Les techniques alternatives à la fracturation hydraulique pour l’exploration et l’exploitation d’hydrocarbures non conventionnels, par Arnaud Castex.

JULIEN ALEXANDRE

La loi 2011-285 du 13 juillet 2011 interdit la fracturation hydraulique (1) pour la recherche ou l’exploitation d’hydrocarbures non conventionnels. Le 27 novembre 2013, l’office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et techniques (OPECST) a remis un rapport sur les techniques alternatives à la fracturation hydraulique pour l’exploration et l’exploitation des hydrocarbures non conventionnels (2). Globalement, ce rapport de l’OPESCT plaide en faveur d’une révision de la loi de 2011, pour autoriser la fracturation hydraulique afin de mieux évaluer les réserves et décider ensuite de l’opportunité d’une exploitation. L’argumentation favorable est basée sur l’ampleur des ressources estimées sur le territoire, la persistance du besoin en énergies fossiles à l’horizon 2050, l’exemple américain en matière économique et écologique, la maîtrise des risques associés à la fracturation hydraulique, le retard pris par la France par rapport aux autres pays européens (Allemagne, Angleterre, Pologne).

 

Volet économique du Rapport OPECST/Etude du cabinet Roland Berger.

La philosophie du rapport OPECST est bien illustrée par une phrase (p117):

« La décision de mener des travaux d’exploration (…) est fondée sur la volonté de connaitre le patrimoine national(…). En effet, à l’inverse, est-il raisonnable d’ignorer le montant de son compte en banque ? »

Le rapport OPECST cite abondamment le cas des Etats Unis où les retombées économiques de l’exploitation des huiles et gaz de roche mère (pétrole et gaz de schiste) sont très positifs à ce jour : emploi, indépendance énergétique, développements industriels directs et indirects, accroissement de la compétitivité, amélioration de la balance commerciale, baisse du prix du gaz pour les consommateurs, ressources financières supplémentaire pour l’état.

Pour la France, le rapport OPECST donne les prévisions économiques pour la France d’après une étude de prospective économique du cabinet Roland_Berger (3) RB, cité p137). Cette étude simule 3 scenarios (haut /moyen/bas) de d’exploitation du gaz/pétrole de schiste en France sur la base des ressources estimées à partir des données ‘connues’ du modèle américain. Trois niveaux de réserves différents sont considérés pour les zones géographiques concernées (Fig 1 ci-dessous : haut-1a, moyen 1b, bas 1-c). Les projections de l’étude RB de productions en gaz et pétrole de schiste sont dépendantes des 3 scénarios. Elles sont comparées à la consommation nationale française de 2011 (Fig3).

 

Castex 01

 

 

Castex 02

 

 

La production est une fonction directe de la mise en production des puits. Le rapport donne le nombre de forage correspondant aux estimations des ressources et la période de production exprimé. Sur une base de 8 puits annuels par foreuse (ce chiffre correspond au scenario moyen, le nombre précis n’est pas donné pour le scenario haut) on est théoriquement à 271 têtes de puits pour 2168 puits en région parisienne environ (voir graphe 6).

 

Castex 031
Castex 03
Castex 04

 

Ces 3 cas montrent que le gaz et le pétrole de schiste seraient exploités sur un peu plus d’une quinzaine d’années entre 2015 et 2030. L’écart entre le scenario moyen et haut est très important dans le cas du gaz. L’effondrement de la production semble moins marqué dans le scenario haut. Curieusement le rapport RB ne discute pas de la gestion du flux de production. La forme de la courbe de production montre une augmentation forte et continue sur une période courte (10ans) suivie d’un véritable effondrement de la production de pétrole de schiste notamment dans le scénario haut Ainsi il ya une baisse de 60% sur 3 ans-pour le pétrole de schiste (Figure 3) corrélés à la très forte diminution des puits forés. La cause de cette chute rapide est liée au tarissement des puits, observé aux Etats Unis pour le pétrole de schiste par rapport au pétrole conventionnel :après un an de production environ -60% à -90% (4). Elle explique également pourquoi le nombre de puits forés est si importants poru les Etats Unis (voir en Annexe des exemples de densité de puits aux Etats Unis). Une telle projection de production devrait au moins interroger sur l’adaptation des infrastructures à envisager pour transformer/exploiter ces hydrocarbures (pipelines, usines de production d’électricité) et comment gérer la fin de cette ressource.

