Le Gaz De Schiste: Comment se forme le gaz de schiste ? Comment l’extrait-on ?

I- Comment se forme le gaz de schiste ? Comment l’extrait-on ?

Le gaz de schiste constitue un nouvel espoir pour l’industrie mondiale des énergies. En effet, c’est une énergie naturelle présente en grande quantité dans le sol (il existe à ce jour 48 grands bassins de gaz de schiste), ce qui la différencie des énergies sur le marché en ce moment, comme le pétrole.

Nous allons tout d’abord étudier les conditions nécessaires à sa formation, puis nous remarquerons que plusieurs techniques sont aujourd’hui utilisées ou en voie de développement pour l’extraire, chacune avec des avantages et des inconvénients.

Qu’est-ce que le gaz de schiste ? Où se situe-t-il ?

Le gaz de schiste est un gaz naturel, ce qui veut dire qu'il s'est formé dans le sous-sol par la décomposition de matière organique (arbres, végétaux,...) et sa transformation en méthane (CH4) par des bactéries. Il est donc composé à 95 % de méthane, 4 % d'éthane et d'azote, et 1% de dioxyde de carbone et de propane. Seulement, ce gaz a comme particularité d'être enseveli très profondément sous terre, entre 1500 et 3000 mètres. Il apparaît principalement sur des sols argileux ou vieillissants (couche terrestre âgée). C'est un hydrocarbure : les liaisons qui composent sa molécule sont principalement des liaisons Carbone-Hydrogène.

Cette catégorie de gaz a été appelée naturelle, car au XXème siècle lorsque le pétrole a été découvert et que l'on a commencé à creuser des puits pour le forer, un gaz sortait « naturellement », sans intervention d'homme ou de machine.

Ce gaz est qualifié par les experts de gaz non conventionnel, car même s'il est parfaitement identique au gaz naturel classique d'un point de vue chimique, ce gaz apparaît dans des roches peu poreuses, appelées schistes ou « shales » en anglais, alors que les gaz conventionnels classiques proviennent de gisements de grès ou de calcaires. Le gaz est donc emprisonné dans la roche, qui a la texture d'une ardoise, elle se délite en feuilles plus ou moins épaisses, ondulées ou irrégulières, à cause de sa composition. (beaucoup de mica mais aussi d'autres minéraux, 5 à 10 % de matière organique).

Terrain schisteux

La perméabilité d'une roche correspond à son aptitude à se laisser traverser par un fluide. Le schiste étant imperméable, des techniques d'exploitation spécifiques vont être nécessaires. Les gisements d'argile litée (composée principalement de glaise, c'est-à-dire de silice et d'alumine) dans lesquels se forme le gaz naturel ont des grains ayant une taille inférieure à 4 microns (= 4 millièmes de millimètres).

Le gaz peut être emmagasiné dans la roche de différentes manières : il peut être absorbé par une matière organique insoluble appelée kérogène, qui est présente à l'état initial dans des schistes bitumineux, ou il peut être piégé dans les espaces poreux des sédiments à grain fin.

Il existe d'autres gaz non conventionnels, bien que beaucoup moins sollicités : le gaz de charbon, qui reste emprisonné dedans lors de sa formation ou le gaz réservoir compact qui a normalement migré vers une roche réservoir avant que celle-ci ne perde subitement, et sous l'action d'un phénomène géologique peu maîtrisé, sa perméabilité.

Dans quelles conditions se forme-t-il ?

Plusieurs théories ont à ce jour été établies mais une seule en ressort. C'est la plus probable et elle est quasiment vérifiée aujourd'hui. Les scientifiques sont quasi-unanimes quant à sa véracité. Celle-ci est appelée théorie organique et soutient que la formation de l'hydrocarbure débute lors de la photosynthèse. Ce processus explique que les végétaux utilisent l'énergie solaire pour transformer le dioxyde de carbone et l'eau en oxygène et en hydrates de carbones.

Les restes de ces plantes et des animaux qui les ont mangées sont ensuite enfouis sous la terre par des sédiments (cailloux...) pendant des millions d'années. On peut parler de fossilisation solaire. Au cours, la profondeur de ces sédiments augmente et les hydrates de carbone se transforment alors en hydrocarbures sous l'effet de la pression, de la chaleur, ou du principe d'Archimède.

Un gaz naturel se forme alors dans les roches mères organiques : les schistes noirs à grains fins. Les sédiments s'accumulant constamment, la pression et la chaleur augmentent et la majeure partie du gaz naturel s'en va alors vers des roches plus poreuses telles le grès ou le calcaire. La petite partie qui reste dans les schistes est le gaz naturel appelé gaz de schiste. Le schiste est donc la roche mère du gaz, mais aussi sa roche réservoir. Les poches de gaz dans les roches sont petites et isolées les unes des autres mêmes si elles sont nombreuses.

A quoi le gaz de schiste sert-il ?

Le gaz de schiste a des utilisations multiples :

- Il peut être utilisé dans les maisons en tant que chauffage ou pour cuire les aliments

- Mais aussi dans l'industrie, il permet de purifier les métaux pour les transformer en produits de tous les jours (exemple : peut transformer le minerai en fer)

- Et enfin en tant qu'énergie, les centrales l'utilisent pour entraîner les turbines qui génèrent l'électricité. ( c'est le même principe que les barrages dans l'eau)

Il est beaucoup demandé par l'industrie car il possède moins d'impuretés que la plupart des autres hydrocarbures.

Comment l’extrait-on ?

La découverte d'une importante quantité de gaz naturel dans la roche argileuse du Québec, en

2007, et l'amélioration des techniques de forage ont suscité l'intérêt des sociétés gazières et du

gouvernement. À cause de la faible perméabilité de cette roche, le défi était de trouver un

moyen pour récupérer le gaz qui n'était pas regroupé dans des cavernes sous la surface,

comme dans le cas du gaz naturel conventionnel.

Les experts ont bien compris que

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