Tableau 4 : Tableau de l'inventaire des matériels et matériaux pour le gaz de schiste

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1 Tableau 4 : Tableau de l'inventaire des matériels et matériaux pour le gaz de schiste Etapes Préparation du site Aménagement du site Estimation de la quantité de biomasse végétale humide retirée Géomembrane Revêtement tôle Réservoir citerne de gazole amovible Construction des routes Dimension Quantité, Masse, Surface ou Volume Terres cultivées : proche de 0t sur un ha Garrigues : 29,6t sur un ha Forêt : 56t sur un ha 7 500m² de membrane 31,5 tonnes 5 625m² de revêtement 22,8 tonnes Caractéristiques Géomembrane bitumeuse TM300 ES1 Masse surfacique : 4,2kg/m² Tôle grain de riz en aluminium Epaisseur de 1,5mm Masse volumique de l aluminium : 2 700kg/m 3 1 Camion-citerne de capacité 40m 3 de gasoil Longueur : 1 450m Largeur : 5m Surface : 7 700m² Sable 5 647m t Gravier m t ρ(sable)=1602kg/m 3 ρ(gravier)=1600kg/m 3 Remarques/Explications La quantité de biomasse végétale retirée lors de la préparation du site est calculée suivant le principe de calcul explicité sur le site internet. Une géomembrane imperméabilisante est placée sur les ¾ de la surface du site (de 1ha) afin d éviter les infiltrations d eau polluée par le processus d extraction de gaz dans le sol. Un revêtement en tôle est placé sur les ¾ de la surface de la géomembrane afin de protéger d'autant mieux le sol des infiltrations d'eau polluée et de protéger la géomembrane des déchirures dues au passage des engins de chantier sur celle-ci. Le réservoir citerne est présent en permanence sur le site afin de fournir en gazole les engins du chantier. Les dimensions de la route sont déterminées grâce au schéma indiquant la position arbitraire du puits de gaz. La route est supposée de construction simple, c est-à-dire faite de sable et de gravier compactés. La quantité de sable nécessaire à la construction de la route est calculée en fonction de la bibliographie d une ACV faite par le Québec. La quantité de gravier nécessaire à la construction de la route est calculée en fonction de la bibliographie

2 Forage Bassin de ruissellement Géomembrane Couche de gravier 711,8m² 2990kg 305,9m 3 489t Couche d argile 305,9m 3 Matériels de forage Tour de forage, couronne, câbles de forage, plateforme d accrochage, plateau de roulement, tiges de forage, génératrices, pompes Equipement de protection et d accès Conteneur confort 671t Géomembrane bitumeuse TM300 ES1 Masse surfacique : 4,2kg/m² Gravier grossier de chantier Epaisseur de la couche : 0,5cm ρ(gravier)=1600kg/m 3 Argile compactée Epaisseur de la couche : 0,5m ρ(argile)=2194kg/m 3 d une ACV faite par le Québec. Une géomembrane imperméabilisante est placée au fond du bassin de ruissellement (en contact direct avec l eau) afin d assurer son étanchéité. Une couche de gravier au fond du bassin de ruissellement, en-dessous de la géomembrane, est placée afin de donner de la consistance au bassin. Une couche d argile imperméabilisante au fond du bassin de ruissellement, en-dessous de la couche de gravier, est installée en complément de l imperméabilité de la géomembrane. 174,3t Structures en acier L étape de forage nécessite une installation particulière. Une plateforme de forage est installée, une structure faite d acier avec une tour de forage, soutenant le mécanisme de forage, les tiges de forage et le trépan, système permettant de forer. Deux génératrices sont utiles pour fournir l énergie aux tiges et au trépan pour percer la roche. Le calcul du tonnage du matériel de forage est estimé à partir d un document de Foragaz indiquant le contenu d une structure de forage classique. 11,4 tonnes Barrières, escaliers 11,4 tonnes 91 employés 1 conteneur Un équipement de protection autour de la plateforme de forage ainsi que des escaliers pour y accéder sont nécessaires au bon fonctionnement du forage. Le tonnage est estimé aussi à partir du document de Foragaz. 91 employés sont présents sur le chantier au moment du forage. Un conteneur repas est alors installé sur le