En terme d’activité le nombre d’emploi directs et indirects ’mobilisés’ est de 180 000 dans le scénario « Haut » en 2027, de 60 000 dans le scénario « moyen » en 2028 et inférieur à 15 000 dans le scénario « Bas » en 2022 (soit 0.2 à 0.6% de la population active sur la base d’une projection de 30 Millions de personnes selon la prospective de l’INSEE).

La projection du prix de revient d’un baril de pétrole est de 31 $ à 18 $ (de 2020 à 2030), contre plus de 100 $ sur les marchés à la date du rapport (61 $ le 26-2-2015). L’évolution de 31$ à 18$ reflétant les évolutions de prix dérivées des données observées aux Etats Unis sur la période récente.

Le rapport RB considère qu’une exploitation serait globalement préférable à un statut quo aux effets néfastes sur l’économie du pays mais reconnait les incertitudes empêchant de conclure définitivement.

Le rapport OPECST conclut sur l’étude du cabinet Rolland Berger(p138):

« Etant donné les incertitudes existantes toutefois, l’étude (RB) juge qu’il n’est pas possible de conclure de manière certaine à l’existence d’un manque à gagner lié à l’interdiction de la fracturation hydraulique.

Vos rapporteurs estiment que, si l’on ne connait pas l’ampleur des effets qu’aurait un développement des hydrocarbures non conventionnels en Europe, cet impact serait quoi qu’il en soit significatif sur la balance commerciale et les bassins locaux d’emplois. ».

Cette conclusion réduit donc à l’intérêt économique du gaz de schiste à l’amélioration de la balance commerciale et les gains sur bassins locaux d’emplois.

Enfin aucun des rapports (RB, OPECST) n’étudie le risque financier du développement des HNC, alors que ceux ci sont déjà discutés en mars 2013 (4). La rapidité de l’épuisement des puits et les dispositions comptables aux Etats Unis étant propices à des mécanismes de cavalerie financière. Le retournement du prix du pétrole depuis décembre 2014 fait d’ailleurs craindre un effondrement financier dans le secteur (5,6).

 

Maitrise des risques et écologie des HCN.

Les risques environnementaux (7) liés à la fracturation hydraulique sont abordés qualitativement en détails dans le rapport OPECST. Cette technique utilisée pour la mise en production des puits d’hydrocarbures de roche mère porte un risque de pollution des nappes phréatiques (pendant la fracturation des puits ou lors de leur production). Des cas de pollutions avérés sont cités (sans que la fracturation hydraulique soit directement en cause).

L’impact sur la ressource en eau pour la fracturation est important et il est noté dans le rapport (volume utile de 10000 à 20000m3 par opération de fracturation, environ 10 fracturation par puits, une partie pouvant être récupérée éventuellement).

Globalement les auteurs du rapport considèrent que les risques sont maîtrisés et gérables.

À l’appui de cette conviction :

  • L’absence de pollution majeure et systématique liée à la fracturation pour une nombre de fracturations important : 1,2 à 2 millions de fracturation hydraulique aux USA et 45 en France depuis les années 70 (avant la loi du 13 juillet 2011 ; notons que seulement 2 de ces opérations en France concernent des formations de roches mères).
  • L’inventaire de diverses alternatives technologiques, fruit des retours d’expériences aux Etats Unis est considéré comme probant, bien que ces techniques soient minoritaires et moins matures que la fracturation hydraulique (certaines au stade de la recherche et développement).

Le rapport est peu détaillé sur l’aspect quantitatif des risques. Il rappelle l’absence de recensement exhaustif d’accidents de pollution et d’impact environnemental. Une telle analyse par l’agence américaine de protection de l’environnement (EPA) était attendue fin 2014 (elle se fait toujours attendre). Aucune étude statistique n’est donc présentée dans le rapport de l’OPECST. De même, aucune étude de cas de pollution avérée n’est détaillée.

