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Fracturation hydraulique

La fracturation hydraulique est une méthode permettant de briser la roche dans le sous-sol. Du liquide à haute pression est injecté dans les masses rocheuses profondes afin de former un ensemble de fissures et d’augmenter ce faisant la perméabilité de la roche.

Cette technique est utilisée depuis la Seconde Guerre mondiale. A l’origine, on s’en servait surtout pour l’exploitation des gisements de gaz et d’hydrocarbures. Avec l’amélioration des techniques d’exploitation et l’augmentation des prix du gaz, la fracturation hydraulique n’est désormais employée que pour exploiter les gisements de gaz de schiste difficiles à atteindre (extraction de gaz non conventionnelle). La méthode dite de fracturation hydraulique est mise en œuvre pour l’exploitation conventionnelle et non conventionnelle de gisements de gaz et d’hydrocarbures. Cela suppose d’augmenter considérablement la pression de pore au sein de failles nouvelles ou déjà existantes, afin de surpasser la pression de roche principale à un emplacement précis. Cela entraîne davantage de fissures de tension que de fractures de cisaillement et par conséquent un élargissement de la roche sans décalage important, donc sans séisme au sens propre du terme. Les secousses déclenchées lors de l’ouverture et de l’élargissement de la roche sont plus faibles et dégagent moins d’énergie en raison des caractéristiques physiques de ce processus, ce qui explique qu’elles causent moins souvent un séisme perceptible (CFG "Risques, potentiels et opportunités liés à la fracturation hydraulique (fracking)"). La plupart des fissures se referment à nouveau lorsque la pression diminue. On emploie pour cette raison ce que l’on appelle des «proponents», c’est-à-dire des additifs tels que de petits grains de sable, afin de maintenir les fissures ouvertes. Toutefois, on a également observé (au Canada) des séismes pouvant atteindre une magnitude 4.8 causés par un processus de fracturation hydraulique lors de l’exploitation non conventionnelle de gisements de gaz et d’hydrocarbures. Des séismes de ce type se produisent lorsque la fissure se déploie et atteint une faille existante préalablement chargée en tension.

Une technique proche, connue sous le nom d’hydro-shearing, est utilisée pour exploiter les réservoirs géothermiques. Elle consiste à forer à un endroit de la roche qui présente déjà un ensemble de fissures, afin de former des fractures de cisaillement. Avec cette méthode, l’augmentation de la pression de pore est moins importante qu’avec la fracturation hydraulique et on ne dépasse en général pas la pression de roche principale de l’emplacement en question (Conference Paper "Pros and Cons of Hydraulic Fracturing and Hydraulic Shearing for Deep Reservoir Stimulation") (acatech "Hydraulic Fracturing - Eine Technologie in der Diskussion"). Contrairement à l’exploitation conventionnelle ou non conventionnelle des gisements de gaz, la géothermie profonde ne repose pas obligatoirement sur l’emploi d’additifs ou de produits chimiques. Par ailleurs, les projets de géothermie profonde nécessitent moins de forages que pour l’exploitation non conventionnelle de gaz, ce qui réduit la surface et la quantité de liquide de forage nécessaires.

L’exploitation non conventionnelle de gaz est pour l’instant surtout pratiquée aux Etats-Unis et au Canada. On ignore actuellement si l’exploitation non conventionnelle de gaz sera un jour réalisée en Suisse. Les raisons de cette incertitude sont: les ressources inconnues en gaz de schiste en Suisse, le fait qu’il ne s’agisse pas d’une énergie renouvelable et la surface nécessaire qui, étant relativement importante, est susceptible d’entraîner des conflits liés à son exploitation (SCNAT "Eine Technik im Fokus: Fracking").