Eau

Qu’est-ce que le fracturation hydraulique ? Son processus et son fonctionnement

Nous avons besoin des combustibles fossiles pour vivre normalement. Faire rouler nos voitures, chauffer nos maisons et éclairer nos rues toute la nuit ne sont que quelques-unes des façons dont nous utilisons l’énergie que nous tirons du gaz naturel, du pétrole et du charbon – les principaux combustibles fossiles. Nous recueillons ces combustibles fossiles depuis de nombreuses années, mais nous essayons toujours de trouver de meilleurs moyens, plus efficaces, pour tirer le maximum des combustibles fossiles qui existent naturellement dans le monde et autour du monde.

La fracturation est l’une des méthodes que nous utilisons actuellement pour accéder au gaz naturel et au pétrole enfouis à des kilomètres et des kilomètres sous la surface de la Terre. Au cours de ce processus, une énorme foreuse est utilisée pour traverser de nombreuses couches de terre et de roche qui se trouvent entre le gaz naturel et nous.

Un mélange d’eau spécial est ensuite pompé directement sur la roche à des kilomètres de profondeur afin de libérer le gaz qu’elle contient. Le mélange – composé principalement d’eau, de sable et de certains produits chimiques – est forcé dans la roche (à des pressions extrêmement élevées) afin d’expulser le gaz vers l’endroit où nous pouvons le collecter. La foreuse peut être enfoncée dans la terre verticalement ou horizontalement.

Le fracking a été expérimenté pour la première fois en 1947 et est utilisé à des fins commerciales depuis 65 ans. Il s’agit d’un processus qui consiste à forer la terre et à diriger un mélange d’eau, de sable et de produits chimiques vers les roches à haute pression afin de fracturer les roches de schiste et de libérer le gaz naturel qu’elles contiennent. Selon cette étude, il y a plus de 500 000 puits de gaz naturel en activité aux États-Unis. La fracturation hydraulique permet de produire plusieurs barils de gaz par jour, mais au prix de nombreux risques pour l’environnement, la santé et la sécurité.

D’après Wikipedia,

« La fracturation hydraulique, également appelée fracking, fracing, hydrofracking, fraccing, frac’ing et hydrofracturation, est une technique de stimulation de puits impliquant la fracturation de formations rocheuses par un liquide sous pression. Le processus implique l’injection à haute pression d’un « fluide de fracturation » (principalement de l’eau, contenant du sable ou d’autres proppants en suspension à l’aide d’agents épaississants) dans un puits de forage afin de créer des fissures dans les formations rocheuses profondes à travers lesquelles le gaz naturel, le pétrole et la saumure s’écouleront plus librement. Lorsque la pression hydraulique est retirée du puits, de petits grains d’agents de soutènement de la fracturation hydraulique (sable ou oxyde d’aluminium) maintiennent les fractures ouvertes ».

Le processus de fracturation peut nous aider à améliorer l’accès au gaz que nous avons déjà commencé à exploiter ou à atteindre de nouveaux gisements de gaz naturel, jusqu’alors inconnus, même s’ils se trouvent à des kilomètres sous la surface de la Terre. Le terme « fracking » est une abréviation de « hydraulic fracturing », qui fait référence à la fracturation de la roche qui est brisée par le mélange d’eau sous haute pression. Malheureusement, de nombreuses personnes commencent à s’inquiéter de l’impact négatif de la fracturation sur l’environnement.

Quel est le processus de fracturation ?

Une fois le gaz naturel (également appelé « gaz de schiste ») découvert, des mesures peuvent être prises pour mettre en place le processus de fracturation afin d’accéder à ce combustible fossile essentiel, utilisé le plus souvent pour la cuisine et le chauffage. Si le gaz naturel ne se trouve pas trop loin sous la surface, d’autres méthodes d’extraction peuvent être utilisées et peuvent même être préférées.

