Dimensionnement d'une usine de traitement et recyclage des eaux issues d'un puits de gaz de schiste

Introduction

Lors de la phase d'exploitation d'un puits de gaz de schiste, le méthane va remonter accompagné d'eau. Celle si peut provenir de deux sources différentes. Une partie provient  de l'eau injectée lors de la fracturation hydraulique qui remonte à la surface. On parle d'eau "de reflux". Entre 20% et 80% des 10 000m3 d'eau injectée sortent du puits lors du premier mois d'exploitation. L'autre source est celle de l'eau dite "produite" par le puits. Ce sont des réserves d'eau initialement piégées avec le gaz qui sont libérées avec celui-ci lors de la fracturation. Cet eau remonte en faible quantité tout au long de l'exploitation du puits mais peuvent, in fine, représenter des volumes équivalents à ceux injectés lors de la phase de forage. Ces importantes quantités d'eau, qu'elle soit de reflux ou produite, sont très polluées. Au cours de son passage dans les couches géologiques profondes, l'eau va se charger en éléments minéraux tels que des sels, des oxydes métalliques ou des composés carboniques. Cette eau ne pourra pas être déversée dans l'environnement. L'industriel doit donc mettre en place une stratégie pour disposer de cette source de pollution. Il est apparu intéressant pour eux de chercher à réutiliser cette eau. En effet les prélèvements d'eau pour l'exploitation de gaz font polémique car ceux-ci entrent en concurrence directe avec d'autres usages, notamment agricoles. De plus, le coût de traitement de l'eau est parfois inférieur au coût d'achat et de transport. Réutiliser cette eau usée permet donc de résoudre le problème de la valorisation des déchets et les conflits d'usages. Malheureusement, celle-ci ne peut-être utilisée telle quelle pour une nouvelle fracturation. Les sels, les carbonates, les sulfates et les matières en suspension doivent être éliminés pour éviter d'endommager le circuit d'injection ou de diminuer les performances de la fracturation.

Dans le cadre de notre BEI, nous avons donc décidé de dimensionner une usine de traitement des eaux issues de la fracturation des dix puits considérés sur le site. Les forages se suivant dans le temps, il faut donc que notre station de traitement soit capable de traiter les eaux de reflux entre deux forages qui sont espacés approximativement de 6 semaines.


Bibliographie

FracFocus, Chemical Disclosur Register. www.fracfrog.org Dernière visite le 01/03/2015
Gaz et pétrole de schiste... en question, Philippe Charlez, Pascal Baylocq, Edition TECHNIP, 2014, Paris