Considérations environnementales relatives à l’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches

Un produit issu de la Conférence des ministres de l’Énergie et des Mines

Habituellement, l’opposition à l’égard de l’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches met l’accent sur les répercussions éventuelles de la fracturation hydraulique sur la santé publique et l’environnement.

Les préoccupations environnementales fréquemment exprimées touchent les répercussions éventuelles de l’exploitation sur les ressources d’eaux de surface et souterraines et les émissions atmosphériques. Les répercussions éventuelles touchant les sols, dont les tremblements de terre (ou la sismicité induite) ont également attiré l’attention de la population.

En 2013, Environnement Canada a demandé au Conseil des académies canadiennes de réaliser une étude sur les connaissances associées aux incidences environnementales de l’exploitation du gaz de schiste au Canada. Le rapport concluait qu’il existe des lacunes sur le plan des connaissances scientifiques en ce qui concerne les ressources hydriques et les émissions atmosphériques (qui sont toutes deux liées à l’intégrité des puits), les terres, la sismicité induite et les répercussions sociales.

Des études fédérales sont en cours pour évaluer les techniques d’exploration et de production, afin de prévenir ou de minimiser les risques de contamination, d’émissions, de répercussions sur les sols et de sismicité induite associés à l’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches.

Quantité et qualité de l’eau

Le risque de contamination des eaux de surface et souterraines par les activités d’exploration et d’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches, et tout particulièrement la fracturation hydraulique, est une préoccupation répandue, particulièrement dans les régions peuplées, où les eaux de surface et souterraines sont utilisées comme eau potable ou servent à des fins agricoles et industrielles.

En Amérique du Nord, on a recours à la fracturation hydraulique pour stimuler les puits de production des réservoirs de pétrole conventionnel et de gaz naturel depuis plus de 60 ans. En Alberta seulement, plus de 180 000 puits ont fait l’objet d’activités de fracturation hydraulique (principalement des puits verticaux). À l’échelle du Canada, environ 14 000 puits horizontaux ont été fracturés hydrauliquement jusqu’à maintenant. La plupart d’entre eux se trouvent dans des régions plutôt éloignées. Dans la majorité des cas, il s’agissait de traitements de fracturation relativement importants à volume élevé.

La réglementation du secteur du pétrole et du gaz au Canada vise à protéger les ressources hydriques lors de l’exploitation du pétrole et du gaz, y compris les ressources de schiste et de réservoirs étanches. Les règlements varient d’une juridiction à l’autre. Cependant, dans tous les cas, des banches en acier et en ciment isolent et protègent les aires d’eaux souterraines des zones d’eau saline, de gaz naturel et de pétrole plus profondes.

En général, toutes les eaux usées des activités de fracturation hydraulique sont recueillies et entreposées dans des réservoirs fermés dotés d’enceintes de confinement secondaire pour empêcher toute infiltration éventuelle dans le sol. Il est alors possible de réutiliser ces eaux usées dans d’autres activités de fracturation ou de les réinjecter en profondeur dans des aquifères salins profonds. Les eaux usées ne s’introduisent pas dans les eaux de surface (par ex., des lacs et des ruisseaux) ni dans des aquifères proches de la surface utilisés pour l’approvisionnement en eau potable.

En quoi consistent les produits chimiques utilisés dans les fluides de fracturation hydraulique?

Lors de la fracturation hydraulique, des additifs chimiques (qui représentent habituellement moins de 1 p. 100 de la teneur du fluide injecté) sont utilisés à plusieurs fins, principalement pour accroître la viscosité du fluide injecté, optimiser la récupération de l’eau après la fracturation ou protéger la gaine du tuyau de production de la corrosion. Le fluide de fracturation utilisé varie d’un exploitant à l’autre et diffère d’une formation à l’autre.

Le registre des produits chimiques FracFocus.ca propose de l’information sur les additifs utilisés dans le cadre des activités de fracturation hydraulique, les méthodes de fracturation et les règlements provinciaux.

En Colombie-Britannique, en Alberta et au Nouveau-Brunswick, les entreprises ont l’obligation juridique de divulguer publiquement le nom des additifs qu’elles ajoutent au fluide de fracturation. Les entreprises réglementées par l’Office national de l’énergie auront bientôt une obligation semblable.

En plus des questions relatives à la qualité de l’eau, les préoccupations portent sur les besoins en eau lors de l’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches.

Tous les réservoirs non conventionnels n’exigent pas de grandes quantités d’eau et une pression élevée pour la fracturation. La quantité d’eau requise pour stimuler un puits dépend principalement des propriétés géologiques et des roches du réservoir, ce qui détermine la pression, la profondeur, la longueur et la méthode de stimulation nécessaire pour assurer la fracturation de la roche.

Même si, historiquement, l’industrie a utilisé du fluide de type « slickwater » lors d’activités de fracturation hydraulique (constitué d’un mélange d’eau, de sable et d’additifs chimiques), d’autres techniques comprennent l’utilisation de mousses (faites d’un mélange de gaz et d’eau), de propane liquide, d’azote, de dioxyde de carbone et de combinaisons de plusieurs de ces méthodes.

Émissions atmosphériques

D’autres préoccupations environnementales associées à l’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches portent sur les émissions atmosphériques et la qualité de l’air. Les contaminants atmosphériques, les toxines et les gaz à effet de serre peuvent avoir des répercussions sur la santé de la population et des écosystèmes à l’échelle régionale, en plus d’être une cause des changements climatiques à l’échelle mondiale.

