Tomberez-vous dans un puits de pétrole?

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Des millions de barils de pétrole sont extraits chaque jour dans le monde. Cela crée-t-il un vide dans le sous-sol terrestre?

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(Québec) CHRONIQUE / «Quand on retire des millions de barils de pétrole par jour dans le monde, cela crée forcément un vide. Alors par quoi est-il comblé? De l'eau, de l'air, de la terre? Si c'est de l'eau, est-ce que c'est suffisant pour diminuer le niveau de la mer? Et cela peut-il rendre le sol friable?», demande Denis Chapdelaine, de Sainte-Foy.

Le pétrole se forme lorsque de la matière organique coule au fond de l'océan et s'y accumule sans (trop) se dégrader. Au fil du temps, si les bonnes conditions sont réunies, soit essentiellement l'absence d'oxygène et certaines fourchettes de température, ces sédiments se transformeront en pétrole ou en gaz naturel.

Maintenant, on a souvent tendance à se représenter les réservoirs de pétrole comme d'immenses grottes que l'on vide de leurs fluides mais, en réalité, ce sont plutôt des couches de roche poreuse.

Par exemple, dans le cas du pétrole découvert ces dernières années en Gaspésie, on croit qu'il daterait à peu près de la même époque où les Appalaches se sont formées - encore que c'est assez difficile à dire, explique Michel Malo, géologue à l'INRS qui a participé à l'évaluation environnementale stratégique sur les gaz de schiste il y a quelques années.

Les Appalaches, en effet, sont une chaîne de montagnes faite de roches sédimentaires - donc des roches nées de l'accumulation de matière au fond d'un océan ancien nommé Iapetus, il y a 500 à 600 millions d'années, puis consolidée sous l'effet de la pression. La tectonique des plaques a fini par sortir ces roches du fond de l'eau jusqu'à en faire une chaîne de montagnes, les Appalaches. Ce processus s'est déroulé en plusieurs phases et il semble que certaines zones se sont prêtées à l'apparition de pétrole. Par la suite, ce pétrole a migré vers des couches poreuses qui ont été fracturées par les mouvements géologiques, ce qui a accru leur porosité. Selon l'endroit, les «trous» dans ces formations forment entre 2 et 10 % du volume de la roche, dit M. Malo.

Cela dit, une fois que les hydrocarbures ont été extirpés du sol, que se passe-t-il? En général, pas grand-chose, répond en substance notre chercheur. Quand on retire des fluides du sol, la pression souterraine baisse et les interstices vides auront tendance à se refermer.

Et celles, s'il y en a, qui resteraient ouvertes vont «surtout se remplir avec de l'eau, dit-il. Si c'est un réservoir de gaz naturel, alors il y a probablement des espaces vides qui vont le rester, mais en gros, c'est de l'eau qui va prendre la place, même si ça ne se fait pas instantanément - ça peut prendre plusieurs années.»

Science subtile

Cela dit, cependant, il faut garder en tête que la géologie est une science subtile faite de contextes et d'exception. Dans certains cas extrêmement rares, il semble que l'extraction du pétrole dans un puits puisse conduire le réservoir à se recharger... d'autre pétrole! Il y a en tout cas un cas documenté dans un champ pétrolier nommé Eugene Island Block 330 (EI-330), dans le golfe du Mexique, au large de la Louisiane. Découvert au début des années 70 et exploité presque immédiatement après, ce réservoir contenait des pétroles très récents datant d'environ deux millions d'années. Comme tous les autres réservoirs, celui-là a vu sa production augmenter rapidement (100 000 barils par jours en 1976) pour ensuite décroître de 1à 2 % par mois jusqu'en 1992. Puis, une chose franchement étrange est arrivée : au lieu de mourir de sa belle mort, le réservoir a regagné en production et atteint un nouveau pic en 1996. Celui-ci était plus bas que son premier, mais c'était tout de même très inhabituel.

Des analyses ont par la suite montré que la composition du pétrole qui sortait de là avait elle aussi changé entre-temps. Notamment, l'«huile» du EI-330 était initialement pauvre en certains hydrocarbures courts facilement biodégradables. Cela arrive souvent dans les champs peu profonds dont la température est de moins de 60 °C, et plusieurs puits du EI-330 sortaient à 54-55 °C-température à laquelle des bactéries qui dégradent les hydrocarbures peuvent survivre. Mais au tournant des années 90, certaines des plateformes de l'EI-330 ont commencé à voir leurs proportions de ces hydrocarbures courts, qui auraient dû être digérés par des bactéries il y a longtemps, augmenter soudainement sans raison apparente.

L'explication serait que sous le réservoir récent de l'EI -330 se trouvait un autre réservoir de pétrole vieux de 150 millions d'années. Plus profond, plus chaud, il avait une composition différente et son pétrole a été «aspiré» vers le haut, à la faveur de failles naturelles, quand les pétrolières se sont mises à pomper la nappe superficielle.

Mais cela reste, répétons-le, un cas vraiment très exceptionnel et controversé. La règle pratiquement absolue, dit M. Malo, demeure que même si la roche-mère contient encore du pétrole, son écoulement vers le réservoir s'étire sur des milliers, sinon des millions d'années.

M. Malo ne croit pas, par ailleurs, que l'activité pétrolière rende le sol friable ou soit un facteur fréquent d'affaissement de terrain-encore qu'ici aussi, tout dépend du contexte. «Si c'est un réservoir comme le réservoir de gaz naturel qu'il y a eu dans la région de Trois-Rivières, qui se trouvait dans des dépôts quaternaires non consolidés, alors il peut y avoir subsidence [affaissement]. Mais si c'est dans de la roche consolidée à 1000 ou 2000 mètres de profondeur, je ne pense pas que cela puisse se produire.»

Autres sources :

- Jean K. Whelan et al., «Short-time-scale (year) variations of petroleum fluids from the U.S. Gulf Coast », Geochimica et Cosmochimica Acta, 2001, goo.gl/h15k7F

- Malcolm W. Browne, «Geochemist Says Oil Fields May Be Refilled Naturally», New York Times, 1995, goo.gl/zmw0Gw

- Luis de Sousa, «Deepwater GOM: Reserves versus Production - Part 2: Atlantis, Mad Dog & Eugene Island», The Oil Drum, 2011, goo.gl/zmw0Gw

- S.A. «How much oil have we used ?», Phys.org, 2009, goo.gl/WGJU8T

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