La sécurité et la diversification de l'énergie sont devenues des priorités de la politique mondiale.Les nations doivent relever le défi de garantir une énergie fiable et abordable tout en s'attaquant simultanément aux engagements environnementaux.Les événements de 2022 ont mis en évidence les risques d'une dépendance excessive à l'égard des réserves concentrées d'hydrocarbures.Les ressources non conventionnelles, y compris le gaz de schiste, le pétrole serré et les sables bitumineux, ont fondamentalement modifié l'économie et la géopolitique de l'énergie.

Définition des hydrocarbures non conventionnels

Contrairement au pétrole et au gaz classiques qui s'accumulent dans de grands pièges souterrains perméables, les ressources non conventionnelles sont piégées dans des formations à très faible perméabilité.

Fondations géologiques et réserves mondiales

Les ressources non conventionnelles existent dans un large éventail de milieux géologiques, notamment les formations de schistes qui détiennent à la fois du pétrole et du gaz naturel, les formations de grès serré, le méthane provenant des gisements de charbon et les gisements de pétrole lourd ou de bitume trouvés dans les sables bitumineux. Les ressources totales techniquement récupérables à l'échelle mondiale sont importantes. U.S. Energy Information Administration (EIA) a évalué que la majorité des ressources mondiales de schistes et de gaz sont concentrées dans un nombre relativement restreint de pays, dont les États-Unis, la Russie, la Chine, l'Argentine et la Libye.

Fondations technologiques de l'extraction

L'accès à ces hydrocarbures piégés repose sur des technologies qui n'existaient pas à l'échelle commerciale il y a quelques décennies. Le forage horizontal permet aux opérateurs de suivre une mince couche portant des hydrocarbures pendant des milliers de pieds latéralement à partir d'un seul puits, augmentant de façon spectaculaire la surface exposée au puits. Il est associé à une fracturation hydraulique à plusieurs étages[, où un mélange d'eau, de sable et de produits chimiques spécialisés est pompé à haute pression pour créer des fissures dans la roche, libérant le pétrole ou le gaz pour s'écouler.

Renforcement de la sécurité énergétique nationale

La contribution la plus directe des ressources non conventionnelles est leur capacité à remodeler le solde import-export d'un pays. La sécurité énergétique est généralement définie comme la disponibilité ininterrompue de sources d'énergie à un prix abordable. La production non conventionnelle autochtone offre une couverture puissante contre les perturbations de l'approvisionnement causées par les troubles géopolitiques, les catastrophes naturelles ou les différends commerciaux.

Réduction de la dépendance à l'égard des importations étrangères

La transformation des États-Unis est l'exemple le plus marquant : il y a une décennie, les États-Unis étaient un important importateur de gaz naturel et de pétrole brut. Le déploiement généralisé de forages horizontaux et de fracturation hydraulique dans des formations de schistes comme Marcellus, Permian et Bakken a poussé la production nationale à des niveaux records. À la fin des années 2010, les États-Unis sont devenus un exportateur net de gaz naturel et de produits pétroliers.

D'autres régions suivent des voies similaires. La formation de Vaca Muerta de l'Argentine est l'une des plus grandes ressources de schiste au monde. Le développement du pays passe d'un importateur net d'énergie à un exportateur potentiel de GNL, améliorant ainsi sa balance commerciale et son indépendance énergétique. Les sables bitumineux du Canada fournissent une source d'énergie sûre et intégrée pour le marché nord-américain, isolée des risques de la chaîne d'approvisionnement outre-mer.

Résilience de l'offre et stabilisation du marché

Au-delà de l'autosuffisance nationale, la production non conventionnelle contribue à la production mondiale de tampons.La capacité de réaction rapide de l'industrie américaine du schiste, souvent appelée « capacité de stockage » du marché libre, lui permet de faire monter ou de diminuer la production en réponse aux signaux de prix beaucoup plus rapides que les projets offshore classiques, qui peuvent prendre des années pour les sanctionner.Cette flexibilité contribue à stabiliser les marchés mondiaux du pétrole et du gaz.

