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Gaz de schiste et fracturation hydraulique : les fluides peuvent polluer les eaux souterraines

Publié: 3 juillet 2014 dans énergie climat, forage d'hydrocarbures, gaz de schiste
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Sauvegarde du principe de précaution j’écris à mon député            (!) Info minute – Revue de Presse

Adaptation par nos soins d’un article publié sur le site dailyfusion

Les déversements accidentels et l’épandage délibéré de fluides d’hydrofracking, qui reviennent à la surface pendant la fracturation hydraulique, pourraient provoquer la libération de minuscules particules dans les sols qui, souvent, s’agrègent fortement à des métaux lourds et des polluants, selon des chercheurs de l’Université Cornell.

Des recherches antérieures ont montré que 10 à 40% du mélange de l’eau et de la solution chimique injectée à haute pression dans les couches de roche profonde remonte à la surface au cours d’une opération de fracturation hydraulique. Les chercheurs du département agriculture et sciences de la vie (College of Agriculture and Life Sciences) qui étudient les impacts environnementaux de ce « liquide de reflux » ont constaté que les mêmes propriétés qui la rendent si efficace pour l’extraction du gaz de schiste peuvent aussi provoquer la migration de minuscules particules provenant du sous-sol incluant des polluants comme les métaux lourds

Ils ont décrit ces mécanismes dans un article publié en ligne le 6 Juin dans la revue American Chemical Society Environmental Science and Technology (voir note[1]).

Les particules qu’ils ont étudié sont des  (plus grands qu’une molécule, mais plus petits que ce qui peut être vu à l’œil nu), qui s’accrochent au sable et la terre en raison de leur charge électrique.

Dans les expériences menées par Wenjing Sang et les membres du groupe sols et eau, des tubes de verre ont été remplis de sable et de colloïdes de polystyrène synthétique. Les chercheurs ont ensuite injecté dans les tubes de l’eau (différents fluides dé ionisés servant de témoin), ainsi que du fluide de reflux issu d’un forage de schiste du Marcellus Shale, à différents débits et mesuré la quantité de colloïdes mobilisés.

cornell-sand-grains-сolloidsObservés au microscope, les colloïdes de polystyrène étaient visibles comme des sphères rouges entre les grains de sable gris clair, leur mouvement étant ainsi facile à suivre. Les chercheurs ont également recueilli et analysé l’eau s’écoulant hors du tube pour mesurer la concentration de colloïdes.

Ils ont constaté que moins de 5% des colloïdes ont été libérés dans les tubes témoins contenant de l’eau déminéralisée. En revanche, ce chiffre atteignait entre 32% et 36% pour la même expérience menée avec le fluide de fracturation hydraulique. En augmentant le débit d’injection du fluide de reflux, ce flux mobilisait 36% de colloïdes supplémentaires.

Les chercheurs pensent que la composition chimique du liquide de reflux modifie la puissance des forces et permet à ces colloïdes de rester fixés au sable.

Pour Cathelijne Stoof, co-auteur de cette recherche « Il s’agit d’une première étape dans la découverte des effets des liquides de reflux issus de la fracturation hydraulique sur la migration des colloïdes dans les sols»

Les auteurs espèrent à présent réaliser des expériences en utilisant des colloïdes naturels dans plusieurs formations géologiques complexes, et ceci avec diverses compositions de reflux de liquide de fracturation hydraulique provenant d’autres sites de forage.

Pour Stoof , la prise de conscience de ce phénomène et une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents peut aider à identifier les risques et développer des stratégies d’atténuation. «Le développement durable d’une ressource nécessite des faits sur ses impacts potentiels pour permettre aux législateurs de prendre des décisions éclairées quant à savoir si et où il peut et ne peut pas être accepté, et à élaborer des lignes directrices au cas où ça ne va pas. En cas de déversement ou de fuite, vous voulez savoir ce qui se passe lorsque le fluide se déplace à travers le sol. »

Aux Etats-Unis, l’exploitation de gaz et de pétrole de schiste à grande échelle s’est développée sans attendre les résultats de ces études qui confirment une fois de plus les risques de la fracturation hydraulique sur l’environnement et la santé. L’exploitation de ressources fossiles non durables s’est imposé sans limites. En France, la technique de la fracturation hydraulique est interdite bannissant la recherche de ces hydrocarbures de roche mère. Les collectifs citoyens et associations luttent pour le maintien de cette interdiction afin de préserver l’environnement et favoriser le développement d’un modèle énergétique favorisant l’efficacité énergétique, le renouvelable et la déconcentration des moyens de production énergétique.

