Que sont les hydrocarbures de schiste ?

A  l’approche de la conférence environnementale qui doit se tenir au Palais d’Iéna les 14 et 15 septembre prochains et dans un contexte où la France recherche des moyens de croissance et des relais de compétitivité, une énergie domestique, abondante et à bas prix, mériterait de retenir l’attention du gouvernement : les hydrocarbures dits de schiste.

Permettez nous de vous livrer ici une définition quelque peu savante pour que chacun comprenne bien ce que l’on entend quand on parle d’hydrocarbures de schiste.

D’aucuns considèrent le gaz et les huiles de schiste comme des hydrocarbures non conventionnels. Le vocable « hydrocarbures non conventionnels (HNC) » est un terme générique qui désigne à la fois le gaz de schiste dit de « roche mère », le gaz de réservoir compact (tight gas), le gaz de houille (coal bed methane ou CBM), le gaz de mine de charbon (coal mine methane ou CMM), qu’il s’agisse d’une mine en activité (virgin coal bed methane ou VCBM) ou d’une mine abandonnée (abandoned mine methane ou AMM) ou encore les hydrates de gaz que l’on appelle communément hydrates de méthane gazeux (methane gas hydrates ou MGH) ou encore clathrates.

De fait ces termes constituent un triple abus de langage. D’une part les gaz et huiles que l’on rencontre dans l’écorce terrestre proviennent tous d’une roche mère (source rock) et d’autre part il n’y a rien d’atypique au sujet du gaz lui-même qui est du méthane thermogénique (CH4) avec des traces d’homologues supérieurs tels que l’éthane (C2H6), le propane (C3H8), le butane (C4H10), le pentane (C5H12), l’hexane(C6H14), l’heptane (C7H16) et de petites quantités de dioxyde de carbone (CO2), de dioxyde de soufre (SO2), d’hydrogène sulfuré (H2S), d’hélium (He), d’azote (N2), de mercure (Hg) et d’argon (Ar) selon les cas. Enfin, le terme même de schiste est impropre car il s’agit de pélite, c’est-à-dire d’une « boue séchée » que les Anglo-saxons appellent shale ou mudstone.

Les uns disent que c’est le réservoir qui contient le gaz qui n’est pas conventionnel et d’autres que c’est la technologie utilisée pour le produire qui ne l’est pas. L’absence de consensus sur ce sujet entretient un flou que chacun exploite à son avantage.

Ce « schiste » qui combine les propriétés d’être à la fois « roche mère » et « roche réservoir » n’est donc qu’une argile indurée qui a débuté sa vie « géologique » comme vase marine ou lacustre. On commence le plus souvent par patauger dans la vase lorsque l’on va se baigner dans la mer ou dans l’eau des rivières et des lacs! Au fil des ans, cette vase a servi de réceptacle aux débris de la faune aquatique qui peuple les océans, les rivières et les lacs (poissons, mollusques, mammifères marins, plancton,… etc.) ainsi qu’aux débris des végétaux qui les bordent (mangroves, roseaux, pandanus, spores, bactéries… etc.), puis elle s’est enfouie à des profondeurs de plus en plus grandes, tandis que les débris organiques d’origine animale ou végétale qu’elle renferme, sous l’effet de pressions et de températures croissantes, se sont petit à petit transformés, en milieu anaérobique, en sapropel ou proto-pétrole, c’est-à-dire en une sorte de gelée visqueuse qui a donné naissance aux kérogènes de type I, II ou III à l’origine de tous les hydrocarbures.

Une fois durcie, cette argile retient par adsorption l’huile et le gaz qui se sont formés. Néanmoins, au cours des temps géologiques et pour diverses raisons, il lui arrive de laisser échapper des gouttelettes d’huile et des bulles de gaz qui viennent se piéger dans les premiers niveaux poreux sus-jacents formant ainsi des gisements de pétrole ou de gaz dits gisements conventionnels. En l’absence de « pièges » stratigraphiques (anticlinaux, biseaux, changements de faciès) ou tectoniques (failles, blocs faillés, plissements divers) qui permettent aux gisements de se créer, huiles et gaz migrent vers la surface et contribuent ainsi à former les « indices de surface ».

A titre indicatif, il doit exister de par le monde entre 100 000 et 200 000 gisements d’huile et de gaz, dont seuls 30 000 à 50 000 sont actuellement rentables. Mais on ne connait guère à ce jour qu’une dizaine de milliers d’indices de surface, dont trois mille environ ont été identifiés en mer.

Réflexion de géologue : et si l’on avait tout faux ?

Ce n’est qu’une hypothèse, bien sûr, mais si elle devait se confirmer, la face du monde s’en trouverait changée et la géopolitique de l’énergie le serait aussi.

Nous considérons ces gisements soi-disant conventionnels comme des avatars ou des dépôts secondaires témoignant de la présence, en profondeur, d’une roche mère, laquelle est le véritable gisement conventionnel. Dans bien des cas, après avoir trouvé un gisement d’huile ou de gaz, foreurs et géologues, trop heureux de l’avoir découvert, s’emploient à le mettre en production sans se soucier d’aller plus bas, à la recherche de cette roche mère dont le potentiel demeure ainsi quasiment intact ou presque. Ce pourrait être le cas du gisement de Lacq en particulier.

Si l’on considère que les océans couvrent 70,8% de la surface du globe, soit 361 132 000 km² et que les 148 940 000 km² restants contiennent de nombreux lacs et rivières, il va sans dire que ce « schiste », cette argile indurée, sont extrêmement abondants de par le monde. En l’absence d’études approfondies, il n’est pas possible de dire aujourd’hui qu’elle est la superficie des « sweet spots », ces zones privilégiées dans lesquelles le T.O.C (Carbone organique total) est égal ou supérieur à 3% du volume de la roche et qui constituent un environnement favorable à la présence de gisements d’hydrocarbures dits de schiste . A terre, dans les gisements connus tels ceux d’Eagle Ford, Barnett, Marcellus et Bakken aux Etats Unis, on constate que dans les « sweet spots », un mètre cube de roche peut contenir 20 mètres cubes de gaz aux conditions ambiantes de température et de pression, soit 20°C et 1 atmosphère.

Nous nous abstiendrons d’avancer le moindre chiffre de réserves mais nous dirons simplement qu’elles doivent être énormes et dépasser de loin les besoins de la population mondiale actuelle pour plusieurs centaines d’années à venir. Quant aux hydrates de méthane leurs réserves sont sans doute mille fois plus importantes encore, mais la technologie nous fait défaut pour le moment bien que des essais de mise en production viennent d’être effectués au large des côtes du Japon.

Ce panorama à la fois descriptif et prospectif devrait permettre désormais à chacun de savoir ce dont on parle quand on parle de gaz et d’huiles de schistes et quels sont les enjeux auxquels nous sommes confrontés.

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