Risques technologiques

Comme toute activité industrielle, l’exploration et l’exploitation des hydrocarbures comportent des risques technologiques. Les bonnes pratiques permettant de limiter ces risques à l’égard de la sécurité et de la protection de l’environnement ont été recensées dans le cadre du PACA (milieu terrestre : GTEC02, GTEC03, GTEC04, GTEC05) et la modernisation du cadre législatif et réglementaire devra en tenir compte.

Ces études sur les bonnes pratiques ont permis de définir les enjeux de conception, de développement et d’intégrité des travaux pour en améliorer la qualité, optimiser le rendement des opérations et assurer, à court, moyen et long terme, la sécurité des personnes et la protection de l’environnement.

Les risques spécifiques à la fracturation hydraulique concernent l’approvisionnement en eau, la contamination de la nappe phréatique ainsi que la sismicité induite, qui ont été présentés dans la section 3.2.1.

Levés géochimiques

Parmi les travaux préliminaires pour trouver des hydrocarbures, les levés géochimiques de surface permettent d’acquérir des données sur les différentes propriétés des roches. Les méthodes d’exploration géochimique de surface s’intéressent à une variété de composés qui indiquent, directement (présence

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variable et sont donc détectables. En plus de la présence de composés carbonés, des changements d’ordre chimique, physique ou microbiologique dans les sols peuvent également être associés à un réservoir de pétrole ou de gaz naturel.

La méthode utilisée pour déceler des anomalies en gaz en surface consiste à prélever des échantillons de gaz ou de sol, et à analyser des variables d’intérêt comme les concentrations en alcanes. Les gaz peuvent être prélevés dans les sols avec des sondes métalliques, injectés dans des fioles et analysés sur des chromatographes en phase gazeuse, au laboratoire ou sur le terrain. Alternativement, il est possible de déposer dans les sols des matériaux qui vont capter et accumuler les gaz, de venir les rechercher plus tard et de les analyser en laboratoire. De petits tampons ont, par exemple, été conçus pour recueillir une large gamme de composés organiques volatils présents dans le sol.

Les levés géochimiques de surface ont peu d’impacts négatifs sur l’environnement, car les opérations proprement dites se résument à prélever des échantillons de sol ou de gaz et elles sont brèves et ciblées.

Toutefois, des lignes de coupe peuvent être nécessaires pour aller recueillir les échantillons, nécessitant un déboisement très local.

Levés magnétiques, gravimétriques et sismiques

Les levés géophysiques de types magnétique, gravimétrique et sismique sont les méthodes les plus couramment utilisées pour l’exploration des hydrocarbures. Ils permettent de mieux comprendre la géométrie des bassins sédimentaires et des structures contenant les hydrocarbures.

Les levés magnétique, gravimétrique et sismique en milieu terrestre peuvent être exécutés en ayant un minimum d’impact sur l’environnement, car il s’agit de travaux d’exploration ponctuels et limités dans le temps pour lesquels les impacts sont essentiellement transitoires. Il n’en demeure pas moins que certains facteurs de risque peuvent avoir des impacts environnementaux : l’introduction d’espèces envahissantes et le déboisement des chemins d’accès (voir section 3.2.1) ainsi que des vibrations et du bruit pouvant perturber la population locale et la faune. Ces levés sont trop faibles pour réactiver les failles, mais peuvent occasionner des glissements de terrain dans les sols argileux et des ruptures en bordure de falaise. Divers moyens existent pour atténuer ces impacts :

▪

l’introduction d’espèces envahissantes peut, par exemple, être prévenue en nettoyant les équipements avant leur transport vers un autre site;

▪

les vibrations peuvent être limitées par l’établissement de distances séparatrices à respecter selon la géologie du site de levé et par la taille des charges explosives qui est strictement réglementée;

▪

relativement aux impacts sonores, l’industrie dispose de bonnes pratiques et peut adapter les

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En outre, le document Énoncé des pratiques canadiennes d’atténuation des ondes sismiques en milieu marin, publié par Pêches et Océans Canada, expose les procédés à utiliser pour atténuer l’impact des canons pneumatiques lors des levés géophysiques marins. Précisons qu’il ne s’agit ni de lois ni de règlements, mais bien d’un code de pratiques. Les sections 3, 4 et 5 de l’Énoncé 2 concernent la préparation des levés sismiques. Cependant, il pourrait s’avérer judicieux d’actualiser cet énoncé et de développer des bonnes pratiques d’exploration et d’exploitation des hydrocarbures dans le golfe du Saint-Laurent puisqu’il n’en existe pas.

