Tout sur le gaz naturel : de sa composition à sa distribution
Sommaire
La chaîne du gaz
Formation & extraction du gaz naturel
La formation des gisements
Le gaz naturel est un combustible fossile issu de la décomposition d'organismes vivants microscopiques (plancton, algues). Au cours des millénaires, ces matières organiques se sont déposées au fond de mers peu profondes. Avec l'abaissement progressif des fonds sous-marins et le dépôt croissant de sédiments plus récents, la pression et la température ont augmenté transformant ces matières organiques en hydrocarbures. Les hydrocarbures se présentent sous deux formes : liquide (il s'agit du pétrole) ou gazeuse (le gaz naturel).
Aujourd'hui ces hydrocarbures se trouvent dans des poches ou réservoirs situés jusqu'à des milliers de kilomètres de profondeur.
Extraction par forage
Afin d'identifier l'existence de réserves de gaz naturel, il est fait appel aux techniques sismiques permettant de cartographier les couches du sous-sol. L'utilisation de sismographes permet d'analyser la vitesse de propagation d'ondes de choc réfléchies par les couches géologiques. Les technologies actuelles permettent l'exploration des réserves de gaz naturel sur la terre comme au fond des mers (exploitation offshore).
De par leur processus de formation, le pétrole et le gaz naturel se trouvent souvent dans les mêmes réservoirs et sont donc exploités simultanément. De nombreux gisements de gaz ont d'ailleurs été exploités suite à la recherche initiale de pétrole.
Dès lors qu'un gisement a été découvert et défini comme exploitable, un puits est mis en place afin de procéder à l'extraction du gaz naturel.
L'exploitation des gaz non conventionnels
Les types de gaz non conventionnels
Ce sont de gaz emprisonnés au sein de roches argileuses imperméables et profondes ou dans des gisements de charbon.
Les 2 principaux types de gisements sont :
- Le gaz de charbon (grisou). Il s'agit de vapeurs de méthane piégées dans le charbon.
- Le gaz de schiste, qui présente un important potentiel de croissance et qui est emprisonné dans des roches à grain fin comme l'argile.
Les gaz non conventionnels sont aussi du gaz naturel et servent aux mêmes usages.
Ces nouveaux types de gaz permettent, selon Petroleum Economist, de réévaluer les réserves mondiales de gaz de 60 à 250 %.
L'extraction des gaz non conventionnels
A cause de leur faible quantité et de l'imperméabilité des roches qui les emprisonnent, l'extraction des gaz non conventionnels requiert la combinaison de 2 techniques complexes :
- Le forage horizontal, permettant de maximiser la surface de forage,
- La fracturation hydraulique, qui consiste en la propulsion sur la roche, d'eau, de sable et de composants chimiques sous haute pression, pour la casser et libérer le gaz.
Ces techniques de forage complexes ont pendant longtemps été un frein, du fait des coûts, à une exploitation à grande échelle des gaz non conventionnels. Toutefois les coûts d'exploitation ont été divisés par deux en 10 ans.
Les entreprises de forage se sont surtout développées aux États-Unis. En 2009, le gaz non conventionnel représentait la moitié de la production gazière américaine. Il existe cependant des réserves partout dans le monde, même si elles restent à chiffrer précisément.
Transport du gaz naturel
Les champs d'exploitation du gaz naturel étant souvent éloignés des consommateurs, il faut donc acheminer le gaz naturel de son lieu d'extraction jusqu'au lieu de consommation. Pour cela, il est utilisé soit des gazoducs, soit la voie maritime.
Les gazoducs
Un gazoduc est une canalisation exclusivement dédiée au transport de matières gazeuses sous pression. Il s'agit de tubes d'acier soudés les uns aux autres protégés de la corrosion grâce à l'utilisation d'un isolant comme le polyéthylène ou polypropylène. Dans ces canalisations le gaz est transporté à haute pression. Afin de maintenir cette pression constante des stations de compression sont régulièrement espacées.
La plupart des gazoducs sont terrestres, comme ceux qui acheminent le gaz russe vers l'Union Européenne. Dans ce cas ils sont soit enfouis dans les zones habitées, soit posés sur le sol en zone désertique. Il existe également des gazoducs sous-marins lorsque l'exploitation des champs pétroliers se trouve en pleine mer. C'est le cas des gazoducs reliant les gisements norvégiens aux terminaux européens ou ceux reliant l'Afrique du Nord à la Sicile.