Contribution à un mélange d'énergie diversifié

La diversification énergétique ne consiste pas seulement à réduire les importations, mais aussi à créer un système énergétique national plus dynamique et plus résilient.

Fiabilité du réseau et rôle du gaz naturel

Le gaz naturel produit à partir de schistes non conventionnels est la principale source de cette production flexible sur de nombreux marchés. Des centrales modernes et très efficaces à cycle combiné de gaz naturel peuvent se développer rapidement pour soutenir les énergies renouvelables, réduisant ainsi le besoin d'énergie charbonnière. Cette synergie a permis aux pays de faire des progrès importants dans la réduction des émissions du secteur de l'énergie tout en maintenant la stabilité du réseau.

Diversifier la base industrielle

L'accès à des liquides de gaz naturel et de gaz naturel à faible coût (GNL) provenant de jeux de schistes a stimulé la renaissance de la fabrication nationale, en particulier dans les produits pétrochimiques, les engrais et l'acier. Cette diversification industrielle renforce la sécurité économique en créant des emplois de grande valeur et en réduisant la dépendance à l'égard des produits manufacturés étrangers.

Aspects environnementaux, sociaux et réglementaires

Le développement de ressources non conventionnelles n'est pas sans défis importants. La prise en compte des impacts environnementaux et sociaux est essentielle pour maintenir la licence sociale pour fonctionner et atteindre les objectifs climatiques. Le débat public se concentre souvent sur une triade de préoccupations : l'eau, l'air et la sismicité.

Gestion de l'eau et protection des écosystèmes

Dans les régions où le stress hydrique est important, cela peut créer une concurrence avec les utilisateurs agricoles et municipaux. Cependant, l'industrie a fait des progrès dans la gestion de l'eau.Les progrès dans le recyclage des eaux produites et les eaux de retour pour utilisation dans les emplois de fracturation subséquents ont réduit de façon spectaculaire la consommation d'eau douce dans de nombreux bassins.La préoccupation plus profonde est la gestion de eau produite – la saumure naturelle qui se développe avec le pétrole et le gaz. Cette eau est souvent très saline et peut contenir des métaux lourds.

Profils des gaz à effet de serre : analyse du méthane et du cycle de vie

Le calcul climatique du gaz naturel comme « combustible de pont » dépend presque entièrement de la fuite de méthane []. Le méthane est un gaz à effet de serre puissant, beaucoup plus efficace pour piéger la chaleur que le CO2 sur une période de 20 ans. Si les taux de fuites des têtes de puits, des pipelines et des usines de traitement sont trop élevés, l'avantage climatique du passage du charbon au gaz est nié, voire inversé. L'industrie a développé des programmes avancés de détection et de réparation des fuites (LDAR).

Évolution de la réglementation et engagement communautaire

Le paysage réglementaire évolue constamment. Le développement précoce dans certaines régions a dépassé les règles, conduisant à des réactions publiques. Aujourd'hui, les juridictions dirigeantes exigent des évaluations détaillées de l'impact environnemental, des tests de référence sur l'eau, la divulgation publique de produits chimiques liquides fracturants (via FracFocus) et des normes strictes de construction. La licence sociale est gagnée par la transparence et l'engagement communautaire.

Bien que l'acte de fracturation hydraulique lui-même provoque rarement des tremblements de terre notables, l'élimination des eaux usées dans les aquifères salins profonds peut augmenter la pression interstitielle et les failles lubrifiées, ce qui entraîne des événements sismiques, ce qui représente un risque gérable. En identifiant les zones de faille, en réduisant les volumes d'injection et en mettant en place des systèmes de « lumières routières » qui arrêtent l'injection si la sismicité dépasse un seuil, les opérateurs et les régulateurs peuvent réduire considérablement le risque de tremblements de terre ressentis.

