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RAPPEL:

Depuis le 29 juin 2009, La DREAL remplace la DIREN, la DRE et la DRIRE dont elle reprend
les missions (hormis le développement industriel et la métrologie ).
La DREAL est désormais le service régional qui porte la politique nationale de lutte contre le
changement climatique, de préservation de la biodiversité, de lutte contre les risques,
mais aussi la politique nationale du logement et de renouvellement urbain, dans une approche
intégrée d’aménagement et de développement durable

Les membres d'un tel organisme peuvent difficilement être soupçonnés de gauchisme militant... Leur parole n'en a que plus de poids.

De Laurent VERNAY  DREAL Rhône-Alpes Service REMiPP / Unité PPPE / Pôle Eau 

2 rue Antoine Charial 69509 LYON cedex 03  tél : 04.37.91.44.02 Quelques éléments de cadrage, d'un point de vue objectif :

La technique

Le gaz emprisonné dans les schistes résulte d'un piégeage au sein de la roche-mère, en raison de son imperméabilité, à grande profondeur (au moins 3 km). L'érosion naturelle et la tectonique a pu favoriser son émergence ou disponibilité à une moindre profondeur.

Ce piégeage rend, de fait, l'exploitation des gaz de schistes difficile : il faut alors rendre l'encaissant perméable, en augmentant sa porosité par l'ouverture de fractures provoquées. Cette fracturation artificielle est créée par injection d'eau sous pression, destinée à ouvrir les roches, mélangée à du sable (pour empêcher les fractures de se refermer) et des adjuvants chimiques (entre 0,5 et 2%), pour certains très toxiques, qui permettent à l'eau de s'infiltrer plus facilement dans les roches et évitent également l'activité bactérienne qui cimenteraient les fractures.

Sur les modes d'exploitation actuelle (Canada et USA), la composition de ces adjuvants chimiques reste méconnue. La majorité de l'eau injectée reste dans la formation puisque seule une partie (environ 25%) de la phase liquide remonte en surface, pour être récupérée, stocké dans des bassins de rétention à ciel ouvert, avant d'être traité ou réinjecté dans des réservoirs géologiques naturels à plus de 3 km de profondeur (cas du Texas).

L'exploration et l'exploitation sur le territoire national

8 permis d'exploration, contigus, ont été délivrés en France sur les départements 07,26 en ce qui concerne Rhône et 11,12,30,34 et 48, par extension vers le sud-ouest. Ils couvrent des domaines de bassins sédimentaires où il existe un potentiel pétrolier (les zones de socle granitique et métamorphique ne peuvent générer d'hydrocarbures, en théorie). Les permis ont été donnés  par l'Etat à des compagnies ayant démontré leur compétence dans ce domaine (avec l'appui de sociétés en charge de l'exploitation aux USA), pour des périodes de 2 à 5 ans (assujettis à un engagement financier de ces compagnies pour un montant dépendant des enchères et des chances estimées de découverte).

Ces permis d'exploration doivent permettre aux compagnies de faire des recherches en laboratoire et sur le terrain, afin de déterminer si les conditions géologiques nécessaires à la formation et à la préservation d'hydrocarbures sont réunies. ces études peuvent inclure des acquisitions de données de géophysique sur le terrain (prospection sismique en général), ainsi que des forages d'exploration, qui permettent respectivement d'imager les structures du sous-sol et d'échantillonner la succession verticale de roches, afin de les dater et de mesurer leurs propriétés physiques et chimiques.

Si les résultats sont positifs, des essais de fracturation hydraulique peuvent être effectués afin de tester la productivité réelle du gisement.

Au terme du permis d'exploration, les compagnies se prononcent sur l'existence ou non de ressources, et  sur leur évaluation économique. Elle peuvent alors demander un prolongement d'exploration ou bien, si l'évaluation géologique et économique est favorable, demander à l'État un permis d'exploitation, restreint aux zones les plus favorables (plutôt étendus s'agissant de ressources non conventionnelles). Une étude d'impact est obligatoire avant tout permis d'exploitation.

Le contexte géologique régional

La géologie de ces zones est contrastée et, en conséquence, les objectifs de recherche sont distincts selon les secteurs considérés. Dans tous les cas, il s'agit de roches sédimentaires contenant au moins 4 à 5% de matière organique, enfouie avec les sédiments à plusieurs kilomètres de profondeur, pendant plusieurs millions d'années, à des pressions et températures (>60°C) permettant leur transformation en huile, puis en gaz.

Dans le sud-est de la France, il s'agit des terrains du Toarcien (180 millions d'années), qui comprend un niveau de marnes riches en matière organique ("schistes carton"), que l'on trouve à faible profondeur (moins de 1,5 km) dans les Grands Causses ou en bordure du socle des Cévennes. Sa profondeur augmente progressivement vers le sud-est et peut excéder 5 km sous les garrigues gardoises et la vallée du Rhône. La base de l'Autunien (280 Ma) s'avère potentiellement intéressante (sédiments noirs lacustres à l'affleurement vers Lodève). Les multiples niveaux de charbon du Carbonifère (env. 300 Ma) peuvent également émettre naturellement du gaz (comme le grisou), qui peut être piégé, soit dans le charbon lui-même, soit dans les roches poreuses situées au dessus, ou s'être complètement échappé au cours des temps géologiques. Les marnes et calcaires bitumineux de l'oligocène (env. 30 Ma), explorés en certains secteurs des Cévennes, n'ont pas donné le succès attendus pour les hydrocarbures conventionnels.

