Les terres agricoles, les terres agricoles, terres agricoles et ... plate-forme de forage? Un champ de soja se trouve devant une plate-forme de forage de gaz naturel le 8 septembre 2012, dans le canton de Fairfield, Penn. La zone se situe au-dessus du schiste Marcellus, l'un des cœurs de la fracturation hydraulique aux États-Unis. Voir plus de photos de forage pétrolier. Robert Nickelsberg/Getty Images Peut-être avez-vous entendu dire que nous avons une petite crise énergétique?
Avec des prix du gaz tumultueux et une dépendance à l'égard des combustibles fossiles non durables à un niveau élevé, il y a un besoin désespéré de trouver des sources d'énergie alternatives. Et soyons honnêtes, la plupart des producteurs d'énergie ne seraient pas contrariés de simplement trouver plus de sources de combustibles fossiles, Soit.
Fracturation hydraulique -- ou fracturation hydraulique , ou tout simplement la fracturation hydraulique - est un moyen d'accéder aux réserves "cachées" de gaz naturel, du pétrole - même de l'eau. Cela semble extrêmement compliqué (et c'est, En réalité, un exploit assez cool de la science et de l'ingénierie), mais la fracturation hydraulique est un processus assez simple. Bien loin sous terre (nous parlons d'environ 7, 000 pieds/2, 133 mètres sous la surface), les roches comme le schiste peuvent contenir des gaz, de l'eau ou de l'huile dans leurs pores. La fracturation hydraulique déplace cette ressource des pores des roches vers les puits de production [source :ProPublica].
Cela se fait en créant des " veines " horizontales à partir d'un puits vertical, puis en pompant ce puits horizontal plein d'eau (plus du sable et quelques additifs chimiques) à une pression extrêmement élevée. Cela provoque des fissures dans la roche qui bifurquent, dégagement de gaz, de l'huile ou de l'eau dans les fissures créées. Les gaz et les huiles sont forcés dans les puits horizontaux puis s'écoulent vers des réservoirs de stockage avec l'eau qui remonte.
C'est donc la navigation en douceur à partir de là! Le monde peut récupérer des ressources énergétiques difficiles à atteindre et tout le monde y gagne, droit? Sauf, bien sûr, le processus est extrêmement lourd de préoccupations environnementales et de sécurité. Des allégations de contamination des eaux souterraines aux rapports de terres décimées, les critiques ont une liste croissante de craintes en ce qui concerne la fracturation hydraulique.
Dans cet article, nous allons creuser profondément pour détailler la mécanique de la fracturation hydraulique. Nous examinerons également les effets - à la fois positifs et négatifs - que la fracturation hydraulique peut apporter à l'environnement et aux communautés, tout en examinant l'avenir de la fracturation hydraulique.
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Ingénieurs sur la plate-forme de forage de l'installation de fracturation de schiste Cuadrilla le 7 octobre 2012, à Preston, Lancashire, Angleterre. La fracturation a été blâmée pour deux tremblements de terre mineurs dans la région environnante. Matthew Lloyd/Getty Images Pour comprendre pourquoi la fracturation a été développée, imaginez une opération de forage traditionnelle. Un puits fonctionne très bien si nous puisons dans une grande piscine de gaz ou d'eau souterraine, nous permettant de pomper la ressource du réservoir. Mais lorsque la ressource que nous essayons de capturer est étroitement emprisonnée dans les pores du schiste, comment le libérer et le faire remonter à la surface ?
Cela commence à peu près de la même manière :un puits profond est foré. Chesapeake Energy estime que la profondeur moyenne de ses puits est de 7, 700 pieds/2, 347 mètres (environ six Empire State Buildings empilés bout à bout [source :Chesapeake Energy]). La Colorado Oil and Gas Association donne le diamètre du trou à 12,25 pouces (31 centimètres). Lorsque le puits atteint la bonne profondeur, il prend un virage à droite ou à gauche (appelé point de départ ) et devient horizontale. Cette section horizontale peut s'étendre sur 1, 000 à 6, 000 pieds, ou 305 à 1, 829 mètres [source :EPA].
Le boîtier en acier s'insère dans le puits de forage , aka le trou percé. L'acier est destiné à protéger les eaux souterraines et la zone environnante de toute fuite potentielle lors de la fracturation hydraulique. En bas à la section horizontale du puits, l'acier est perforé à l'aide d'un outil qui peut pénétrer dans l'acier et le ciment du puits pour créer de petits trous permettant à l'eau ou à de minuscules particules de s'échapper, un peu comme votre passoire de cuisine. À ce moment, une solution d'eau (que nous explorerons plus tard) est pompée à une pression extrêmement élevée.
