Gaz de schiste : les problèmes de l’eau
Dossier | Gaz de schiste, l’expérience québécoise

Le lundi 31 janvier 2011 par La rédaction

Le principal problème de l’exploitation des gaz de schiste tient dans la consommation d’eau, mais également dans les risques de pollution. Avant d’atteindre les schistes gaziers, les puits traversent souvent les nappes phréatiques dans lesquelles les habitants puisent leur eau au moyen de puits artésiens [1].

Voir aussi : Les gaz de schistes et l’environnement

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Les données générales
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Un grand nombre de Québécois, a fortiori de Canadiens, dépendent des nappes phréatiques pour leurs approvisionnements quotidiens en eaux potables. En mai 2009, le Conseil des académies canadiennes a remis, sur la demande du gouvernement fédéral, un rapport sur les menaces croissantes qui pèsent sur ces eaux et les moyens pour les préserver. [2]

« Les Canadiens et leurs entreprises utilisent d’énormes quantités d’eau. La consommation d’eau par habitant au Canada est parmi les plus élevées au monde et se chiffre à plus du double de la moyenne européenne. L’eau souterraine représente une partie importante de cette consommation. Près de 30 pour cent de la population du Canada (presque 10 millions de Canadiens) dépendent des eaux souterraines pour obtenir de l’eau potable et, dans une proportion de plus de 80 pour cent, la population rurale du pays compte sur les eaux souterraines pour la totalité de son approvisionnement en eau. L’eau souterraine constitue souvent la source d’approvisionnement préférentielle des collectivités, des fermes et des ménages, car elle peut être à proximité des utilisateurs, elle est relativement peu coûteuse et souvent de meilleure qualité que l’eau de surface fortement sollicitée. »

(...)

« On estime à environ 1 500 m3 par habitant la consommation totale annuelle d’eau douce au Canada, toutes utilisations confondues (industrie, agriculture, usages domestiques, centrales thermiques). Les usages domestiques normaux, qui totalisent environ 330 litres par personne et par jour, représentent moins de 10 pour cent de la consommation totale. Les données sur les utilisations des eaux souterraines (par rapport à l’ensemble de la consommation d’eau douce) sont limitées et périmées. Selon des estimations datant du milieu des années 1990, l’eau souterraine comptait pour approximativement quatre pour cent de la consommation totale d’eau douce au Canada, soit une proportion environ deux fois plus élevée qu’une décennie auparavant. »

DD8 / CONSEIL DES ACADÉMIES CANADIENNES. La gestion durable des eaux souterraines au Canada, points saillants du rapport, mai 2009, 16 pages. (La copie imprimée est disponible au secrétariat de la commission et à l’UQAM.)

Comme le rapport sus-cité le mentionne, l’usage des eaux souterraines aux Canada varie grandement en fonction des Provinces. L’Île du Prince Édouard, par exemple, dépend intégralement des nappes phréatiques pour l’eau potable. Le Québec est moins dans ce cas : la majorité des eaux souterraines exploitées sont destinées à l’industrie ( mais les populations rurales québécoises dépendent, malgré tout, de leurs puits artésiens. )

Cependant, le rapport mentionne aussi, à de nombreuses reprises, le manque d’études sur les ressources hydogéologiques des sols canadiens. Au Québec, seule l’agglomération de Montréal a une connaissance poussée des capacités aquifères de sa région de pompage, les Basses Laurentides. La Province a cependant mis en place une politique de l’eau en 2002. Dans ce cadre un programme de cartographie hydrogéologique des sols est toujours en cours (...et loin d’être achevé — voir document ci-dessous). Autrement dit, les compagnies gazières vont aller forer dans un sol et des nappes phréatiques très mal connues des scientifiques et des responsables québécois.

DB53 / MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT DURABLE, DE L’ENVIRONNEMENT ET DES PARCS. Carte illustrant les limites des projets de connaissance des eaux souterraines financés dans le cadre du Programme d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines du Québec, ainsi que les projets, depuis 1999, complétés à ce jour, 12 octobre 2010, 1 page et carte. (1 046 ko)

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Les adjuvants chimiques
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Le procédé de fracturation des gaz de schiste utilise beaucoup d’eau à très haute pression pour infiltrer la roche et dilater les failles créées à l’aide des explosifs. À cette eau, on ajoute toute une liste de produits chimiques qui maintiennent les failles ouvertes et permettre l’extraction du gaz.

Pour avoir une idée de ces produits chimiques, consultez les documents suivants :

DB10 / MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT DURABLE, DE L’ENVIRONNEMENT ET DES PARCS. Intrants utilisés dans les solutions de fracturation – gaz de schiste, 28 septembre 2010, 2 pages.