Toutefois, comme nous commençons à manquer de gisements de gaz de schiste plus proches de la surface, nous commençons à essayer de trouver des moyens d’accéder aux nombreux gisements qui se trouvent à plusieurs milliers de pieds sous terre. La fracturation est aujourd’hui l’une des méthodes d’extraction privilégiées, car elle permet d’atteindre les poches et les gisements de gaz naturel avec une relative facilité.

Sans la fracturation, nous pourrions commencer à manquer de gaz de schiste plus rapidement que prévu. Le processus de fracturation se déroule en plusieurs étapes une fois que les gisements situés dans les profondeurs de la Terre ont été découverts :

1. Tout d’abord, un puits est créé en forant directement dans la terre. Des mesures auront déjà été prises pour déterminer exactement où se trouve le gaz naturel, et la foreuse creusera jusqu’à ce niveau exact, que le gaz soit extrait verticalement ou horizontalement. Dans le cas d’un forage horizontal, la foreuse est tournée à quatre-vingt-dix degrés à l’horizontale et continue ensuite vers le gisement naturel. Ces puits peuvent être creusés jusqu’à plusieurs milliers de pieds, ce qui signifie que nous pouvons accéder à beaucoup plus de gaz naturel qu’auparavant, car les autres puits de gaz naturel n’ont pas encore été en mesure d’atteindre une telle profondeur.

2. Ensuite, le mélange d’eau, de divers produits chimiques (bien que la plupart des entreprises ne précisent pas la nature exacte de ces produits) et de sable est pompé dans le puits en direction du gisement de gaz naturel. L’eau est pompée à haute pression afin de briser les roches contenant le gaz et de permettre à celui-ci de s’échapper. Chaque puits de gaz naturel peut nécessiter jusqu’à cinq millions de gallons d’eau, soit 100 fois plus que les autres méthodes d’extraction utilisées auparavant.

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3. Au fur et à mesure que le gaz naturel traverse les roches brisées par le mélange d’eau à haute pression, il remonte régulièrement vers la surface. De là, nous sommes en mesure de le collecter pour le traiter, le raffiner et le distribuer à ceux qui en ont besoin.

4. L’eau qui a été pompée dans la terre doit cependant en ressortir. Ces eaux usées (également appelées « eaux de retour ») remontent à la surface après l’extraction de tout le gaz naturel. Dans certains endroits, cette eau est ensuite récupérée lorsqu’elle atteint la surface.

5. L’eau utilisée dans le processus de fracturation est ensuite stockée dans des réservoirs en acier afin d’être injectée dans les puits de pétrole et de gaz pendant une longue période sans nuire à l’environnement. En raison des produits chimiques ajoutés à cette eau, elle ne peut pas être simplement rejetée dans la mer ou dans d’autres cours d’eau.

Aux États-Unis, la fracturation hydraulique sécurisée permet d’exploiter de vastes gisements de pétrole et de gaz naturel qui étaient enfermés dans des formations rocheuses étanches. La fracturation hydraulique sera utilisée au cours des prochaines décennies pour accéder à des zones difficiles d’accès pour le pétrole et le gaz. L’utilisation de la fracturation hydraulique a assuré la sécurité gazière des États-Unis et du Canada pour les 100 prochaines années. Elle a stimulé la production nationale de pétrole et de gaz et fait baisser les prix du gaz. Selon l’EIA, les États-Unis sont le premier producteur de gaz naturel au monde et, grâce à la fracturation, ils pourraient devenir le premier producteur de pétrole au monde d’ici 2015.

Comment fonctionne la fracturation ?

Pourquoi la fracturation est-elle si efficace pour extraire le gaz naturel du sol afin que nous puissions l’utiliser pour chauffer nos maisons et cuire nos aliments ? Contrairement aux méthodes précédentes d’extraction du gaz naturel, la fracturation nous permet de creuser à plusieurs centaines de pieds dans le sol, ce qui signifie que nous pouvons accéder à beaucoup plus de gisements naturels de gaz de schiste qui étaient jusqu’à présent hors de notre portée. La fracturation est très efficace, et un certain nombre de détails expliquent pourquoi elle est en passe de devenir un moyen privilégié d’extraire le gaz naturel du sol.

