Risques pour les ressources en eau souterraine face au développement des hydrocarbures

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1 28 e Entretiens Jacques Cartier 2015, Colloque n o 15 Ressources en eau et en énergie souterraines face au changement climatique Chambéry, France, 2-3 décembre 2015 Risques pour les ressources en eau souterraine face au développement des hydrocarbures René Lefebvre Professeur à l INRS

2 Contenu La production d hydrocarbures Mécanismes potentiels de contamination de l eau souterraine Le débat sur le développement des hydrocarbures au Québec Perspective et avenues de recherche

3 Contexte Le développement des hydrocarbures, conventionnels ou non conventionnels, implique des risques environnementaux: Contamination de l eau de surface et souterraine Utilisation des ressources en eau Émissions de gaz à effet de serre (GES) Effets sur le territoire et la sismicité Effets sur la qualité de vie et la santé Cette présentation se concentre sur les effets potentiels sur l eau souterraine

4 La production d hydrocarbures

5 Types de ressources en hydrocarbures Source: MIT, The Future of Natural Gas.

6 Gaz de shale en Amérique du Nord Montney Macasty Utica Marcellus Barnett Source: Office national de l énergie, L ABC du gaz de schistes au Canada.

7 Opérations pétrolières Production Réhabilitation Levés sismiques Installations Complétion et fracturation du puits Source: Commission du BAPE, DB30, Octobre Schéma des étapes dans la vie d un puits. Site de forage Forage

8 Viabilité économique Connaissances et «réserves» MIT (2011) Gaz de shale au Québec Connaissance géologique Techniquement récupérable Techniquement non récupérable

9 Opération de fracturation hydraulique Source: API, Hydraulic Fracturing: Unlocking America s Natural Gas Resources

10 Forage pétrolier (Marcellus, PA)

11 Opération de fracturation hydraulique

12 Empreintes en surface et en profondeur Sites de forages horizontaux multiples

13 Mécanismes potentiels de contamination de l eau souterraine

14 Puits pétroliers et aquifères Aquifère : 50 m Eau douce (200 m?) Zone intermédiaire ( m) Réservoir pétrolier à m Le schéma n est pas à l échelle Source : Conseil des académies canadiennes (2014)

15 Mécanismes de contamination 2) Fuites à travers le puits pétrolier 1) Déversements en surface 3) Migration par des voies préférentielles: - Fractures ou failles - Puits pétroliers Source : Conseil des académies canadiennes (2014) Le schéma n est pas à l échelle

16 Déversements de liquides en surface Mécanisme le plus probable d émission Impact dépend de la vulnérabilité de l aquifère et de la nature des fluides émis La nature de l aquifère (poreux, fracturé) va influencer la migration d un panache dissous et la décontamination de la zone source Mesures simples de mitigation du risque : Règlementation rigoureuse Sites de forage en zones moins vulnérables Gestion rigoureuse des fluides et réservoirs Mesures limitant la migration en surface (bermes et membranes entourant le site de forage)

17 Perte d intégrité des puits pétroliers Mécanisme le plus préoccupant d émission L intégrité des puits est un défi technologique Le gaz naturel est plus susceptible de migrer L impact potentiel est encore mal compris Mesures de mitigation du risque : Règlementation rigoureuse Adhésion aux meilleures pratiques Inspections des sites de forage Surveillance (monitoring) de l eau souterraine (exigée rarement et depuis peu de temps)

18 Migration via des puits pétroliers Mécanisme potentiel incidents connus de communication durant la fracturation Impact dépend de l état du puits existant (en opération ou fermé) et de l émission de fluides La probabilité de communication entre des puits fracturés et des puits existants augmente avec l intensité de l exploitation des hydrocarbures Mesures de mitigation du risque : Règlementation rigoureuse Inventaire des puits existants et de leur état Distances minimales entre la fracturation et les puits