Sondages stratigraphiques

Les sondages stratigraphiques permettent d’extraire des carottes de roche en profondeur pour en déterminer la nature. L’impact à la surface est plus faible que pour le forage pétrolier et gazier, puisque l’équipement utilisé est moins imposant et que les activités assorties aux sondages stratigraphiques sont limitées.

Lorsqu’ils sont faits dans un contexte propice à la découverte d’hydrocarbures, les sondages stratigraphiques peuvent compromettre la sécurité des personnes et des biens et la protection de l’environnement en occasionnant la migration des fluides ou la venue subite de gaz vers la surface, comme c’est le cas des forages de puits quoique dans une moindre mesure. Ces risques doivent être atténués. Pour ce faire, il est recommandé d’appliquer les bonnes pratiques utilisées lors des forages de puits pour la mise en place de tubage, la cimentation et l’utilisation de barrière pour contrôler les venues subites de gaz.

Travaux de forage de puits

Le forage pétrolier et gazier comprend plusieurs étapes avant la complétion, les essais d’extraction et la production des hydrocarbures. Il faut procéder à l’installation des coffrages, à la cimentation, à la pose d’un bloc obturateur anti-éruption, aux essais de pression, aux tests d’intégrité, aux diagraphies, aux essais aux tiges, etc.

En phase d’exploration, le forage permet de valider un modèle géologique et de vérifier son potentiel en hydrocarbures, l’objectif final étant la production de ceux-ci.

Les forages peuvent occasionner la migration des fluides et la venue subite de gaz vers la surface et comportent des risques pour l’environnement. Les défauts d’intégrité des puits peuvent également occasionner des risques de contamination des sols et des eaux; ils sont présentés dans la section 3.2.1.

Seuls les éléments déterminants et les pratiques novatrices des travaux de forage sont abordés dans la présente section.²⁸

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Planification des travaux de forage et technologies utilisées

Lors de la planification des travaux, il est nécessaire de prendre en considération les contraintes biophysiques et les risques géologiques, telles la profondeur des nappes phréatiques et la présence de failles majeures et mineures, afin de sélectionner les meilleures options technologiques, notamment en ce qui concerne la sélection des coffrages et des ciments, leurs longueurs, ainsi que l’ampleur de leurs rejets verticaux.

De plus, les anciens puits pétroliers et gaziers, les zones sur ou sous-pressurisées et les sols instables devraient également être analysés lors de la planification des travaux.

Afin de limiter l’empreinte environnementale et les impacts de surface (par exemple la réduction du trafic et du nombre de routes), l’approche de la plateforme multipuits qui permet de regrouper plusieurs puits distants sur un même site de forage est à préconiser. La superficie des plateformes multipuits varie généralement entre un et deux hectares (10 000 à 20 000 m²). Cependant, en incluant les routes d’accès, les pipelines et l’équipement, notamment celui qui est utilisé pour la gestion et le traitement des eaux, l’empreinte totale est plutôt de l’ordre de trois à six hectares (BAPE, 2014).

Intégrité des puits

L’intégrité des puits est un aspect clé pour limiter les risques de contamination des sols et des eaux, comme cela est mentionné dans la section 4.2.1. Les bonnes pratiques, combinées à des programmes d’essais d’intégrité, de suivi et de contrôle des fuites, diminuent les risques de fuites et de contamination des sols et de l’eau souterraine.

Pour s’assurer de l’intégrité des puits et atténuer les risques de migration à la suite d’une défaillance, les principales mesures qui devraient être prévues dans la nouvelle réglementation sont décrites ci-dessous.