1. Si La fracturation est si efficace, c’est parce que le forage du sol nous permet d’accéder à des gisements de gaz naturel situés à des milliers de pieds de la surface. Cela signifie que nous pouvons injecter directement et à pleine pression le mélange d’eau, de sable et de produits chimiques (répartis respectivement à 90 %, 9,5 % et 0,5 %) dans les roches qui contiennent le gaz naturel.

2. L’injection du mélange d’eau à haute pression dans la roche est absolument essentielle, car c’est elle qui provoque les minuscules fissures dans la roche. Cette pression doit être extrêmement bien contrôlée, faute de quoi beaucoup de choses pourraient mal tourner. Une fois ces fissures créées, aussi petites soient-elles, elles permettent au gaz de s’écouler sans problème du gisement naturel situé dans les profondeurs du sol jusqu’à la surface.

3. Les produits chimiques et le sable qui sont ajoutés à l’eau afin de maintenir ouvertes les fissures créées par l’eau à haute pression. Sans ces additifs, les fissures se refermeraient très rapidement, emprisonnant à nouveau le gaz et le rendant impossible d’accès.

4. Le fracturation s’effectue sur toute la longueur du puits foré. Cela nous permet d’accéder à autant de gaz naturel que possible, ce qui rend le processus beaucoup plus rentable et efficace. Cela signifie que nous pouvons accéder aux gisements de gaz naturel les plus importants sans avoir à effectuer de multiples forages dans le sol.

5. Le fracturation est particulièrement efficace pour accéder à ce que l’on appelle le « gaz de réservoir étanche ». Il s’agit du gaz qui est en fait piégé à l’intérieur des formations rocheuses de schiste et qui est, par conséquent, beaucoup plus difficile à atteindre avec les techniques normales d’extraction du gaz de schiste.

Pourquoi Le fracturation est-il mauvais ?

1. Elle provoque de graves problèmes de santé

La toux, l’essoufflement et la respiration sifflante sont les plaintes les plus courantes des habitants vivant à proximité de puits fracturés. Des gaz toxiques comme le benzène sont libérés de la roche par la fracturation. De même, des déchets toxiques composés d’eau et de produits chimiques sont souvent stockés dans des fosses à ciel ouvert, libérant des composés organiques volatils dans l’air. Ces produits chimiques nocifs et ces particules sont également libérés par les pompes à moteur diesel utilisées pour injecter l’eau. Des associations significatives entre la proximité d’opérations de fracturation en cours et diverses combinaisons de migraines, de rhinosinusites chroniques et de symptômes de fatigue ont été constatées statistiquement.

Les produits chimiques issus de la fracturation sont nocifs pour les femmes enceintes et leurs bébés en développement. Des chercheurs de Virginie-Occidentale ont trouvé des produits chimiques perturbateurs du système endocrinien dans les eaux de surface situées à proximité des sites d’élimination des eaux usées.

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2. Elle libère des composés nocifs dans l’air

Les puits de fracturation libèrent dans l’air des composés tels que le benzène, l’éthylbenzène, le toluène et le n-hexane ; l’exposition à long terme à ces composés a été associée à des malformations congénitales, des problèmes neurologiques, des troubles sanguins et des cancers.

L’un des principaux polluants libérés lors du processus de fracturation est le méthane. Le méthane est un important gaz à effet de serre. Son potentiel de réchauffement global est 84 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone sur un horizon de 20 ans et 25 fois sur un horizon de 100 ans.

