Le gaz naturel, un gaz propre ?

 

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Largement présenté comme un "gaz vert" (comme dans le logo de la branche gazière suisse), le gaz naturel est une énergie fossile dont le bilan écologique n'est pas aussi léger qu'on voudrait nous le faire croire...


Production, utilisation, consommation

L’exploitation du gaz naturel est le plus souvent associée à celle du pétrole, on trouve gaz et pétrole dans les mêmes gisements.
L’acheminement et le traitement du gaz naturel sont plus complexes et donc plus coûteux que ceux du pétrole. Il est aussi plus dangereux à manipuler parce qu’explosif. L’augmentation de la demande en énergie, la hausse du prix du pétrole ont permis le développement de l’exploitation du gaz naturel et de son utilisation.
L’importance des investissements nécessaires à l’utilisation du gaz est extrêmement lourde (réseaux de gazoduc, usine de liquéfaction, méthanier) et ne peut se justifier que s’il y a une forte production.
La part du gaz naturel dans le mix énergétique est actuellement d’environ 20% dans le monde, et de 12% en Suisse. L’essentiel de sa consommation est consacrée au chauffage.


Boues de forage

Il y a sur internet de très nombreux documents sur le gaz de schiste, les fluides de fracturation récupérés après une fracturation hydraulique, sur leur composition, leur toxicité. Par contre les informations sur les boues de forage sont rares. C’est comme si le fait de percer un puits dans le sous-sol jusqu’à de très grandes profondeurs serait en soi quelque chose d’anecdotique,  comme si l’exploitation de gaz ou de pétrole conventionnel et toute forme d’exploration du sous-sol seraient sans conséquences pour l’environnement.
Il semble que ce ne soit pas le cas !
L’article de Wikipedia sur ce thème donne une information bien détaillée. Voici deux photos extraites de celui-ci :

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Ajout d'un agent anti-mousse dans le fluide de forage Mud logger : il analyse en continu le fluide remontant pour connaître la qualité des couches traversées


La thèse de Mohammed Khodja sur les fluides de forage (2008) est un document un peu ardu à lire pour les non spécialistes. Mais une lecture superficielle permet de comprendre que les boues de forage sont constituées soit par une base d’eau et de bentonite (argile) complétée par de nombreux additifs, soit par une base d’eau et d’huile (pétrole brut, fuel, gazole…) complétée elle aussi par de nombreux additifs. Comme le fluide de fracturation, les boues de forage se chargent dans le sous-sol d’éléments nouveaux avec lesquels elles entrent en interaction chimique.

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Source : M. Khodja

 «  Sur le plan environnemental, en plus des pertes de circulation des fluides pendant et après le forage, le bourbier, en tant que collecteur des produits liquides et solides issus du forage, représente une grande source de pollution et de danger. Le diagnostic des techniques de traitement utilisées a montré des imperfections majeures pouvant induire des nuisances pour la santé humaine, l'écosystème et l'environnement » (M. Khodja).

Les boues de forage, au moment du forage proprement dit, entrent nécessairement en contact avec la zone aquifère et peuvent s’y répandre. C'est particulièrement le cas dans les sous-sols karstiques du Jura abritant de nombreux et complexes réseaux de grottes et rivières souterraines. 


Fuites de méthane

Le méthane, principal composant du gaz naturel, est un puissant gaz à effet de serre : 25 fois plus que le CO2 sur 100 ans. Il faut une centaine d'année pour que le CO2 s'élimine de l'atmosphère, mais seulement 12 ans pour le méthane; pendant sa durée de vie, c'est un gaz à effet de serre plutôt 100 fois plus puissant que le CO2! Le méthane est très présent dans les sous-sols à travers lesquels il migre progressivement vers la surface. Les tremblements de terre et l’activité volcanique en sont des accélérateurs accidentels mais naturels.

Lors de l’exploitation du gaz et du pétrole, des rejets de gaz accidentels ou volontaires sont fréquents,  le traitement, le transport et la distribution du gaz sont aussi chaque fois l’occasion d’émissions fugitives (fuites).
L'étanchéité assurée par la cimentation est désormais contestée : le ciment n'adhère pas suffisamment à l'acier pour empêcher les molécules de gaz de migrer le long du puits. C'est ce qu'explique cette video.
Le vieillissement des puits de forage s’accompagne d’une dégradation inévitable de leurs constituants (acier  et ciment) et entraîne donc une pollution progressive des nappes phréatiques par les émissions de méthane (une exploitation ne peut extraire l'intégralité du méthane contenu dans le gisement visé).

Lors des glaciations, de grandes quantités de méthane ont été piégées dans les glaces. Elles commencent à se libérer avec le réchauffement climatique et la fonte de la banquise
Toutes ces émanations, qu’elles soient naturelles, provoquées directement ou indirectement par l’homme, jouent un rôle important dans le réchauffement climatique.


Torcharge

Le torchage est le plus souvent lié à l’exploitation du pétrole : les gaz associés sont brûlés sur place car trop coûteux à exploiter. Il peut aussi être réalisé sur des sites de production de gaz pour des questions techniques (régulation du débit) ou de sécurité (surpression).

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Pennsylvanie, source : marcellus-shale.us Canada, source : Y. Doublet, le Devoir Koweit, source : Ph. Hutchinson


On estime à 150 milliards de m3 la quantité de gaz naturel ainsi perdue en 2011 (les champions de gâchis seraient la Russie, le Nigeria , l’Irak , l’Iran et les Etats-Unis), cela correspond à 30% de la consommation européenne.
Le torchage brûle incomplètement les gaz associés et libère donc dans l’atmosphère, en plus du CO2, des composés nocifs (pour la population, les animaux, l’agriculture). Il constitue aussi une pollution lumineuse (en particulier pour la faune sauvage).
Rapport (en anglais) sur le coût du gaspillage des énergies fossiles édité en janvier 2013 par le World Future Council. Dans cet article du Figaro, on voit une photo nocturne des Etats-Unis prise par satellite.


Bilan carbone du gaz naturel,  l’énergie grise

Le gaz naturel est une énergie fossile dont la combustion, comme celle du pétrole et du charbon, restitue du CO2 enfoui dans le sous-sol depuis des millénaires.
Sa combustion produit moins d’énergie que celle du pétrole, mais aussi moins de CO2 par quantité d’énergie produite ; elle ne produit pas de poussières ni de cendres. Elle a donc passablement d’avantages par rapport au pétrole sur le plan environnemental.
Mais son traitement, son transport sont coûteux en énergie (la liquéfaction du gaz utilise 12% du gaz livré pour son propre fonctionnement, tandis que le transport par gazoduc peut utiliser 20% du gaz pour un trajet de 5000 km).
Malgré sa « propreté » mise en avant par les gaziers, l’énergie grise du gaz naturel et son bilan carbone n’est pas comparable à celle des énergies renouvelables.

Le biogaz produit aussi du méthane par la fermentation de matières organiques. On le classe cependant  parmi les énergies renouvelables. La combustion du biogaz restitue le carbone qui a été préalablement ôté de l’atmosphère, contrairement au gaz naturel. Le biogaz se situe dans le cycle court du carbone et  n’accroît pas l’émission de gaz à effet de serre.
Fiche pédagogique sur le gaz naturel

 

 

Article édité pendant la fuite de gaz naturel en Californie, cet article rapporte en français les dernières études sur les effets du gaz naturel, parmi lesquelles celles de Robert Howarth de la Cornell University de New-York :

Et si l'effet du "gaz naturel" sur le réchauffement était sous-estimé? Dr Pétrole et Mr Carbone, février 2016.