3 employés chantier, permettant un certain confort pour les employés se relayant toutes les 8 heures. (Foragaz) Conteneurs équipement Conteneur station de contrôle Réservoir d eau claire 3 conteneurs 43,2t 18,2t 1 conteneur Ces conteneurs servent d entrepôt pour l équipement de forage et les produits. (Foragaz) Ce conteneur sert de tour de contrôle du forage, contenant le matériel de contrôle et accueillant le personnel de contrôle. (Foragaz) 27m 3 Cuve acier Un réservoir d eau claire est positionné sur le site et rempli régulièrement pour nettoyer le matériel. (Foragaz) Liquide de forage Quantité 5 000m 3 La quantité de liquide de forage est donnée par le binôme 2. Stockage de l eau de forage Composition chimique du liquide Stockage des produits chimiques Camions (système mobile) 20t de polymères 7,5t de chlorure chromique 45t de soude 1,25t de bactéricides 67,5t de bentonite 20m 3 2,6m 3 21,1m 3 1,25m 3 75m 3 Camion-citerne de capacité 30m 3 Type boues à eau de mer ρ(polymères)= 1000kg/m 3 ρ (chlorure chromique)=2870kg/m 3 ρ(soude)=2130gk/m 3 ρ(bactéricides)=1000kg/m 3 ρ(bentonite)=900kg/m cuves Cuve polyéthylène de capacité 1m 3 ρ(polyéthylène) =950kg/m 3 60kg L eau de forage est acheminée par camion-citerne est n est pas stockée directement sur le site en tant qu eau claire. L eau est directement utilisée. Le liquide de forage est un mélange d eau claire et de substances chimiques apportant viscosité, capacité de refroidissement du trépan et autres propriétés au liquide de forage. Voici une liste non exhaustive des principales substances chimiques contenues dans le liquide de forage. Les substances chimiques servant au liquide de forage sont acheminées dans des cuves en polyéthylène, elles-mêmes positionnées sur des camions semiremorques. Les cuves peuvent être stockées sur le site.

4 Boues de forage Quantité 4 000m 3 Composition chimique des boues de forage Stockage des boues de forage 4 800t Baryum 14,34t Manganèse 1,49t Nickel 0,124t Zinc 0,226t Hydrocarbures pétrolés 0,224t Eau 26% donc 1248t d eaux usées 5 cuves 148t (un réservoir=29,6t) Tubage du puits Tubes Tube de surface : 150m et 0,76m diamètre, 7,9mm épaisseur Tubes intermédiaires : - 300m longueur, 0,45m diamètre, 7,9mm épaisseur - 450m longueur, 0,34m diamètre, 8,3mm épaisseur - 600m longueur, 0,22m diamètre, 7,9mm épaisseur ρ(boues) Sur les 5 000m 3 d eau de forage injectés dans le puits, =1 200kg/m 3 seuls 4 000m 3 au total remontent du puits : ce sont les boues de forage m 3 sont donc perdus sous forme de ruissellement (et arrivent dans le bassin de ruissellement) ou s infiltrent dans le sol au niveau du puits de forage. Ces 4 000m 3 sont en partie recyclés et réutilisés tels quels pour le forage d autres puits. Les boues de forage remontant sont concentrées en produits chimiques. La liste des principales substances chimiques contenues dans les boues de forage sortantes est donnée ici. (ACV Québec) Cuves de 60m 3 ρ(acier)=8010kg/m 3 Les boues de forage sont stockées dans des cuves de 60m 3 et un système de recyclage de ces boues permet de les réutiliser pour d autres forages de puits de gaz de schiste. (Foragaz, Penn State Extention) Au fur et à mesure du forage du puits, des tubes en acier sont placés dans le trou de forage afin de consolider le puits. Ces tubes sont de 5 diamètres différents, et sont insérés par portion de tube d une même longueur (15m pour un tube à la fois). 5 tailles de canalisation différentes sont utilisées ici. Les tailles de tubes, les longueurs et les diamètres sont indiqués par le binôme 2. Tube de production : 4 903m et

5 0,18m diamètre, 8mm épaisseur 281t au total Ciment 878m 3 Stockage du ciment Fracturation hydraulique Liquide de fracturation Caractéristiques Stockage de l eau claire Composition chimique du liquide de fracturation 1317t Ciment isolant ρ(ciment)=1500kg/m 3 88 Tank pneumatique de capacité 10m 3 90% eau 9,5% sable 0,5% additifs 334 camions pour un puits, soit 34 par fracturation 15 cuves Camion-citerne de capacité 30m 3 + Cuve en acier de capacité 80m 3 50m 3 d additifs en tout 0,5% Pour les principaux : 47,6m 3 ρ(hcl)=1190kg/m 3 14,6t de HCl 9,9t de polyacrylamide 8,3t de 2-12,3m 3 8,8m 3 8,5m 3 ρ(polyacrylamide)=1129kg/ m 3 ρ(2-butoxyéthanol et isopropanol)=979kg/m 3 ρ(chlorure de Du ciment isolant est injecté dans les tubes et vient se placer entre le tube en acier et la paroi rocheuse en remontant à l extérieur du tube sous l effet de la pression. Ce ciment permet d obtenir un puits étanche. Le volume de ciment est indiqué par le binôme 2. Le ciment utilisé pour isoler le puits est stocké dans des tanks pneumatiques et est injecté au fur et à mesure. Sa fabrication est faite en fonction des besoins, mais le ciment arrive sur le site prêt à l emploi. Il n est donc pas stocké sur le site m 3 sont utilisés pour faire 10 fracturations pour une seule production de puits. Il y a donc 1 000m 3 par fracturation utilisés. Ceci est indiqué par le binôme 2. Les cuves permettent de prévoir une réserve d eau claire pour la fracturation suivante. Le liquide de fracturation hydraulique est composé de plus de 200 substances chimiques. Seules les 8 principales sont prises en compte ici. Ces substances apportent entre autres viscosité, changements de propriétés physiques à haute pression et haute température au liquide de fracturation.