3. Il affecte l’approvisionnement en eau et la qualité de l’eau

Le processus de fracturation utilise des milliards de litres d’eau chaque année. Selon l’EPA, le volume médian d’eau consommé est de 1,5 million de gallons par puits au niveau local. Cette consommation réduit la quantité d’eau douce disponible pour les habitants des environs, en particulier dans les régions où la disponibilité de l’eau est faible.

Lorsque l’eau n’est pas disponible localement pour les sites de fracturation, elle est transportée à partir d’autres régions, ce qui finit par réduire la quantité d’eau disponible dans les lacs et les rivières du pays. Dans des régions arides comme l’Ouest, cela pourrait même signifier moins d’eau pour les poissons et la faune.

Lors de la fracturation, chaque puits produit des millions de litres de fluide toxique contenant non seulement les produits chimiques ajoutés, mais aussi d’autres matières radioactives naturelles, des hydrocarbures liquides, de l’eau salée et des métaux lourds. Les fissures créées par le processus de fracturation peuvent également créer des voies d’accès souterraines pour les gaz, les produits chimiques et les matières radioactives.

Les produits chimiques utilisés dans le processus de fracturation peuvent s’infiltrer dans les réserves d’eau locales, ce qui peut également entraîner une contamination de l’eau. Dans un rapport de 2015, l’EPA a recensé 151 déversements de fluide de fracturation hydraulique. Dans treize de ces cas, le déversement a atteint des réserves d’eau de surface.

En outre, la fracturation génère des milliards de gallons d’eaux usées, dont seule une petite partie est réutilisée dans le processus de fracturation. La majorité des eaux usées est injectée dans des puits souterrains, et ce qui n’est pas injecté est transporté pour être traité. L’EPA souligne que les fuites potentielles des fosses de stockage des eaux usées ou les rejets accidentels pendant le transport constituent des risques pour les réserves d’eau potable.

4. Elle met les travailleurs en danger

L’Institut national pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) a constaté que les travailleurs peuvent être exposés à des poussières contenant des niveaux élevés de silice alvéolaire lors de la fracturation hydraulique. Ces conclusions ont été communiquées après que le NIOSH a étudié 116 échantillons d’air prélevés pendant un quart de travail complet sur 11 sites de fracturation hydraulique dans cinq États.

5. Les résidents locaux souffrent

Outre l’impact global de la fracturation, celle-ci a des effets néfastes sur les personnes vivant à proximité des sites d’extraction. Une multitude de composants auxiliaires libérés sur les sites de forage peuvent entraîner des problèmes de santé tels que l’irritation des yeux, du nez, de la bouche et de la gorge.

La pollution atmosphérique locale peut aggraver l’asthme et d’autres affections respiratoires. Au niveau régional, les processus liés à la fracturation dégagent des oxydes d’azote et des composés organiques volatils, formant un smog qui peut priver les travailleurs et les résidents locaux d’air pur.

6. Elle provoque des tremblements de terre

La fracturation serait à l’origine du plus fort séisme enregistré en Oklahoma en 2011 et de plus de 180 secousses au Texas entre 2008 et 2009. La fracturation fait l’objet d’une enquête car les puits d’injection utilisés pour le stockage des eaux usées de la fracturation hydraulique peuvent provoquer des tremblements de terre.

Deux études de 2015 suggèrent que des failles cachées sous la surface pourraient expliquer les tremblements de terre dans les zones de fracturation ; une étude de 2016 suggère qu’un moyen de calmer les secousses serait de limiter la quantité d’eau usée pompée dans les puits situés en profondeur.

7. Autres préoccupations environnementales

Outre la pollution de l’air et de l’eau, la fracturation peut avoir des effets à long terme sur le sol et la végétation environnante. La salinité élevée des eaux usées déversées peut réduire la capacité du sol à supporter la vie végétale. Les opérations de fracturation hydraulique industrialisent déjà les paysages sauvages et ruraux et mettent en péril les économies agricoles et récréatives.

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