Lors de la mise en place des puits :

▪

déterminer les distances minimales verticales sécuritaires entre la fin du coffrage et les formations aquifères;

▪

s’assurer que toutes les parties du coffrage sont résistantes aux pressions exercées lors des phases de complétion et de production;

▪

prévenir les venues de fluides et les éruptions, et ce, même avec les ajustements de la densité et de la viscosité des fluides de forage en continu, en ayant recours à un système de contrôle de la pression du puits;

▪

contrôler les fluides de forage et le bloc obturateur de puits;

▪

procéder à des essais de pression de puits afin d’établir la résistance de la formation géologique à

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Après la mise en place des puits :

▪

faire des tests de fuites de gaz dans les évents des coffrages de surface des puits pétroliers et gaziers;

▪

mettre en place un programme de contrôle et de suivi efficace et optimal des sites des forages pétroliers;

▪

surveiller les activités en continu pour intervenir rapidement et de façon ciblée en cas d’explosion, de fuites ou de migrations;

▪

suivre les émissions fugitives;

▪

suivre les eaux souterraines.

Stimulation par fracturation

Dans un contexte d’exploration et d’exploitation des hydrocarbures, la stimulation est le terme général pour désigner les procédés utilisés pour augmenter la perméabilité des roches entourant le puits et, par le fait même, la quantité d’hydrocarbures récupérés. L’augmentation de la perméabilité des roches permet aux fluides de mieux circuler. La stimulation d’un puits d’hydrocarbures par fracturation hydraulique est un procédé physique. Cette technique peut être réalisée avec des volumes de fluides qui varient de quelques mètres cubes à des milliers de mètres cubes.

L’eau combinée avec des additifs chimiques est le fluide de fracturation le plus communément utilisé pour la fracturation hydraulique. Dans le cas de l’extraction du gaz naturel dans les gisements de roche mère, la technologie des forages horizontaux et la technique de fracturation hydraulique sont utilisées conjointement afin d’optimiser la récupération des hydrocarbures. L’écotoxicologie liée aux additifs chimiques est traitée dans la section 3.2.1.

La distinction entre ce qu’est une fracturation hydraulique à haut volume et une fracturation hydraulique à faible volume repose sur la quantité de fluide utilisée par fracturation. Actuellement au Québec, la fracturation hydraulique à haut volume est définie comme une activité nécessitant plus de 50 m³ de fluides.

L’entreprise qui désire faire des travaux de fracturation hydraulique avec plus de 50 m³ de fluides doit, préalablement à la réalisation de tels travaux, obtenir un certificat d’autorisation. En guise de comparaison, au Nouveau-Brunswick la fracturation à haut volume est définie comme une activité qui nécessite plus de 1 000 m³ de fluides par segment fracturé.

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Fracturation hydraulique à haut volume

La fracturation hydraulique, qui consiste à injecter un fluide à très haute pression, généralement de l’eau, contenant un agent de soutènement comme le sable et des additifs chimiques, permet d’augmenter la perméabilité de la roche favorisant ainsi la récupération des hydrocarbures.

Forages horizontaux

Les forages horizontaux représentent aujourd’hui la majorité des forages réalisés en Amérique du Nord. Les puits verticaux et horizontaux sont construits de la même façon.

À partir de la profondeur voulue, le puits initialement vertical est progressivement dévié jusqu’à atteindre une trajectoire horizontale. La longueur de la section horizontale dépasse souvent deux kilomètres. Les forages horizontaux comportent des avantages :

▪

techniques et économiques : ils permettent d’être en contact avec l’intervalle du sous-sol producteur en hydrocarbures sur une surface beaucoup plus grande que ne le permet un forage uniquement vertical;

▪

environnementaux : ils limitent de façon très importante le nombre de

plateformes de forage à construire, puisque plusieurs puits peuvent être forés à partir de la même plateforme.