6 Stockage des produits chimiques Sable butoxyéthanolisopropanol 11,9t de chlorure de potassium 5t de bentonite 4,6t d Ethylène glycol propylène glycol 1,3t de carbonate de sodium 1,9t de persulfate d ammonium 6m 3 5,6m 3 4,3m 3 1,1m 3 1m 3 potassium)=1980kg/m 3 ρ(bentonite)=900kg/m 3 ρ(ethylène glycol et propylène glycol)=1080kg/m 3 ρ(carbonade de sodium et carbonate de potassium et chlorure d ammonium)=1230kg/m 3 ρ(persulfate d ammonium)=1900kg/m 3 50 cuves Cuve polyéthylène de capacité 1m 3 950t 593m 3 ρ(polyéthylène) =950kg/m 3 60kg Les produits chimiques utilisés dans le liquide de fracturation sont stockés dans des cuves en polyéthylène. Les cuves sont transportées par des semi-remorques. ρ(sable) Du sable est utilisé lors de la fracturation hydraulique =1 602kg/m 3 afin de garder les pores de la roches fracturées ouverts et de permettre l évacuation du gaz des poches de gaz. Stockage du sable 15 camions Semi-remorque silo de capacité 42m 3 Ce sable est acheminé par semi-remorque sur le site, où il y est stocké. Eaux de reflux Quantité 6 000m 3 Sur les m 3 d eau de fracturation injectés dans le puits, seuls 6 000m 3 ressortent et sont traités. Ce sont les eaux de reflux. Cette valeur est indiquée par le binôme 3. Composition / / Il y a 15% de produits chimiques dans les eaux de reflux. Ceux-ci ne sont pas détaillés ici car non nécessaire pour l étude du bilan. Stockage des eaux de reflux 1 200m 3 18 tanks de 11,3t Tank de boues Les eaux de reflux sont stockées pour un volume de 2x600m 3 d eau, l équivalent de 2 remontées d eau

7 pour 2 fracturations, afin d avoir une réserve d eau de fracturation en avance. Explosifs Quantité 44kg soit 4,4kg par fracturation Des explosifs sont utilisés dans le processus de fracturation, avant l injection du liquide de fracturation. Ces explosifs, amorcés, permettent de créer des microfissures dans la roche, permettant à l eau de mieux s infiltrer par la suite et de continuer la fracturation de la roche. Stockage / Le stockage des explosifs est négligé de par la faible masse de ceux-ci utilisés. Traitement de l eau de reflux Quantité 6 000m 3 60% de l eau injectée dans le puits remonte à la surface. Les valeurs du binôme 3 sont reprises ici. Procédé osmose inverse 6t 100 modules RE SHN de 60kg Développement/production Pipelines Quantité 0,028m 3 0,226t Vitesse du gaz jusqu à 40km/h Pression de 16 à 100 bars 75cm de diamètre, 1cm d épaisseur et 40m + 50m de long Le procédé de traitement de l eau pris en compte pour le bilan est le procédé à osmose inverse. Les valeurs de matériels nécessaires sont données par le binôme 3. Des pipelines sont positionnés à la sortie de la tête de puits en fin de fracturation, allant jusqu à la station de traitement supposée positionnée à 40m du puits, sur le site directement. TOTAL Quantité de déchets verts retirés De 0 à 56t pour un ha

8 Quantité intrant 22,8t d Aluminium Quantité intrant acier 1364t Quantité intrant 31,5t + 3t géomembrane Quantité intrant de 10t polyéthylène à haute densité (cuves de stockage des produits chimiques) Quantité intrant d explosifs 0,044t Quantité intrant de gravier, 9 047t t + 489t + 950t d argile et de sable (pierres de carrière) Quantité intrant de ciment 1317t (ciment Portland) Quantité intrant de 20t de polymères produits chimiques pour le 7,5t de chlorure chromique liquide de forage 45t de soude 1,25t de bactéricides Quantité intrant de produits chimiques pour le liquide de fracturation Quantité de déchets de boues de forage (non recyclées) 67,5t de bentonite 14,6t d acide chlorhydrique 9,9t de polyacrylamide 8,3t de 2-butoxyéthanol - isopropanol 11,9t de chlorure de potassium 5t de bentonite 4,6t d Ethylène glycol propylène glycol 1,3t de carbonate de sodium 1,9t de persulfate d ammonium Eaux usées : 1 248t ou 1 248m = 3 552t de boues sèches à évacuer du site