PolyTox'Nice
Synthèse bibliographique réalisée par des élèves ingénieurs dans le cadre d'enseignements du département Génie Biologique
http://biologie.polytechnice.fr
15 Janvier 2014 N° 48
Résumé
: Le gaz de schiste, gaz
naturel non conventionnel, est
extrait par fracturation
hydraulique. Son exploitation
présente un fort intérêt
économique. Mais quels sont les
dangers qu'elle présente pour
l'environnement et la santé
humaine ?
L’exploitation des gaz naturels non
conventionnels, et plus
spécifiquement celle du gaz de
schiste, est un secteur en plein
développement. En effet, les
réserves d'énergies fossiles
décroissent inexorablement tandis
que la consommation énergétique
mondiale ne cesse d'augmenter.
C’est ce qui a favorisé l’intérêt
pour les gaz non conventionnels
emprisonnés dans une roche-mère
imperméable à plusieurs kilomètres
de profondeur. Contrairement au
gaz naturel conventionnel,
l'extraction du gaz de schiste
nécessite le recours à la
fracturation hydraulique qui
consiste à injecter un liquide à très
haute pression dans un puits pour
créer un réseau de fissures et
libérer le gaz. C’est la combinaison
de cette technique avec celle du
forage horizontal, qui a contribué à
la rentabilité de l’activité au début
des années 2000. Une des
problématiques majeures de la
procédure d’extraction est
l’utilisation massive d’eau. Des
quantités très importantes sont
utilisées ce qui a un impact sur
l’environnement et sur les réserves
d’eau disponibles à des fins de
consommation humaine. Une autre
crainte est liée à la pollution de
l’eau suite à la présence de
produits chimiques dans le liquide
de fracturation destinés à
optimiser l'extraction. En effet, ce
liquide est composé de 99% d’eau
et de sable additionnés de produits
chimiques à hauteur de 1%. Les
besoins en eau pour un puits
dépassant les 10 000 m3, la masse
d’additifs employés s’exprime par
conséquent en dizaines de tonnes.
Ces agents sont retrouvés dans les
eaux de surface[1], les nappes
phréatiques ainsi que dans les eaux
de consommation. Certains d'entre
eux s'avèrent dangereux pour
l’environnement et la santé humaine
parmi lesquels des substances
cancérigènes (arsenic...). De plus,
l'exploitation du gaz de schiste
provoque une pollution non
négligeable de l'air avec des rejets
importants de gaz à effet de serre
(CO2, méthane...) et de composés
organiques volatiles très toxiques
(benzène...)[2]. L'évaluation des
risques est complexe car certaines
données, telles que la composition
exacte des liquides de
fracturation, ne sont pas
disponibles. Néanmoins, il est
évident que l'exploitation du gaz de
schiste n'est pas sans conséquence
et semble incompatible avec la mise
en place de la transition
énergétique. Mais, une question
reste en suspend : Les énergies
renouvelables constituent-elles
seules, une solution réaliste à la
crise énergétique et une
alternative au gaz de schiste ?
Figure1: La Fracturation hydraulique
Références:
[1] Ferrar, K.J. et al. (2013) Assessment of
Effluent Contaminants from Three Facilities
Discharging Marcellus Shale Wastewater to
Surface Waters in Pennsylvania. (2013) Environ.
Sci. Technol. 2013, 47, 3472−3481
[2] McKenzie, L.M. et al. (2012) Human health risk
assesssment of air emissions from development of
unconventional natural gas ressources. Science of
the total environement ; 424:79-87
Gaz de schiste : quel danger pour l'environnement et la santé humaine ?
GRENET Ingrid, CORNELOUP Alexandrine, GUINAUDEAU Ophélie
PolyTox'Nice
Synthèse bibliographique réalisée par des élèves ingénieurs dans le cadre d'enseignements du département Génie Biologique
http://biologie.polytechnice.fr
15 Janvier 2014 N° 48
Abstract:
Shale gas, an
unconventional natural gas is
extracted by hydraulic
fracturing. This process has a
strong economic interest. But
what are the dangers for the
environment and human health?
The exploitation of unconventional
natural gas, and more specifically
the exploitation of shale gas, is a
booming sector. Indeed, fossil
energy reserves are falling
inexorably while the global energy
consumption is still increasing. That
is why there is a strong interest in
this unconventional gas trapped in
impermeable bedrock several
kilometers beneath the surface of
the Earth. Unlike conventional
natural gas, the extraction of shale
gas requires the use of hydraulic
fracturing. This technique involves
injecting a fluid at high pressure
into a well to create a network of
cracks and hence release the gas.
It is the combination of hydraulic
fracturing with the technique of
horizontal drilling which has
contributed to the profitability of
the business in the early 2000s.
One of the major problems of the
natural gas extraction process is
the massive use of water. Very
large amounts of water are used
which has an impact on the
environment and on water flows
available for human consumption.
Another concern is related to the
pollution of water due to the
presence of chemicals in the
fracturing fluid. Indeed, the
fracturing fluid is composed of
99% water and sand with 1 %
chemicals added in order to
optimize the extraction. Water
requirements per well are over
10000 m3, therefore the mass of
additives used is expressed in tens
of tons. These agents are found in
surface water[1], in groundwater
and in drinking water. Some of
them are very dangerous for the
environment and for human health,
including carcinogens such as
arsenic. Moreover, the exploitation
of shale gas results in significant
air pollution with important
releases of greenhouse gases such
as CO2 and methane. Therefore,
especially toxic volatile organic
compounds such as benzene are
found in the air[2]. The risk
assessment is complex because
some data are not available, for
example the exact composition of
fracturing fluids which is a trade
secret. Nevertheless, it is clear
that the exploitation of shale gas
is not without consequence and
seems inconsistent with the energy
transition. But one question
remains : Are renewables
constituting a realistic solution to
the energy crisis and an
alternative to shale gas ?
Figure1: Hydraulic fracturing
References:
[1] Ferrar, K.J. et al. (2013) Assessment of
Effluent Contaminants from Three Facilities
Discharging Marcellus Shale Wastewater to
Surface Waters in Pennsylvania. (2013) Environ.
Sci. Technol. 2013, 47, 34723481
[2] McKenzie, L.M. et al. (2012) Human health risk
assesssment of air emissions from development of
unconventional natural gas ressources. Science of
the total environement ; 424:79-87
Shale gas : a danger for environment and human health ?
GRENET Ingrid, CORNELOUP Alexandrine, GUINAUDEAU Ophélie
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