Plusieurs types de fluides peuvent être utilisés pour la fracturation : de l’eau, du propane liquéfié (gélifié), du CO₂ ou de l’azote liquide. C’est l’injection sous pression de ces fluides qui cause la formation de fractures dans la roche et augmente sa perméabilité. Cette augmentation de perméabilité est préservée en injectant aussi un agent de soutènement constitué de sable ou de céramique qui permet de garder les fractures ouvertes lorsque la pression ayant permis la fracturation est relâchée.

Depuis le début de son utilisation, il y a soixante ans, la fracturation hydraulique a connu des avancées importantes, notamment en la combinant avec des forages horizontaux. Elle connaît présentement une recrudescence dans différents pays industrialisés (États-Unis, Australie et Royaume-Uni), car elle rend commercialement viables certaines ressources qui ne l’étaient pas, puisqu’elle permet d’accroître la récupération des hydrocarbures. À cet égard, plusieurs pays ont mené ou mènent présentement des travaux qui s’apparentent au processus d’évaluation environnementale stratégique, afin de définir les risques potentiels et, le cas échéant, mettre en place un cadre législatif et réglementaire adapté à cette technique.

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Au Royaume-Uni²⁹, la Royal Society a publié une étude révisant la fracturation hydraulique en 2012 et le gouvernement a adopté un nouveau cadre législatif et réglementaire en 2015.

En Australie, deux provinces australiennes ont publié des rapports sur la fracturation hydraulique en 2014 et 2015. Le pays a, pour sa part, fait une étude sur les pratiques de fracturation de chacune de ses provinces en 2014³⁰.

Aux États-Unis, l’EPA a publié en 2015 les résultats d’une étude sur l’évaluation des impacts de la fracturation hydraulique sur l’eau potable.³¹

Plusieurs pays ont décidé d’imposer un moratoire avec une date potentielle de levée, comme les Pays-Bas (2017), l’Irlande (2017) et l’Allemagne (2019). En 2011, la France a adopté un moratoire qu’elle a prolongé sans toutefois en faire un moratoire permanent. La Norvège et la Suède ont choisi de ne pas exploiter le pétrole et le gaz issus du schiste, car ces pays disposent de réserves importantes en pétrole et en gaz qui peuvent être exploitées d’une manière plus économique qu’avec la fracturation hydraulique. En effet, les coûts d’exploitation liés au pétrole et au gaz à partir de gisements de roches mères sont élevés.

29 Shale gas Extraction in the UK: a review of Hydraulic Fracturing, Royal Society and the Royal Academy of Engineering, juin 2012

Guidance on fracking, 2016, ww.gov.uk/government/publications/about-shale-gas-and-hydraulic-fracturing-fracking/developing-shale-oil-and-gas-in-the-uk.

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Enquêtes publiques sur la fracturation hydraulique du Territoire du Nord et de l’Australie-Occidentale

Les dernières enquêtes publiques en Australie ont été réalisées par des comités indépendants, à la demande des parlements du Territoire du Nord et de l’Australie-Occidentale. Elles concluent que l’exploitation par la fracturation hydraulique est faisable, avec des risques négligeables sur l’environnement, et que l’imposition d’un moratoire n’est pas justifiée.

Les 12 enjeux auxquels se sont intéressés ces enquêtes sont : la contamination des eaux, les impacts sociaux, culturels et environnementaux, l’utilisation de l’eau, les rivières et les aquifères, la santé, les bénéfices à court terme, les impacts à long terme, la possibilité de moratoire, le suivi et la conformité, les émissions fugitives, l’utilisation des produits chimiques et le cadre législatif et réglementaire.

Les principales conclusions sont les suivantes :

▪

les risques environnementaux liés à la fracturation hydraulique peuvent être gérés adéquatement en utilisant un cadre législatif et réglementaire rigoureux et strict;

▪

la possibilité que des fractures occasionnées par la fracturation hydraulique traversent des aquifères est négligeable;

▪

les risques de déversements de produits chimiques utilisés pour la fracturation hydraulique peuvent être efficacement limités;

▪

un régime de redevances devrait être adopté;

▪

des sanctions devraient être prévues en cas de violation de la réglementation.

