de ciment pour empêcher le gaz naturel de contaminer les aquifères. Mais dans certains cas, les producteurs ont fait un mauvais travail de cimentation, permettant aux canaux de gaz naturel de se former. Chaque fois qu'il y avait une fuite de gaz, elle se produisait parce que le ciment n'était pas bien fait, explique Franz-Josef Ulm, professeur de génie civil et environnemental au MIT. Ce problème pourrait être résolu en cimentant correctement, puis en surveillant attentivement l'intégrité du puits. En matière de cimentation, les solutions existent. La question est de savoir si elles sont appliquées, dit Ulm.
Une nouvelle technologie pourrait réduire considérablement la pression nécessaire à la fracturation hydraulique, facilitant ainsi la construction de puits sûrs, explique Ulm. Les chercheurs apprennent que le schiste est particulièrement résistant aux fractures en raison de la présence d'une petite quantité de matière organique qui lie les particules inorganiques. Cibler ces matériaux en appliquant un solvant spécial pourrait affaiblir le schiste et faciliter grandement la libération du gaz naturel.
Il existe également des possibilités de réduire la consommation d'eau en utilisant des fluides autres que l'eau, tels que le propane (qui pose ses propres problèmes environnementaux) ou en mélangeant du dioxyde de carbone ou de l'azote avec de l'eau pour créer des mousses. Finalement, il peut être possible de mélanger de petites quantités d'eau avec des particules solides conçues pour s'écouler facilement, dit Ulm.
Une autre crainte de contamination concerne les produits chimiques que les entreprises de fracturation ajoutent à l'eau. La plus grande préoccupation n'est pas les produits chimiques une fois qu'ils sont mélangés à l'eau, car ils sont si dilués, mais plutôt la manipulation des produits chimiques sous forme concentrée. Les déversements en surface pourraient s'infiltrer dans le sol et contaminer l'eau potable. La solution consiste à recouvrir de plastique la zone où les produits chimiques sont manipulés et à surveiller les fuites. Les chercheurs développent également des produits chimiques moins toxiques ou des techniques pour en éliminer le besoin.
Pourtant, même si ces produits chimiques peuvent être traités, les eaux usées restent un défi. L'eau qui retourne à la surface est contaminée non seulement par les produits chimiques initialement mélangés à la surface, mais également par des produits chimiques, des métaux lourds et, dans certains cas, des matières radioactives naturelles provenant des profondeurs du sous-sol.
Au fur et à mesure que l'eau remonte à la surface, le gaz naturel et d'autres hydrocarbures libérés par la fracturation l'accompagnent. Dans de nombreux cas, ce gaz peut s'échapper dans l'atmosphère jusqu'à ce que l'eau cesse de couler. Le principal composant du gaz naturel, le méthane, est un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone. Cette pratique pourrait donc compenser les réductions d'émissions de gaz à effet de serre résultant de la combustion de gaz naturel plutôt que de charbon. Cependant, une technologie simple existe pour capter le gaz naturel à ce stade.
La mise en œuvre de ces technologies nécessitera probablement une réglementation. Il ne peut pas seulement compter sur les entreprises pour adopter les meilleures pratiques, car vous n'aurez qu'un certain pourcentage d'opérateurs de puits qui le feront, dit Mark Boling , président de V+ Development Solutions, qui fait partie de Southwestern Energy, un producteur de gaz naturel. Vous devez aller jusqu'au bout et mettre en place des règlements afin que vous ayez des règles du jeu équitables et que tout le monde soit tenu de faire la même chose.
Si elles sont bien faites, ces réglementations pourraient stimuler l'innovation en créant un marché pour les nouvelles technologies. Ulm recommande des plafonds d'émissions qui donnent aux entreprises la possibilité de choisir la meilleure technologie. L'AIE demande une combinaison de ces plafonds et, dans certains cas, des exigences technologiques spécifiques. Avec de telles réglementations, vous pourriez forcer l'innovation à être mise en œuvre à un rythme élevé. La technologie est ce qu'il faudra pour faire du gaz de schiste une ressource durable, dit Ulm.