19 Voies de migration naturelles Mécanisme controversé d émission Quelques cas connus de migration rapide mais le potentiel semble être à long terme et pourrait impliquer un effet cumulatif Le potentiel de migration de fluides vers les aquifères à partir des shales est mal compris Travaux limités à la simulation numérique Les méthodes d évaluation du risque, de surveillance des aquifère et de mitigation doivent être développées

20 Le débat sur le développement des hydrocarbures au Québec

21 Contextes géologiques du Québec Huile de shale Gaz de shale 150 km Plate-forme Cloutier et al. (2014)

22 Contexte géologique du Shale Utica Utica 10 km Appalaches Socle Précambrien Couverture Carbonates 5 km 10 km Appalaches Couverture 5 km Socle Carbonates Source: Séjourné et al. (2013). Dossier public CGC 7338.

23 Exploration pour le gaz de shale Région avec un potentiel Puits d exploration conventionnel Étude de la CGC Puits pour le gaz de shale (non fracturé) Séjourné et al. (2013) Puits pour le gaz de shale (fracturé)

24 Paysage typique des Basses-terres Source: Lamontagne (2012).

25 Puits dans la région de gaz de shale Source: Séjourné et al. (2013). GSC Open file 7338.

26 Puits de gaz de shale à St-Grégoire Source: Lamontagne (2012).

27 Inquiétudes environnementales (BAPE, 2011) Qualité de l eau potable; ressources en eau; gestion des déchets; qualité de l air; émission de gaz à effet de serre (GES); risques technologiques et sismiques; écosystèmes sensibles; nuisances; paysages; terres agricoles; zones habitées; sécurité énergétique du Québec; redevances; revenus fiscaux et de taxation; emplois et main-d'œuvre; coûts sociaux et environnementaux; nationalisation; cadre légal; implication populaire et municipale; contrôle environnemental et surveillance

28 Ampleur de la protestation 30 groupes de protestation locaux (municipaux ou par bassin-versant). 3 groupes de protestation provinciaux. 63 municipalités ont annoncé des motions restreignant les activités (forages, transport de produits chimiques, fracturation, injection). Le forage d un puits à Haldimand (Gaspé) a été arrêté par un règlement municipal. Source: Lamontagne (2012).

29 Débat publique sur le gaz de shale 2009: budget de mars loi hydrocarbures promise pour : échec de la tournée d information à l été 2010 Automne 2010: recommandations du BAPE sur le gaz de shale: Faire une évaluation environnementale stratégique (ÉES) Impliquer communautés et aménagement du territoire Soumettre les projets à une consultation publique 2011 à la fin 2013: Travaux du Comité de l ÉES: Évaluation des impacts économiques et environnementaux, définir la réglementation, proposer des «observatoires» Moratoire sur la fracturation pendant l ÉES 2014: consultation du BAPE sur le rapport de l ÉES 2014: RPEP du MDDELCC encadrant l industrie pétrolière : ÉES globale sur les hydrocarbures et sur Anticosti

30 Perspective et avenues de recherche

31 Perspective Le développement des hydrocarbures non conventionnels est une activité récente et qui soulève des préoccupations dans la population Les connaissances scientifiques sur les impacts environnementaux potentiels sont limitées Les cadres réglementaires et la gouvernance doivent être adaptés et basés sur la connaissance scientifique Les travaux scientifiques doivent éclairer les débats publiques sur les enjeux des ressources non conventionnelles d hydrocarbures

32 Certaines avenues de recherche Intégrité à long terme des puits pétroliers Mécanismes de migration des fluides entre les réservoirs de shale et les aquifères Monitoring des aquifères adapté aux niveaux des sites de forage et à l échelle régionale Définition de la qualité naturelle de l eau souterraine et détection des effets anthropiques Compréhension de l impact du méthane sur la qualité de l eau souterraine Cadres pour l évaluation du risque pour les aquifères et l évaluation des effets cumulatifs à long terme aux échelles régionale et locale

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