DB62 / ASSOCIATION PÉTROLIÈRE ET GAZIÈRE DU QUÉBEC. Exemple d’une composition chimique des eaux de frac et des eaux usées d’un puits horizontal fracturé dans l’Utica, 13 octobre 2010, 1 page et annexes.

La composition des solutions utilisées pour la fracturation hydraulique sont détaillées schématiquement (page 16) dans un rapport remis, en anglais, par la société usanienne ALL-Consulting [3]. Selon ces schémas, les solutions, à partir d’eau fraîche uniquement, sont composées de :

    • 99,23% d’eau fraîche
    • 9,11% de sable
    • 0,65186% d’adjuvants chimiques.

Ces O,6% d’adjuvants sont, à leur tour, ventilés de cette façon :

    • 0,40% d’acides
    • 0,10% de surfactants
    • 0,09% de réducteurs de frictions
    • 0,02% d’inhibiteurs chimiques d’entartrage
    • 0,02% de biocides
    • 0,02% de contrôleurs ferreux
    • 0,001% d’agents gélifiant
    • 0,0008% d’inhibiteur de corrosion par les acides
    • 0,00006 % de « casseurs »

DB61 / ALL CONSULTING. Présentation de monsieur Brian Bohm relativement au forage et à la fracturation hydraulique, 13 octobre 2010, 21 pages.

Les eaux polluées par la fracturation des gaz de schistes et rejetées par 14 puits déjà en activité depuis plusieurs années au Québec, ont été analysées par Ministère du développement durable, de l’environnement et des parcs.

DB11.1 / MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT DURABLE, DE L’ENVIRONNEMENT ET DES PARCS. Mise à jour du tableau. Résultats de caractérisation d’eaux usées non traitées provenant du forage ou de la fracturation hydraulique de puits de gaz de shale (janvier 2008 à octobre 2010), 9 décembre 2010, 2 pages.

Voir aussi

DB12.1 / MINISTÈRE DU DÉVELOPPEMENT DURABLE, DE L’ENVIRONNEMENT ET DES PARCS. Mise à jour du tableau. Résultats de caractérisation d’eaux usées non traitées provenant du forage ou de la fracturation hydraulique de puits de gaz de shale (janvier 2008 à octobre 2010) et critères de qualité de l’eau de surface, 9 décembre 2010, 2 pages.

Voir aussi l’analyse des boues de forage présentée par l’Agence pétrolière et gazière du Québec (en anglais - documents techniques numérisés)

DB21 / ASSOCIATION PÉTROLIÈRE ET GAZIÈRE DU QUÉBEC. Composition et volumes de la boue de forage du puit de Talisman Energy à Sainte-Gertrude, pagination diverse.

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L’étanchéité des puits
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L’étanchéité des gaines de bétons verticales et les solutions aux problèmes de fuites par Christian Azar, agronome et généticien en Montérégie. Pour lui, l’exploitation des gaz devrait être retardée de 20 à 50 ans afin de disposer d’une technologie plus sûre.

« Le défi de couler ou d’insérer une gaine de béton sur plusieurs centaines de mètre de profondeur nous laisse perplexe. L’épaisseur de cette gaine et la fragilité inhérente au matériau qu’est le béton nous laisse croire que l’étanchéité ne pourra pas être atteinte ou maintenue, surtout au niveau des nappes phréatiques où la pression de l’eau peut être très forte.

Si le projet va de l’avant, il serait sage d’insérer une gaine de métal étanche tout le long des forages verticaux. Les coûts seraient plus élevés, mais le risque pour les nappes phréatique seraient alors vraiment minimes. Comment les autorités provinciales responsables pourront-elles faire un suivi de l’état des gaines de bétons à leur installation, durant l’exploitation et durant les longues années suite à l’exploitation ?

(...)

Il serait important de ne pas fracturer le schiste avant que les systèmes de transport soient déjà en place. De cette façon, nous pourrons immédiatement évacuer les gaz en minimisant l’augmentation de la pression dans le réseau fracturé. A la limite, il serait bon de mettre une valve au fond du forage verticale afin de maintenir la pression et les gaz dans le réseau horizontal. Cette valve serait ouverte seulement lorsque le système de transport serait en place. De cette façon, nous pourrions garder au minimum la pression dans le forage verticale, toujours dans le but de minimiser la migration des eaux contaminées vers les nappes phréatiques ».

DM1 / Christian AZAR. Mémoire, 6 octobre 2010.

La finesse des molécules de gaz de schiste est une des raisons pour lesquelles il est très difficile d’assurer l’étanchéité des puits. Comme le dit le document ci-dessus, le béton possède une structure bien trop grossière pour être efficace. Les nombreuses potentialités de fuites ont été répertorié dans un schéma dans le document, en langue anglaise, suivant, page 15.