Le rapport OPECST n’établit donc pas de grille systématique ou prospective des risques à l’inverse du volet économique (Etude Roland Berger). Il ne cite d’ailleurs pas le rapport pour la Commission Européenne du cabinet AEA Technology du 10 aout 2012. Ce document établit clairement les divers niveaux de risques sanitaires et environnementaux (voir annexe), leur criticité et inventorie les évolutions réglementaires et législatives nécessaires à la suppression ou la prévention de ces risques (8). Le rapport OPECST conclut donc ainsi sur les risques (p115):

«… La fracturation hydraulique reste la technique la plus efficace et la mieux maitrisée pour extraire les hydrocarbures non conventionnels, et que des solutions existent pour le faire avec un impact acceptable sur l’environnement, à condition de mettre en place une réglementation et un contrôle publics. »

Remarque

Il faut noter que la résistance politique à l’application de la réglementation aux Etats Unis est soulignée, ainsi que la diversité des situations entre Etats (p85-89) :

« En 2005, le Congrès des Etats-Unis a écarté l’application de loi fédérale sur l’eau à l’exploitation des hydrocarbures non conventionnels, considérant que ces dispositions étaient de nature à entraver tout développement de cette industrie. Les lois des Etats s’y sont donc substituées, auxquelles s’ajoutent les recommandations de l’EPA. » (P85).

 

Bilan sur l’effet de serre: Le rapport OPECST conclut positivement sur l’exploitation des gaz et pétrole de schiste.

Aux Etats-Unis, la substitution du charbon, fortement utilisé dans le parc de production d’électricité (25%), par le méthane (CH4, principal gaz de schiste) a permis une réduction des émissions de CO2 ( p77). Le coefficient d’impact environnemental étant meilleur (moins de CO2 produit avec le méthane par rapport au charbon pour une même quantité d’énergie produite). Cependant à la date du rapport OPECST, une controverse existait sur l’importance des fuites méthane dans l’atmosphère sur toute la chaine de production et d’exploitation du gaz de schiste dans l’état des installations américaines ((9) Le CH4 a un impact sur l’effet de serre 86 fois plus important que le CO2, à quantité égale (données à 20 ans – global warming potential (10). L’ampleur de ces fuites peut donc contrebalancer le gain environnemental attendu de la substitution du charbon par le gaz de schiste (c’est pourquoi le bilan sur le réchauffement climatique devrait être exprimé en équivalent CO2 et non en émission de CO2 seules).

Or les auteurs du rapport OPECST parlent de la controverse mais considèrent plus favorablement la dernière étude en date à l’époque de leur rapport établissant un niveau de fuite de méthane inférieur au seuil critique par rapport au réchauffement. Cette étude était pourtant controversée par un possible conflit d’intérêt de ses auteurs.

D’ailleurs une étude publiée le 25 novembre 2013 soit 2 jours avant la publication du rapport de l’OPECST établissait de nouveaux calculs indiquant un dépassement des seuils critiques en méthane (11).

Dans tous les cas la France n’utilisait le charbon que pour 2.5 % de sa production d’électricité en 2011. Elle ne pourrait justifier d’un bilan positif massif sur l’effet de serre de l’exploitation du gaz de schiste, indépendamment des fuites de méthane éventuelles. Ceci est reconnu par les auteurs du rapport.

 

Propositions du rapport OPECST  (p143-152)

Plusieurs recommandations sont proposées dans les conclusions du rapport de l’OPECST.

Notamment d’établir plus d’études par rapport aux risques et d’autoriser la fracturation hydraulique et diverses techniques à des fins de recherches pour l’évaluation des réserves. Les auteurs demandent également que l’exploitation soit possible dans un cadre réglementaire adéquat à construire au niveau européen.

Ils demandent également que les revenus de l’exploitation des hydrocarbures non conventionnels soient partiellement affectés au financement de la transition énergétique. On peut fortement douter de l’impact d’un tel financement par rapport aux besoins de la transition énergétique si l’on songe à la très courte durée de production envisagée dans l’étude Roland Berger (seulement 15 ans pour le scénario haut voir infra). De plus cette proposition de financement ne fait l’objet d’aucun scénario global et de données précises, ce qui jette le trouble sur la bonne foi de cet argument.