Les bassins sédimentaires du sud-est de la France n'ont pourtant pas l'extension des gisements de gaz de schistes d'Amérique du Nord (jusqu'à 100 km), en raison des phases de déformation, impliquant des failles recoupant l'ensemble des formations et conduisant à une compartimentation importante des gisements potentiels.

Les zones de permis couvrent un ensemble géologique varié, marqué par plusieurs niveaux aquifères qui renferment des nappes libres ou captives. L'évolution tectonique et géomorphologique du domaine couvert par ces zones explique les relations complexes entre ces aquifères et par conséquent, leur fonctionnement hydrodynamique.

Les aquifères de type karstique, à l'affleurement ou sous couverture sont très concernés : basse Ardèche, garrigues de Nîmes, causses du Larzac... Leur mode de recharge et leur structure interne favorisent les déplacements de polluants éventuels et la quasi-absence d'auto-épuration. Leur vulnérabilité est donc élevée et spécifique.

La présence de faille (organisées en systèmes) contribue également à des remontées de fluides profonds et échanges hydrauliques entre des couches profondes et aquifères superficiels.

Les risques

La bibliographie et compilation des études d'impact concernant les exploitations d'hydrocarbures faisant appel à la fracturation font état de 4 grands types de risques environnementaux :

1- la contamination des eaux (plusieurs origines)

La présence de failles et fractures géologiques soumises à de fortes pressions de fluides liées à la méthode peut rendre l'exploitation dangereuse. Sous l'effet des migrations de fluides générées, les fractures existantes ou induites peuvent constituer des drains permettant  une contamination des aquifères supérieurs ou des couches poreuses, si ce n'est la surface. D'un point de vue sanitaire, ces fuites de fort aléa présentent un risque faible en milieu non anthropisé mais peuvent constituer un risque majeur de pollution de la ressource en eau lorsque potentiellement utilisée par les populations ou activités locales.

Des fuites sont également possibles par déficience de la protection du forage (tubage et manchon de ciment - ou "casing"-). Si ce défaut est situé dans la partie superficielle de l'ouvrage il peut y avoir pollution d'un aquifère traversé et exploité.

Les fluides utilisés actuellement pour l'hydrofracturation des roches contiennent de nombreux adjuvants chimiques dont des composés cancérigènes ou toxiques (fluorocarbones, naphtalène, formaldéhydes...) dont le détail est encore mal connu.

Au contact des roches, les fluides de forage et/ou d'hydrofracturation se chargent également d'éléments potentiellement toxiques emprisonnés par les roches argileuses lors de leur formation (confinés et piégés comme les gaz). Des composés comme l'arsenic sont susceptibles d'être remontés et contaminer des eaux ou sols de surface.

Enfin, les eaux de process récupérées en surface (sorties de forage) doivent être stockées en attente de traitement et parfois transportées. Le conditionnement de ces réservoirs est critique pour éviter des pollutions majeures, par le biais de fuites ou débordement des bassins de rétention. Ce risque serait critique en zone karstique.

2- l'usage excessif de la ressource en eau

Les forages d'hydrofracturation ("fraking") utilisent beaucoup plus d'eau que les forages conventionnels : soit de 10000 à 20000 m3 d'eau par ouvrage pour une mise en production.

Ce besoin en eau peut générer des tensions sur la ressource locale (notamment sur des bassins reconnus en déficit quantitatif) ou des déplacements (camions-citerne).

3- l'utilisation du terrain et la dégradation liée à l'emprise au sol du périmètre de forage (derrick, matériel annexes, engins)

La modification de l'environnement liée à l'activité industrielle peut se développer sur une zone fragile, classée ou non, avec un va-et-vient préjudiciable de camions d'approvisionnement. L'érosion des sols sera nécessairement augmentée par la création ou usage de pistes. Une vigilance s'impose particulièrement sur des écosystèmes sensibles et parfois déjà fragilisés.

4- l'impact sur l'air (+ les paysages)

L'exploitation peut générer une pollution de l'air par rejet de méthane, dioxyde de carbone, gaz d'échappement en liaison avec l'augmentation du trafic routier.

L'atteinte aux paysages peut souffrir de l'édification d'installations en hauteur, bruit généré, activité industrielle au sens large...

Enfin, on peut également évoquer le risque non nul de micro-séismes, lié à la fracturation des roches en profondeur. Des mouvements brusques ou de rééquilibrage des sols ne doivent pas être écartés, notamment en zones de failles et sensibles d'un point de vue tectonique (cf. sillon rhodanien, faille des garrigues / Nimes), où dans des secteurs dont le sous-sol a déjà été exploités.

Laurent VERNAY  

DREAL Rhône-Alpes Service REMiPP / Unité PPPE / Pôle Eau 

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