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Tout d'abord, que ce soit du gaz de couche, de mine ou de schiste, nous parlons toujours de gaz naturel appelé aussi méthane (CH4). On distingue cependant chacun d'entre eux en fonction de l'endroit où se trouve ce gaz.
Le gaz de couche, typique des anciennes régions houillères comme la Lorraine ou le Nord-Pas-De-Calais, où le méthane est piégé (adsorbé) dans les veines de charbon non exploitées (veines trop petites ou difficultés techniques). Près de 10% de la production gazière américaine provient du gaz de couche. En Lorraine, les veines concernées sont comprises entre 500 et 1500 mètres de profondeur. Lorsque l'ancien ministre du redressement productif et certains médias utilisent à tort le terme générique de “gaz de houille”, ’il s’agit en réalité de “gaz de couche”(1). Au terme de son exploitation, environ 15 à 25% de la roche mère sera vidée de son gaz.
Le gaz de mine, connu sous le nom de grisou des anciens mineurs, s’échappe naturellement d'anciennes mines de charbon. Sa récupération, par pompage avec de petits forages, est pratiquée depuis les années 1970 dans le Nord-Pas-de-Calais. Elle permet ainsi de valoriser un hydrocarbure et d'éviter un dégazage qui contribuerait un peu plus au réchauffement climatique. En effet, le méthane est un gaz à effet de serre 25 fois plus puissant que le dioxyde de carbone. L’ Australie, qui utilise cette forme d'exploitation de façon massive, a par exemple fortement diminué les accidents dans ses mines tout en récupérant un gaz bon marché. Le gaz de mine ne requiert généralement qu'un simple forage vertical sans injection de liquides pour ouvrir des failles dans la roche.
Le gaz de schiste piégé dans les pores de couches de roches argileuses très dures (les schistes), généralement situées entre 3000 et 6000 mètres de profondeur. Pour détacher et libérer le méthane emprisonné dans les feuillets d'argile, la fracturation hydraulique (détaillée plus loin) demeure la technique la plus couramment employée et la plus largement controversée. Au terme de son exploitation, environ 20% de la roche mère sera vidée de son gaz.
(1)Le gaz de houille étant un gaz manufacturé, produit lors de la transformation de la houille en coke ; coke qui sera utilisée en sidérurgie pour la production de la fonte.
Dans une exploitation de gaz conventionnel, les puits exploitent des réservoirs naturels où le méthane est coincé entre un plafond imperméable et une poche d'eau poussant vers le haut. Une fois la roche percée par le forage, le gaz, du fait de l'eau et de sa propre pression, remonte naturellement à la surface. Au terme de sa vie, 95% du réservoir naturel sera vidé de son gaz. Dans une exploitation de gaz non conventionnel, les puits exploitent seulement environ 25% des ressources existantes.