Notons que le rapport Roland Berger indique : « (Mais)…. même si l’exploration ou l’exploitation des hydrocarbures non conventionnels était autorisée, le public ne semble pas prêt à l’accepter aujourd’hui. 69 % des Français considèrent que le gaz de schiste n’est pas compatible avec la transition énergétique. ».

 

Proposition de modification du code Minier

Au point 9 p.151 les auteurs considèrent:

«(qu’il faut) mettre en place un véritable contrat social avec les populations y compris au stade de l’expérimentation

Constat :

La participation du public aux processus de décision est une condition essentielle à la réussite des projets. Les populations et les collectivités doivent bénéficier de retombées positives en contrepartie des inconvénients subis du fait des travaux d’exploration ou d’exploitation menés.

Propositions :

  1. a) Mettre en place un dispositif de participation du public. Un dispositif pérenne de consultation et de participation du public aux processus de décision doit être mis en place avant tout programme d’exploration de nos ressources non conventionnelles.

Le code minier doit être modifié en ce sens.

  1. b) Créer un intérêt local à l’exploitation des ressources du sous-sol. Par ailleurs, le code minier doit être réformé pour faire bénéficier les collectivités locales et les propriétaires concernés de retombées financières. »

Ce que propose ici pourrait représenter est une profonde modification du code minier existant.

En France, le droit du sol est basé sur un principe régalien où c’est l’État qui attribue des droits et un délai d’usage et qui fixe les conditions d’exploitation. Le sol n’est la propriété de personne :« Res Nullius » (12). A la différence de la situation des Etats-Unis où le propriétaire du terrain est également propriétaire du sous-sol. Cette modification n’est pas innocente puisqu’elle permet une exploitation beaucoup plus favorable par les compagnies. A l’état « d’encadrer et de surveiller » (mais après coup) comme l’a montré le développement du gaz de schiste aux Etats Unis, avec une approche environnementale laxiste et très empirique sur le plan technique (cf infra citation p85).

Cette proposition de modification du code minier n’est d’ailleurs pas argumentée dans tout le rapport alors même qu’il est dit que la réglementation est satisfaisante de ce point de vue:

« Rappelons que l’activité de forage est ancienne en France. Depuis 70 ans, plus de 6 000 puits d’hydrocarbures y ont été forés. Cette expérience a permis à notre pays de se doter de lois et règlements encadrant tant l’octroi des permis, la durée des concessions que les conditions de travail et la protection de l’environnement. »(p104).

Si le code minier a été satisfaisant pour l’exploitation des hydrocarbures conventionnels (gaz de Lacq) pourquoi le changer sur ce point?

Quel sera l’avenir des hydrocarbures non conventionnels en France ? Les conditions économiques sont temporairement défavorables (pour le pétrole notamment). Il en est de même du contexte politique avec la conférence de Paris sur le climat fin 2015. Mais le rapport de l’OPECST servira de base en cas de reprise du débat en France. Or sur plusieurs aspects il semble que la conviction des auteurs l’emporte sur la considération rigoureuse de tous les aspects de la question. On peut espérer que les travaux futurs soient plus équilibrés. La commission Européenne a pour sa part fait des recommandations d’encadrement de la fracturation hydraulique en 2014, notamment sur les émissions de méthane (13) Le bilan de l’agence environnementale de protection de l’environnement américain EPA devrait également apporter un bilan précis en termes d’impact de l’exploitation du gaz et du pétrole de schiste. Et aux Etats Unis (14).

En l’état la fracturation hydraulique est toujours interdite en France pour l’exploitation des hydrocarbures non conventionnels par la loi du 13 juillet 2011.

Mais peut être que la vraie bonne question se trouve sur le blog de Mathieu Auzanneau-Oil Man(15) : La transition energétique est elle fermée de l’intérieur? Et il faut un peu plus que du gaz de schiste pour y répondre.

 

ANNEXES

Extrait du Rapport d’août 2012 de l’Etude sur les Risques du Cabinet AEA Technology pour la Commission Européenne.

 

Castex 05

 

Extrait du Rapport d’août 2012 de l’Etude sur les Risques du Cabinent AEA Technology pour la Commission Européenne.