Lorsque la solution atteint les points perforés, le liquide est trop pour que la roche absorbe, et la roche se fissure. Il faut de trois à dix jours pour que la fracturation soit complète [source :Halliburton]. Les additifs et le sable présents dans le mélange d'eau maintiennent ouvertes ces fissures, permettre au gaz (ou à toute autre ressource) de s'échapper et de remonter à la surface dans l'eau qui est repompée, et séparés. Ces ressources peuvent s'écouler des fissures pendant des années, voire des décennies [source :Energy in Depth]. Les eaux usées sont stockées et traitées, pompé dans des puits d'injection ou recyclé; il est également stocké dans des fosses à ciel ouvert ou utilisé sur les routes [source :NRDC].
L'équipement utilisé pour la fracturation hydraulique est (prévisiblement) robuste. Gardez à l'esprit qu'environ 200 camions-citernes sont nécessaires pour apporter 1 million de gallons (3,8 millions de litres) d'eau à un puits, et que des lits de schiste plus profonds pourraient nécessiter 2 à 10 millions de gallons (7,6 à 37,9 millions de litres) d'eau [sources :EarthWorks, ProPublica]. Des dizaines de « camions pompes » sont nécessaires pour acheminer la solution sous pression dans le puits de forage [source :Energy in Depth].
Avant d'aborder certains des problèmes associés à la fracturation hydraulique, Jetons un coup d'œil à quelques raisons pour lesquelles les gens sont si excités par la fracturation hydraulique.
GaslandLe film documentaire « Gasland » nominé aux Oscars en 2010 racontait l'histoire des résidents touchés par la fracturation hydraulique dans leurs communautés. Beaucoup se souviennent de l'image (littéralement) incendiaire d'un homme mettant le feu à l'eau de son robinet – prétendument à cause du gaz naturel contaminant l'approvisionnement en eau. Les autorités du Colorado ont déterminé que la fuite était une réserve naturelle de méthane qui s'était infiltrée dans le puits du propriétaire, et non à cause de la fracturation hydraulique. Cependant, il y a eu des cas liés à la fracturation hydraulique où du méthane a atteint les approvisionnements en eau – et des sociétés gazières ont dû admettre leur responsabilité et payer de lourdes amendes pour leur négligence [source :McGraw].
Comme vous pouvez l'imaginer, il y a des critiques assez sérieuses de la fracturation hydraulique. Mais avant d'entrer dans les pièges de l'opération, abordons certains des avantages décrits par les promoteurs.
Pour commencer, beaucoup soulignent que la fracturation hydraulique fournit aux gens de nombreuses ressources accessibles qui sont normalement piégées dans les pores de la roche.
Il y a des arguments environnementaux, aussi :au lieu de forer de nombreux puits, le processus consiste à forer un puits qui jaillit horizontalement, qui a des avantages sur le paysage de surface. Selon les estimations, 90 % des puits de gaz naturel doivent aujourd'hui être accessibles par fracturation hydraulique [source :Bateman]. En outre, il est également avancé que le gaz naturel est un carburant plus respectueux de l'environnement que le pétrole ou le charbon, et c'est vrai :ça brûle plus proprement, avec du dioxyde de carbone considérablement réduit, émissions d'oxydes d'azote et d'oxydes de soufre [source :EPA]. (Nous verrons dans la section suivante quelques arguments contre la nature "propre" de la fracturation hydraulique.)
Des entreprises comme Chesapeake Energy et Halliburton n'hésitent pas non plus à souligner que chaque fois que les États-Unis réduisent leur dépendance au pétrole étranger, c'est avantageux pour les entreprises et les consommateurs américains. Et il ne fait aucun doute que la fracturation hydraulique a réussi à obtenir du gaz naturel américain domestique :à partir de 1,1 million d'opérations de fracturation au cours des 60 dernières années, Les Américains ont reçu environ 600 000 milliards de pieds cubes (près de 17 000 milliards de mètres cubes) de gaz naturel [source :Halliburton].