[1] Sang, W., Stoof, C, Zhang, W., Morales, V., Gao, B., Kay, R., L. Liu, Zhang, Y., et Steenhuis, T. (2014). Effet des fluides de fracturation hydraulique sur des colloïdes Transport in the Unsaturated Zone Environmental Science & Technology DOI: 10.1021/es501441e

 

Les dangers du gaz de schiste dans le Jura (3): Eléments d’hydrogéologie de la région de Noiraigue-Gorges de l’Areuse

Publié: 17 janvier 2014 dans énergie climat, forage d'hydrocarbures, gaz de schiste
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(!) Info minute – Revue de Presse

Depuis le 21 novembre 2013, nos voisins et amis Suisses du Collectif Val-de-Travers publient dans le Courrier du Val-de-Travers Hebdo, une information sur le projet de forage de Noiraigue. Il nous semble tout à fait opportun de faire la chambre d’écho et d’offrir à nos lecteurs la possibilité de lire cette analyse tant elle est pertinente. Après les deux premiers articles publiés ici le 13 janvier 2014, voici le troisième épisode.

Val Travers bannière-

3. Éléments d’hydrogéologie de la région de Noiraigue-Gorges de l’Areuse

Après avoir décrit la complexité géologique et structurale de la région de Noiraigue, nous voyons aujourd’hui comment les eaux cheminent dans l’édifice rocheux, afin de mieux appréhender les risques d’un forage exploratoire d’hydrocarbures sur les eaux potables captées.

Porosité et perméabilité sont deux notions importantes en hydrogéologie.

La porosité se définit par la proportion des vides de petite taille occupés par de l’eau au sein du milieu rocheux, par rapport au volume total. La perméabilité est le reflet de l’interconnexion de ces vides ; c’est l’aptitude du milieu à se laisser traverser par de l’eau. Une couche du sous-sol est dite aquitard lorsqu’elle est relativement imperméable.

De telles couches sont présentes au pied des falaises du Creux du Van : il s’agit des marnes argoviennes de la base du Malm. Après infiltration dans les calcaires massifs, fracturés et karstifiés du Malm, l’eau de pluie atteint, puis ruisselle sur cette couche marneuse et permet aux promeneurs de se désaltérer d’un breuvage local, à la Fontaine Froide.

A contrario, une couche est dite aquifère si l’eau qu’elle contient peut cheminer, circuler en son sein. Plus grande est la perméabilité de cette roche, plus facilement l’eau peut s’y écouler.

Quels sont les aquifères reconnus dans la région ?

Tout d’abord, une nappe phréatique superficielle s’écoule dans les sédiments lacustres «récents » tapissant le fond du Vallon. En interaction directe avec l’Areuse, le niveau de cette nappe fluctue au fil du temps. A certains moments, la nappe se déverse dans l’Areuse pour l’alimenter, à d’autres, l’Areuse recharge la nappe.

Quand le niveau de la nappe monte au-dessus de la surface du sol, de l’eau apparaît dans les champs, et les inonde. Vu son cheminement, l’Areuse, accompagnée plus ou moins fidèlement de la demoiselle la nappe, sont par endroits en contact potentiel avec les autres aquifères importants de la région, reconnus dans les roches calcaires du Malmet du Dogger (voir fig.2 article précédent).

Les roches calcaires sont par ailleurs rongées, dissoutes par les eaux de pluie. Ce phénomène s’appelle l’érosion karstique (fig.5). Ce processus d’érosion provoque également l’élargissement des fractures du massif. Ainsi, des chemins d’écoulements préférentiels et rapides se développent, comme des conduits karstiques.

  Val Travers Fig5

Un aquifère est peu vulnérable lorsqu’il se développe entre deux aquitards dans des couches peu déformées et non fracturées. Par contre, lorsque la pile de roches est plissée, déformée et faillée, comme dans la région de Noiraigue, et qu’elle renferme plusieurs aquifères, de surcroît karstifiés, cela se corse, et ce, d’autant plus s’ils peuvent en partie communiquer entre eux. Compte tenu de circulations lentes et profondes se mélangeant aux eaux d’infiltration, la grande valeur des eaux captées dans les Gorges réside dans le fait qu’elles séjournent pour certaines plus de 10 ans dans le sous-sol, avant d’être captées. Elles s’épurent en quelque sorte naturellement, contrairement aux eaux d’aquifères purement karstiques.

