EXPLORATION & PRODUCTION

Qu’est-ce que le gaz de houille ?

Le gaz de houille, en anglais “coal bed methane”  ou “coal seam gas” est un gaz naturel qui peut être produit du charbon. Il est libéré du charbon sous forme gazeuse lorsque la pression existant dans le charbon est abaissée. Il est constitué principalement de méthane (CH4), et contient également de l’éthane, et parfois de l’azote et du CO2. En principe, il ne contient pas d’hydrogène sulfureux.

Le charbon constitue le réservoir du gaz qui est, soit adsorbé* (sorbed gas) à la surface interne du charbon qui est substantielle ou bien peut se trouver présent dans les fractures qui parcourent naturellement les veines du charbon.

Le gaz de houille est appelé communément “grisou”, un gaz explosif, lorsqu’il est mélangé à l’air dans une certaine proportion, ce qui a longtemps constitué le principal risque de l’exploitation souterraine des mines de charbon.

Historiquement, sa production a été suscitée pour des raisons de sécurité et la nécessité d’extraire le méthane avant de mener les travaux d’exploitation des mines. Au début des années 1980 aux États-Unis, la mise en place d’incitations fiscales a favorisé l’intérêt des compagnies pétrolières et gazières pour cette ressource non conventionnelle. Les années 1990 ont vu le décollage de cette production aux États-Unis, en Australie, au Canada et en Chine. Au cours des années 2010, la production de gaz de houille devrait atteindre un volume de 5 milliards de pieds cubes par jour (140 Mm3 par jour) aux États-Unis et de 1 à 4 milliards de pieds cubes par jour (28 à 110 Mm3 par jour) dans le reste du monde.

La production de gaz de houille

La production de gaz de houille nécessite de pomper l’eau contenue dans le charbon afin d’abaisser la pression du réservoir et libérer le gaz adsorbé ou dissous. Au fur et à mesure du pompage, la pression du réservoir diminue, le gaz se libère et diffuse au sein de la matrice du charbon pour finalement arriver dans le réseau de fissures du charbon. La densité des fissures et leur largeur détermine la perméabilité du charbon et la productivité du puits de production.

Les différentes étapes de l’exploitation du gaz de houille :

 

  • L’exploration

Elle a pour objet de s’assurer de la présence de charbon et de gaz en utilisant les techniques de l’exploration géologiques (gravimétrie, sismique, forage…) pour délimiter la dimension de la ressource en gaz de houille.

  • L’évaluation

Au moyen de forages (core holes), elle permet de connaître la qualité du charbon, sa perméabilité, son contenu en gaz, la composition du gaz, ….

  • La phase pilote

Elle permet de vérifier que le pompage est possible et efficace et va permettre d’arriver au point de production du gaz accompagnée d'une production minimale d'eau.

  • Le développement du champ

C’est la période de production effective. Sa durée varie de quelques années à plusieurs dizaines d’années selon des facteurs externes (rentabilité, permis, marché, infrastructures …).

Le gaz de houille en France

En France, la présence de gaz de houille est probable ou confirmée en Lorraine, dans le Pas-de-Calais, dans le Jura, et dans le Sud Est du pays dans les bassins charbonniers historiques. Deux régions ont fait l’objet d’octroi de permis de recherche et la société EGL y mène des travaux d’exploration et d'évaluation préalables à un développement possible.

Encore incertain, le potentiel le plus important semble être celui de Lorraine. Il est évalué à environ 300 milliards de m3.

La production de gaz de houille est effective depuis d’anciennes galeries de mines de charbon dans le Nord de la France. La société Gazonor est actuellement la seule société en France produisant du gaz de mine. Ce gaz est injecté dans le réseau français de transport de gaz.

* L’adsorption est le phénomène par lequel un solide pulvérulent ou poreux retient à sa surface des molécules, des ions en phase gazeuse ou liquide.
** La désorption est le phénomène consistant pour un solide à abandonner le gaz qu’il a adsorbé ou adsorbé.

Ce qu’il faut retenir au sujet du gaz de houille

  • Le gaz de houille est principalement du méthane, présent dans le charbon
  • Sa production nécessite d’abaisser la pression dans le gisement de charbon.
  • C’est un gaz de bassin, ce qui implique une surface de développement considérable.
  • La production d’un puits est limitée ce qui, pour assurer une production significative, nécessite de forer un nombre élevé de puits ou de recourir au forage horizontal ; la vaste majorité de la production de gaz de houille dans le monde se fait par l'intermédiaire de puits horizontaux.
  • Sa production se fait à basse pression, ce qui nécessite la recompression du gaz produit avant injection dans le réseau.
  • Les volumes d’eau produits lors du pompage destiné à abaisser la pression du gisement doivent être évacués, et si possible valorisés comme cela est fait dans les pays producteurs de gaz de houille. L'eau produite est utilisée à des fins d'irrigation pour l'agriculture et pour l'élevage du bétail.
  • Les projets de production du gaz de houille sont de longue durée.

 

Pour en savoir plus :

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