Ces rapports ont également permis de définir plusieurs bonnes pratiques, dont :

▪

l’utilisation d’une approche multipuits pour limiter l’empreinte écologique;

▪

l’utilisation d’eau saline souterraine ou d’eau recyclée en cas de conflits d’usage;

▪

la divulgation obligatoire des produits chimiques utilisés et l’interdiction d’utiliser des composés à base de benzène, toluène, éthylbenzène et xylène (BTEX);

▪

le recyclage des eaux sur le site;

▪

le suivi de la qualité des eaux souterraines et leur divulgation obligatoire.

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Afin que les activités de forage avec fracturation puissent être menées de façon sécuritaire, les travaux de la présente EES ont déterminé des mesures d’atténuation des risques induits par la fracturation, qui sont présentés dans la section 3.2.1. En ce qui concerne les opérations de fracturation hydraulique, les opérateurs devraient être tenus de fournir un plan des opérations comprenant les éléments suivants :

▪

un plan de gestion de l’utilisation de l’eau de surface et de l’eau souterraine ainsi que des eaux usées (transport, manipulation, entreposage et élimination);

▪

la liste des composés utilisés*;

▪

une évaluation des risques associés à la manipulation des composés qui sont ajoutés dans les eaux de fracturation et un plan de gestion de ces risques;

▪

la création d’une base de données de référence sur la composition des eaux de surface et souterraines avant la fracturation, c’est-à-dire une base de données établissant l’état initial;

▪

un programme de tests pour assurer l’intégrité du puits;

▪

un programme de suivi de la pression pendant les opérations de fracturation;

▪

un programme de mesure des volumes de fluides pendant les opérations;

▪

une analyse géologique des données existantes sur la nature des failles et des contraintes naturelles (risques géologiques)*;

▪

un modèle numérique de la géomécanique de la fracturation (propagation des fractures)*;

▪

un programme de suivi et de vérification après la fracturation;

▪

une évaluation du risque de sismicité induite, un programme de surveillance s’il y a un risque et des mesures d’atténuation et d’intervention;

▪

un rapport suivant la fracturation qui compare les résultats obtenus aux résultats anticipés.

* Certaines de ces exigences sont déjà prévues dans le RPEP.

Travaux de fermeture du puits

À la fin de la vie utile d’un puits, il faut procéder à sa fermeture définitive en posant à l’intérieur des bouchons de ciment ou des bouchons mécaniques à des intervalles précis afin d’empêcher la migration des fluides vers la surface et de maintenir la pression. L’intervalle entre les bouchons peut ensuite être rempli avec le liquide approprié. Une fois cette opération terminée, la tête de puits est retirée, les coffrages sont coupés sous la surface et une plaque d’acier doit être soudée sur le tubage. Après sa fermeture,

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En zone agricole, le sol doit être remis dans une condition propre à la culture. Ailleurs, la couverture du sol est remplacée et le site ensemencé pour rétablir la végétation.

Considérations particulières en milieu marin³²

Les étapes d’exploration et d’exploitation des hydrocarbures sont très semblables, que ce soit en milieu marin ou terrestre. Cependant, les impacts sur l’environnement sont très différents et il existe également des différences importantes dans l’équipement requis.

Les levés sismiques sont faits au moyen de navires qui remorquent une source d’ondes, le plus souvent un canon à air comprimé, suivie d’hydrophones, qui sont des récepteurs d’ondes. Des plateformes mobiles ou des navires sont souvent utilisés pour les forages exploratoires, tandis que des plateformes ancrées

Les levés sismiques sont faits au moyen de navires qui remorquent une source d’ondes, le plus souvent un canon à air comprimé, suivie d’hydrophones, qui sont des récepteurs d’ondes. Des plateformes mobiles ou des navires sont souvent utilisés pour les forages exploratoires, tandis que des plateformes ancrées

Dans le document STRATÉGIQUE ENVIRONNEMENTALE ÉVALUATION (Page 95-105)