La plupart des gaz de schiste et de réservoirs étanches actuellement mis en valeur présentent une teneur en dioxyde de carbone faible, semblable à la production typique de gaz conventionnel. C’est pourquoi les émissions de gaz à effet de serre par unité de gaz de schiste et de réservoirs étanches produite et consommée sont semblables à celles associées à la production et à la consommation du gaz naturel conventionnel.

Le gaz de schiste produit-il davantage d’émissions de gaz à effet de serre que le gaz conventionnel? Qu’en est-il du charbon ou des produits pétroliers?

L’analyse du cycle de vie tient compte de toutes les émissions de gaz à effet de serre significatives pour toutes les étapes de la production, du traitement, du transport et de la consommation finale d’un carburant, afin de dévoiler l’empreinte carbone complète. L’outil d’analyse du cycle de vie GHGenius de Ressources naturelles Canada a servi à modéliser les émissions de gaz à effet de serre du gaz de schiste.

Dans l’ensemble, l’étude a conclu que le gaz de schiste émet légèrement davantage d’émissions que le gaz naturel conventionnel (4 p. 100 de plus). Cependant, ses émissions sont grandement inférieures à celles des produits pétroliers ou du charbon (de 29 p. 100 à 38 p. 100 inférieures).

Chaque fois que le gaz naturel produit ne peut pas être commercialisé ou injecté à nouveau dans un puits de pétrole ou de gaz, il doit être dispersé dans l’atmosphère ou brûlé à la torche.

Selon certaines études, de gros volumes de méthane, un gaz à effet de serre puissant qui est le principal composant du gaz naturel, sont dispersés dans l’atmosphère lors de la construction de puits de schiste et de réservoirs étanches. Au Canada, cela se produit rarement en raison des considérations pour l’environnement, l’économie et la sécurité. La plupart des provinces qui produisent beaucoup de gaz naturel disposent d’initiatives pour réduire la dispersion du gaz dans l’atmosphère et le brûlage à la torche.

Le programme de déclaration de gaz à effet de serre d’Environnement et Changement Climatique Canada concerne uniquement les grandes installations. Les activités de fracturation hydraulique n’atteignent pas les seuils nécessaires à la production de ces déclarations d’émissions et la plupart des sources d’émissions proviendraient d’installations non assujetties à ce programme. Même si les organismes de réglementation provinciaux définissent des exigences et des règlements en matière d’émissions de gaz à effet de serre, ils ne visent généralement pas les sources peu importantes.

On a aussi déterminé que les fuites de méthane de puits de forage sont une cause éventuelle de la contamination atmosphérique (émissions fugitives) provenant des puits conventionnels et non conventionnels. Dans l’Ouest canadien, en raison des exigences provinciales en matière de surveillance, les organismes de réglementation peuvent quantifier les émissions fugitives qui sont directement rejetées par un puits.

Répercussions sur les sols

L’empreinte écologique et la sismicité induite figurent quant à elles parmi les préoccupations fréquemment exprimées concernant les répercussions éventuelles de l’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches sur les sols.

L’empreinte écologique laissée par l’utilisation des terres dans la mise en valeur des resources de schiste et de reservoirs étanches ne devrait pas être tellement plus élevée que celle de l’exploitation du gaz classique. Les avancées techniques en matière de forage horizontal permettent de forer et d’exploiter plusieurs puits à un même emplacement.

Grâce à l’utilisation de plateformes d’exploitation, où plusieurs puits horizontaux sont forés à partir du même emplacement, un moins grand nombre de routes d’accès est nécessaire et la concentration des installations et des pipelines au sein de cette empreinte réduit davantage les perturbations de surface

Au Canada, la plupart des tremblements de terre d’origine naturelle se produisent dans des régions sismiques actives, où il n’y a pas d’activités de fracturation hydraulique ou d’injection d’eaux usées en puits profonds. Même si la fracturation hydraulique ou l’injection d’eaux usées en puits profonds peut, à l’occasion, être liée à un tremblement de terre ressenti, cette situation est normalement relativement mineure et est rarement ressentie.

Comment Ressources naturelles Canada surveille-t-il les tremblements de terre et étudie-t-il la sismicité induite?

À l’échelle du Canada, plus de 200 sismographes enregistrent constamment l’activité sismique locale et mondiale. Des réseaux sismiques denses ont été installés localement dans plusieurs régions où des activités de fracturation hydraulique ont lieu (p. ex. le nord-est de la Colombie-Britannique), afin de déceler la source de faibles secousses sismiques et de comprendre la réaction de la roche à l’égard des paramètres de fracturation hydraulique.

En ce qui a trait aux régions où les ressources de schiste et de réservoirs étanches pourraient être exploitées, il faut faire une distinction entre les activités touchant la couche inférieure de l’écorce terrestre et les activités en surface liées à des programmes de fracturation ou à la réinjection d’eaux usées dans des aquifères profonds.

Des réseaux sismiques ont aussi été déployés dans les Territoires du Nord-Ouest et au Nouveau-Brunswick, là où des activités d’exploration et d’exploitation des ressources de schiste et de réservoirs étanches pourraient avoir lieu, afin de surveiller la sismicité naturelle des régions et d’établir des données de base.