FRACTURE LINES : Will Canada’s Water be Protected in the Rush to Develop Shale Gas ? ; By Ben Parfitt For the Program on Water Issues, Munk School of Global Affairs at the University of Toronto, September 15, 2010

La Fédération des chambres de commerce du Québec a un point de vue particulier sur les fuites potentielles : elle ne cache pas le problème des fuites de puits mais insiste sur l’absence de problème due à la fracturation !

« Pour la FCCQ, l’encadrement que le gouvernement doit mettre en place afin d’assurer une exploitation responsable des gaz de shale devra minimalement consister à élaborer et à appliquer des normes environnementales rigoureuses qui assurent une protection adéquate des ressources renouvelables, notamment des nappes phréatiques.

La fracturation n’est pas en cause dans les cas de contamination de l’eau potable.

Selon les responsables du Department of Environmental Protection de Pennsylvanie, la contamination est toujours due à des défauts dans la conception des puits. « Elle n’est pas associée à la fracturation, a dit Eugene Pine, du DEP de Pennsylvanie. On n’a aucun cas confirmé de contamination due à la fracturation elle-même »15. C’est donc en creusant le puits, et non pas lors de la fracturation, que les dommages
potentiels peuvent se produire. Il faut donc encore relativiser les choses et donner la bonne information aux citoyens sur les causes possibles de contamination d’une nappe phréatique ainsi que leurs conséquences.

De plus, selon un autre expert de l’industrie, l’hydrogéologue John Conrad, une étude portant sur 2400 fracturations dans le shale de Barnett au Texas, publiée au cours de l’été dans l’Oil&Gas Journal, montre que, dans le pire des cas, il reste toujours au moins 1 000 mètres de roches imperméables entre les fissures créées par la fracturation et les points les plus profonds des sources d’eau potable souterraines. »

DM26 / FÉDÉRATION DES CHAMBRES DE COMMERCE DU QUÉBEC. Mémoire, novembre 2010, 16 pages.

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Le point de vue d’ArcelorMittal
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Dans le rapport d’ArcelorMittal, pro-gaz par nécessité, on trouve une autre façon de minimiser les problèmes liés à l’eau dans l’exploitation des gaz de schiste en rappelant d’autres types de forages qui touchent à l’eau et aux nappes et qui ne soulèvent pas autant de débats.

« Il y a d’autres équipements qui nécessitent des forages et qui constituent un risque potentiel pour la nappe phréatique. Par exemple, le Règlement sur les matières dangereuses (art.73) oblige l’installation de piézomètres autour de sites de matières dangereuses. Un piézomètre est un puits qui se rend jusqu’à la nappe phréatique pour en analyser la qualité [4] Ce lien entre la surface et la nappe phréatique est un risque potentiel de contamination ; il existe des centaines, voire des milliers, de piézomètres au Québec qui sont gérés adéquatement. La géothermie [5] est aussi une nouvelle façon de chauffer un bâtiment tout en réduisant sa consommation d’énergie. Les écologistes sont d’ardents promoteurs de la géothermie. Pourtant, là aussi, cette technologie requiert e forage de puits, la circulation de liquides ou même l’utilisation de l’eau souterraine. La géothermie comporte donc des risques potentiels de contamination de nappes phréatiques, mais ceux-ci peuvent, nous le présumons, être minimisés. »

DM53 / ARCELORMITTAL. Mémoire, 11 novembre 2010, 6 pages.

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[1Rappel : les citations suivantes ne sont que des extraits donnés dans le désordre des documents mis à la disposition du public par le Bureau d’audiences publiques sur l’environnement ; nous vous invitons à aller les lire dans leur intégralité pour plus d’information.

[2Ce rapport contient, en autre, des études de cas très intéressantes de gestion des nappes phréatiques à travers toute l’Amérique du Nord

[4Le Ministère du développement durable, de l’environnement et des parcs gère les pièzomètres du Réseau du suivi des eaux souterraines du Québec, soit 152 stations réparties à travers tout le Québec. Une carte géomatique est disponible en ligne sur le site du ministère. | La rédaction

[5La géothermie profonde fait appel à des techniques de fracturation - donc provoque des risques de micro-séisme - et de dissolution de la roche grâce à des dissolvants chimiques ajoutés à l’eau injectée dans les puits ; la géothermie utilise aussi des fluides caloporteurs ajoutés à l’eau pour accroître son efficacité. Néanmoins, il y a moins de risque de fuite massive de gaz dans les nappes, sorte de marées noires souterraines. Voir la fiche Wikipédia sur la géothermie. | La rédaction.


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