Et nous ne pouvons pas oublier la création d'emplois et son amie, revenu. Le Département de la conservation de l'environnement de l'État de New York a estimé que si l'État rouvrait ses portes à la fracturation hydraulique (il interdisait la fracturation hydraulique en 2008), 17, 6000 emplois seraient créés et 125 millions de dollars de recettes fiscales seraient accumulés [source :Schaefer]. La fracturation - et l'industrie pétrolière et minière en général - n'est pas une opération familiale. Il y a beaucoup d'argent dedans, et c'est assez de motivation pour certains. Ce gros gain ne se produit cependant pas pour les opérateurs qui puisent accidentellement dans l'approvisionnement en eau ou détruisent des propriétés avec des accidents. Pour cette raison, on pourrait soutenir que le paiement va en fait obliger les opérateurs à suivre des pratiques sûres et éthiques [source :Groundwater Protection Council].
Régions de schisteAlors que d'importantes réserves de gaz naturel existent partout aux États-Unis, il y a quelques grands andains appelés régions de schiste . Il s'agit notamment de la région de Marcellus (qui couvre des parties de l'Ohio, Pennsylvanie, Virginie-Occidentale, Maryland et New York), la région de schiste d'Antrim au Michigan et le champ de schiste de Barnett au Texas.
Un manifestant manifeste contre la fracturation hydraulique devant le siège de l'EPA de Californie le 25 juillet 2012. Des dizaines de militants écologistes ont organisé une manifestation « Stop Fracking With California » devant le siège. Justin Sullivan/Getty Images Jusque là, nous n'avons parlé que de la logistique et des avantages de la fracturation hydraulique. Mais la fracturation hydraulique n'est pas exactement un slam-dunk en matière de sécurité. En réalité, pour à peu près tous les arguments que nous avons avancés dans la dernière section pour la fracturation hydraulique, il y a un compteur assez virulent.
Pour un, la fracturation hydraulique est toujours une opération d'exploitation minière incontrôlable. Ce qui signifie que le forage -- et les camions, pompes, transports et conteneurs de stockage - seront toujours présents sur le site, ainsi que l'infrastructure connexe nécessaire. Bien que les sociétés gazières soient impatientes de donner l'impression que trouver du gaz naturel sur des terres agricoles serait une aubaine pour les agriculteurs à court d'argent, il y a aussi les problèmes des pipelines causant des dommages aux cultures et des équipements qui détruisent les routes [source :Schaefer].
L'une des plus grandes plaintes concernant la fracturation hydraulique n'est pas l'acte lui-même, mais le fluide qui est pompé dans le puits pour provoquer des fractures. Les additifs chimiques représentent 0,5 à 2,0 pour cent du mélange de sable et d'eau [source :EarthWorks]. Les additifs comprennent des acides pour aider à dissoudre les minéraux, produits chimiques présents dans les détergents, désinfectants et nettoyants ménagers [source :McGraw]. Gardez à l'esprit que des millions de gallons de la substance sont utilisés ; 4 millions de gallons (15 millions de litres) de fluide de fracturation équivaudraient alors à 300 tonnes d'additifs chimiques [source :EarthWorks]. Une grande préoccupation est que ces fluides restent dans le sol et s'infiltrent dans le sol et les eaux souterraines. (Sans parler du potentiel de déversements en surface.)
Après la fracturation, il y a plus de soucis. Les minuscules fissures peuvent voyager loin, ce qui implique qu'ils pourraient techniquement finir par se fissurer dans un approvisionnement en eau. (Bien que cela n'ait pas encore été documenté, des cas potentiels sont à l'étude [source :McGraw]). Cela signifie que le pétrole ou le gaz naturel pourraient se retrouver dans l'eau potable.
Il y a aussi le problème des énormes quantités d'eaux usées générées. Des milliards de gallons d'eaux usées doivent être éliminés chaque année. Souvent, cela signifie le traiter dans des stations d'épuration locales -- avec un rejet ultérieur dans les eaux de surface [source :NRDC]. Certains s'évaporent également des produits chimiques les plus volatils du composé, ce qui signifie que malgré tous les discours sur le « gaz naturel à combustion propre, " il y a des problèmes de pollution de l'air quand il s'agit d'exploiter le gaz (sans parler des pétroliers, camions et équipements qui sont sur la route, qui n'aide pas à la pollution) [source :EarthWorks].
Et l'un des problèmes que nous explorerons dans le prochain chapitre est que personne n'est tout à fait sûr de la nocivité de tout cela.