 

Castex 06

 

Le site de cartographie de l’Agence Americaine de l’Energie http://www.eia.gov/state/maps.cfm recense les installations énergétiques sur le territoire américain et notamment les puits de gaz (en bleu) et de pétrole (en brun). A titre d’exemple sont présentées arbitrairement ci-dessous deux situations : à gauche situation en Pennsylvanie dans la banlieue de Pittsburgh (Exploitation de gaz de schiste) et à droite situation dans le Dakota du Nord (Exploitation de pétrole de schiste). Noter les échelles en bas à gauche le trait fait 10 km. Il faut noter que les puits peuvent être groupés par 10-20 (drilling pads) avec un seul site de forage et une tête de puits en production en surface (empreinte au sol de 1ha au forage, très réduite ensuite), mais l’outil graphique ne permet pas ce filtrage par drilling pads.

Ces exemples sont donnés ici afin d’illustrer les installations aux Etats Unis. En l’absence de connaissance des réserves et des différences dans la législation (Code Minier, protection de l’environnement) on ne peut présumer d’installations similaires en densité en France.

 

Castex 07

 

 

Castex 08

 

 

 

Bibliographie :

(1) Loi n° 2011-835 du 13 juillet 2011 visant à interdire l’exploration et l’exploitation des mines d’hydrocarbures liquides ou gazeux par fracturation hydraulique et à abroger les permis exclusifs de recherches comportant des projets ayant recours à cette technique (1) JORF n°0162 du 14 juillet 2011 page 12217. Lien Légifrance loi 2011-285 du 13 juillet 2011

(2) Rapport de l’Office Parlementaire des Choix Scientifiques et Technologiques sur les techniques alternatives à la fracturation hydraulique pour l’exploration et l’exploitation d’hydrocarbures non conventionnels du 27 novembre 2013 Lien Rapport OPECST Fracturation 27-11-2013

(3) Les hydrocarbures non conventionnels en France : la décision du Conseil Constitutionnel, et après ?, Roland Berger Strategy Consulting 10 Octobre 2013 http://www.rolandberger.fr/ Lien étude Roland_Berger_2013

(4) Gaz de schiste, la grande escroquerie, Le monde Diplomatique Mars 2013 Lien Monde Diplomatique)

(5) Transoceans leads $20 Billion on junk’s cuspwww.bloomberg.com, 24 février 2015. LIen article Transoceans

(6) Lés énergies dans le monde. Les aléas majeurs du prix du pétrole. Les enjeux internationaux émission du 23 février 2015 France Culture. Lien Les enjeux internationaux 23 Février 2015

(7) Impact de la Fracturation Hydraulique-Wikipédia

(8) Support to the identification of potential risks for the environment and human health arising from hydrocarbons operations involving hydraulic fracturing in Europe. Report for European Commission DG Environment. AEA/R/ED57281 Issue Number 17c Date 10/08/2012. Lien Etude AEA Technology 2012.

(9) Gaz de schiste : des fuites de méthane plus importantes que prévu, www.lemonde.fr, 4 janvier 2013 .Lien Le Monde 4 janvier 2013 .

(10)Global warming potential-Wikipedia.

(11) Anthropogenic Emission of methane in the United States, Scot M Miller et al. Proceedings of the National American Academy of Sciences of the United states December 10 2013 Vol. 110, no. 50, pp 20018-20022. lien http://www.pnas.org/content/110/50/20018.full.pdf+html.

(12) Code Minier-Wikipédia.

(13) Recommandation de la Commission Européenne du 22 janvier 2014 relative aux principes minimaux applicables à l’exploration et à la production d’hydrocarbures (tels que le gaz de schiste) par fracturation hydraulique à grands volumes. (2014/70/UE). Lien Recommandation Commission Européenne fracturation 22 Janvier 2014.

(14) Les Echos 14 Janvier 2015 : Barrack Obama exige une réduction des émissions de méthane.

(15) La Transition énergétique est elle fermée de l’intérieur ? Mathieu Auzanneauhttp://petrole.blog.lemonde.fr/ 9 Février 2015, lien la-transition-energetique-est-elle-fermee-de-linterieur ?/.

 

Avec l'aimable autorisation de Paul Jorion

Son Blog et l’article --> ICI

 



04/03/2015
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