Dès 1886, de l’eau potable de qualité provenant de ces aquifères est exploitée par des sources et des captages, pour certains fort ingénieux (fig.6). Ces aquifères sont à la base de l’alimentation en eau potable des Villes de La Chaux-de-Fonds, de Neuchâtel et de nombreuses communes du canton.

Val Travers Fig6Le prochain article abordera la question des risques liés à la réalisation d’un forage profond à but d’hydrocarbures.

www.collectifvaldetravers.ch

Les dangers du gaz de schiste dans le Jura [ 1][ 2] [3][ 4][ 5][ 6][ 7][ 8][ 9] [10]

Les dangers du gaz de schiste dans le Jura (2): La région de Noiraigue, une géologie complexe…

Publié: 15 janvier 2014 dans énergie climat, forage d'hydrocarbures, gaz de schiste
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(!) Info minute – Revue de Presse

Depuis le 21 novembre 2013, nos voisins et amis Suisses du Collectif Val-de-Travers publient dans le Courrier du Val-de-Travers Hebdo, une information sur le projet de forage de Noiraigue. Il nous semble tout à fait opportun de faire la chambre d’écho et d’offrir à nos lecteurs la possibilité de lire cette analyse tant elle est pertinente. Après le premier article publié ici le 13 janvier 2014, voici le deuxième épisode.

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2. La région de Noiraigue, une géologie complexe…

Pour mieux comprendre les risques liés à l’implantation d’un forage sur les ressources en eau du Canton, nous vous proposons, cette semaine, quelques éléments significatifs de géologie permettant de caractériser notre sous-sol.

Il y a environ 250 millions d’années, une mer était présente dans nos contrées.

Au fil du temps et sur un socle cristallin, témoin d’une très ancienne chaîne de montagnes complètement érodée, plus de 2000 m d’épaisseur de sédiments se sont accumulés : tantôt, la mer était profonde et des marnes s’accumulaient, tantôt moins et des calcaires se déposaient. A certaines époques, des quantités importantes de matière organique se sont faites prendre au piège dans les sédiments. Après maturation, ce sont elles qui sont traquées depuis le début de l’ère industrielle, sous forme de gaz et de pétrole.

Il y a 100 millions d’années, la plaque africaine est venue petit à petit emboutir la vieille Europe, s’y télescoper. Lorsque deux plaques entrent en collision, des montagnes prennent naissance. Le raccourcissement horizontal conduit à la création de reliefs.

La jeune chaîne alpine a commencé à sortir son nez de la mer il y a env. 40 millions d’années, et donc à se le faire éroder comme en témoigne la molasse du plateau suisse.

Val Travers Fig1 et 2

Les forces tectoniques alpines persistantes se propageant dans la pile de roches sises sous la molasse du plateau, la chaîne plissée et faillée du Jura voit le jour à partir d’il y a env. 12 mio d’années (fig.1 et 2), avec ses fameux anticlinaux, plis «bombés» vers le haut et synclinaux, plis «en creux».

 Par la présence des dépôts évaporitiques importants du Trias (dolomie, gypse et sel), en quelque sorte une «couche-savon», les chevauchements jurassiens ont pu s’initier et se développer. Vu les variations latérales des dépôts sédimentaires, influençant le développement des chevauchements, ceux-ci ont été accompagnés de failles décrochantes (fig.3), sorte de coups de sabre délimitant les plis se relayant latéralement au sein de la chaîne. Très souvent verticales, ces failles ont la particularité de décaler les deux compartiments qu’elles séparent. Elles sont comme des déchirures de la pile de roches, par ailleurs plissée. Leur extension en profondeur est en relation directe avec les chevauchements qui sont à l’origine des plis observés en surface, de part et d’autre de ces failles.

Val Travers Fig3

En y regardant de plus près (fig.4), la région située entre Travers et le décrochement de la Tourne semble être une zone-relais particulière au sein de la chaîne du Jura.

Localement, la déformation y est importante, les chevauchements et décrochements associés sont nombreux. La zone du Creux-du-Van est une sorte de poinçon, délimitée à l’ouest et à l’est par deux failles décrochantes. Au nord, dans son prolongement, une faille décrochante passe au niveau du village de Noiraigue.

Elle délimite deux chevauchements, à vergence opposée pour les initiés. Du point de vue de la déformation intrinsèque des roches et de leur agencement, la zone est particulièrement complexe. La semaine prochaine, nous verrons comment s’opèrent les circulations des eaux souterraines dans un tel milieu. La combinaison entre géologie et hydrogéologie nous permettra de comprendre la vulnérabilité de notre château d’eau face à un forage profond.

Val Travers Fig4

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