Le gaz naturel a joué un grand rôle dans la récente stratégie énergétique des États-Unis, et la fracturation hydraulique en est une grande partie. Ethan Miller/Getty Images Bien qu'une utilisation simplifiée de la fracturation hydraulique existe depuis le milieu des années 1800, ce n'est vraiment qu'au cours des deux dernières décennies que la technologie de fracturation s'est développée de telle sorte qu'un l'échelle commerciale pourrait être atteinte. Gardons à l'esprit que plus de 90 % du gaz naturel des États-Unis provient de sources nationales; bien que les États-Unis n'aient pas le même genre de réserves que les pays riches en pétrole du Moyen-Orient possèdent, il a assez d'énergie pour alimenter tous les appareils alimentés au gaz naturel pour les 20 prochaines années [source :McGraw].
Parce que la fracturation hydraulique pour le gaz de schiste est une entreprise nouvelle, les critiques déplorent le manque de recherche et d'études scientifiques approfondies qui (de toute évidence) devraient accompagner des choses aussi capiteuses. Mais des recherches sont en cours, qui donnent aux deux côtés de la question plus de nuance. Une affirmation qui a récemment été soulevée est que la fracturation hydraulique provoque une telle volatilité sous terre que les tremblements de terre résultent de l'énorme pression de l'eau pompée. Le Conseil national de recherches n'a trouvé aucune preuve pour étayer cette affirmation, mais ne sortez pas encore votre perceuse :le groupe a découvert que l'eau projetée des puits dans les réservoirs de stockage était liée à de petits tremblements de terre [source :Associated Press]. Alors des tremblements de terre se produisaient, mais leur cause était différente de celle prévue.
Il est difficile de nier - pour le meilleur ou pour le pire - que la fracturation hydraulique a tout simplement révolutionné l'industrie minière. En raison de la fracturation, les États-Unis ont vu leur production de pétrole monter en flèche. D'ici 2013, les États-Unis devraient produire 11,4 millions de barils de pétrole par jour, rivalisant avec les 11,6 millions de barils de premier plan de l'Arabie saoudite [source :Associated Press]. Exxon Mobil Corp. et Chesapeake Energy prévoient de forer des dizaines de milliers de puits supplémentaires d'ici 2020, et les implications nationales ont amené le département américain de l'Énergie à s'impliquer davantage dans les enquêtes sur les pratiques et la sécurité [source :Kirkland et ClimateWire].
Difficile aussi d'être en désaccord ? S'assurer que les composés chimiques et les pratiques utilisés dans la fracturation hydraulique sont sans danger pour ceux qui travaillent et vivent dans les zones touchées. Les dirigeants d'Halliburton ont fait la une des journaux en 2011 lorsque l'un d'entre eux a bu du liquide de fracturation pour prouver sa sécurité. Et même si cela semble idiot, vous pouvez attribuer à l'entreprise le mérite d'avoir souligné qu'elle avait en fait modifié la composition du fluide de fracturation, de sorte que les matériaux qu'il contient provenaient de l'industrie alimentaire [source :Tsai]. Son nouveau fluide de fracturation CleanStim promet un risque réduit d'exposition aux produits chimiques et, avec de nouvelles ressources de traitement de l'eau et d'atténuation des bactéries, constitue la nouvelle technologie CleanSuite qui, espère Halliburton, atténuera les problèmes de santé et d'environnement liés à la fracturation [source :Halliburton].
Ça sonne bien et bien, mais il est indéniable qu'il faudra beaucoup plus d'études pour convaincre tout le monde que la fracturation hydraulique est sûre.
C'est difficile de ne pas dire, "Oui, mais ... " de tous les côtés du débat sur la fracturation hydraulique. Cela aidera-t-il la dépendance des États-Unis à l'égard du pétrole étranger? Oui, mais il n'a pas encore d'antécédents environnementaux. Les tonnes d'additifs chimiques poussés dans le sol ont-ils un potentiel de contamination ? Oui, mais les sociétés énergétiques sont censées se consacrer à rendre ces additifs sûrs. Il me semble que quiconque est certain de sa position intransigeante sur la fracturation hydraulique n'admet probablement pas à quel point le sujet est nuancé. La meilleure chose que vous puissiez faire est de vous tenir au courant en lisant et en recherchant les nouveaux développements à mesure que la fracturation hydraulique est introduite dans nos communautés.