Viabilité économique et réalités du marché

Les ressources non conventionnelles sont différentes des pièces classiques, caractérisées par des coûts initiaux élevés, des taux de baisse rapide de la production (habituellement de 60 à 70 % pour les puits de schiste) et une longue queue de production à faible taux, ce qui crée un tapis roulant constant, qui nécessite des investissements soutenus pour maintenir les niveaux de production.

Technologie, efficacité et coûts du seuil de rentabilité

Malgré les difficultés géologiques, l'industrie a réalisé des gains d'efficacité remarquables. La longueur des latéraux horizontaux a augmenté, le nombre d'étapes par fracture a augmenté et les temps de forage ont baissé de mois à semaines ou même jours. Ces progrès technologiques ont fait baisser de façon spectaculaire les prix . Bien que le schiste précoce ait besoin de prix du pétrole supérieurs à 80 $ le baril, de nombreuses zones centrales du bassin de Permian peuvent maintenant générer des rendements intéressants à des prix inférieurs à 40 $ le baril.

Impacts économiques locaux et infrastructure

Les propriétaires fonciers reçoivent des redevances, les administrations locales perçoivent des recettes fiscales et des droits d'impact, et un large éventail d'industries de services, du camionnage à l'accueil, en bénéficient. Toutefois, cette expansion peut mettre à rude épreuve les infrastructures locales, notamment les routes, les écoles et le logement. Les avantages économiques doivent être évalués par rapport à ces coûts.

La future trajectoire dans un monde net-zéro

Malgré la poussée mondiale vers des émissions nettes nulles, les organismes internationaux de l'énergie prévoient que le pétrole et le gaz naturel demeureront des composantes importantes du bouquet énergétique mondial pendant des décennies, en particulier dans les économies en croissance.

Technologies de décarbonisation et améliorations opérationnelles

L'industrie est sous pression pour décarboner ses propres activités, ce qui entraîne des innovations dans plusieurs domaines clés. Le captage, l'utilisation et le stockage du carbone (CCUS)[ est une technologie essentielle pour traiter les émissions des installations industrielles et des centrales électriques.Certains exploitants explorent des moyens d'utiliser le CO2 capturé pour améliorer la récupération du pétrole dans des domaines non conventionnels.L'électrification du matériel de forage et d'achèvement, remplaçant les générateurs diesel par une centrale électrique ou des turbines au gaz naturel, réduit l'empreinte carbone des opérations sur le terrain.L'utilisation des champs numériques de pétrole, de l'IA et de l'automatisation optimise la production et réduit les déchets énergétiques.Ces technologies permettent de produire des ressources non conventionnelles avec un impact environnemental moindre, en les alignant plus étroitement avec les objectifs climatiques mondiaux.

Politique, investissement et transition juste

Si le monde doit faire une transition énergétique ordonnée, il faudra investir dans le pétrole et le gaz pour répondre à la demande, car les champs existants diminuent naturellement. Les ressources non conventionnelles, en particulier le gaz naturel, sont souvent placées comme un partenaire à faible émission de carbone pour les énergies renouvelables. La clé sera de les produire avec les normes environnementales les plus élevées possibles. Les politiques telles que la tarification du carbone, les droits sur le méthane et les normes de carburant propres façonneront le paysage concurrentiel, favorisant les opérateurs qui peuvent démontrer une performance environnementale supérieure. Le développement de ces ressources doit également être envisagé à travers le but d'une transition juste, assurant que les collectivités et les travailleurs dépendant de ces industries soient soutenus au fur et à mesure de l'évolution de l'économie.

Conclusion

Les ressources non conventionnelles, y compris le gaz de schiste, le pétrole serré et les sables bitumineux, ont modifié de façon permanente le paysage énergétique mondial, offrant des outils puissants pour assurer la sécurité énergétique grâce à la production intérieure et pour diversifier les systèmes énergétiques de manière à favoriser l'intégration des énergies renouvelables.Les défis environnementaux et sociaux qu'ils posent, depuis l'utilisation de l'eau jusqu'aux émissions de méthane, sont importants mais gérables grâce à une réglementation rigoureuse, à l'innovation technologique et aux meilleures pratiques de l'industrie.