Aujourd'hui la longueur totale des gazoducs dans le monde est estimée à 1 million de kilomètres, soit plus de 25 fois la circonférence de la terre. En France, les points d'entrée des gazoducs permettant d'importer du gaz naturel se trouvent à Dunkerque, Taisnières, Obergailbac, Oltingue, Lacal.
Les méthaniers
Dans certains cas, la construction de gazoducs est techniquement impossible ou trop coûteuse. Par exemple, pour transporter du gaz nigérian vers l'Europe. Pour résoudre ce problème, le transport par bateau basé sur la liquéfaction du gaz (gaz naturel liquéfié - GNL)) est mis en oeuvre.
Cette industrie est née dans les années soixante, en Algérie, pour approvisionner les marchés britannique et français en gaz.
Le principe du GNL comporte 3 étapes :
- la liquéfaction : le gaz est refroidi à une température de -163 °C afin de lui faire perdre sa forme gazeuse. Pour une quantité d'énergie identique, le volume de GNL nécessaire est 600 fois inférieur à celui du gaz naturel à l'état gazeux ;
- le transport : des navires (méthaniers) sont spécialement conçus pour le transport sur de longues distances de ce gaz liquéfié ;
- la regazéification : lors de son arrivée le GNL est chauffé afin de lui rendre sa forme gazeuse initiale.
Le GNL représente près de 30 % de l'approvisionnement de la France. Les terminaux de regazéification sont situés à Fos-sur-mer, près de Marseille et à Montoir près de Saint-Nazaire. Un troisième terminal, le terminal de Fos-Cavaou, situé également à Fos-sur-Mer, a été ouvert en octobre 2009.
Transport en France
Arrivé par gazoduc ou par méthanier, le gaz est transporté sous haute pression dans un réseau de transport qui comprend deux parties :
- le réseau principal, dit aussi réseau « grand transport » : ensemble des canalisations à haute pression et de grand diamètre qui relient entre eux les points d'interconnexion avec les réseaux voisins, les stockages souterrains et les terminaux méthaniers. Les réseaux de transport régionaux y sont raccordés ;
- le réseau régional achemine le gaz naturel vers les réseaux de distribution et les plus gros consommateurs industriels.
Un régime de concession a été mis en place à partir de 2002. Les sociétés Total et Gaz de France sont alors devenues propriétaires des réseaux vendus par l'État. Depuis le 1er janvier 2005, ces groupes intégrés ont créé des filiales de transport : TIGF pour le Sud-ouest et Gaz de France Réseau Transport, devenu GRTgaz. Ce régime de concession donne à son titulaire le droit d'occuper le domaine public. Il implique le respect d'un cahier des charges et de contraintes en termes de service public, de protection de l'environnement et de sécurité. Leur activité est régulée pour s'assurer que :
- l'accès des tiers est transparent et non discriminatoire ;
- les coûts supportés par les utilisateurs du réseau de transport sont efficients ;
- les investissements nécessaires au bon fonctionnement du marché sont réalisés.
Stockage, distribution et commercialisation
Le stockage, outil essentiel
Contrairement à l'électricité, le gaz peut se stocker, cela permet donc d'ajuster l'offre à la demande en répondant aux forts écarts saisonniers de la consommation (de 1 à 8 en France). L'activité de stockage est réglementée et soumise à l'autorisation du ministère en charge de l'énergie.
En France, le principe du stockage souterrain du gaz a été choisi et se présente sous deux formes :
- les stockages en nappe aquifère, soit un stockage dans des roches poreuses naturellement gorgées d'eau ;
- les stockages en cavité saline, soit un stockage dans des cavités creusées dans des couches de sel. Il existe en France 11 sites en nappes aquifères et 3 en cavités salines. Ces réservoirs souterrains sont remplis l'été, lorsque la consommation de gaz baisse, pour faire face à des périodes de forte consommation en hiver.
Conformément à la législation européenne sur les marchés de l'énergie, l'ensemble des capacités de stockage est mis au service de tous les fournisseurs du marché, chacun disposant d'un accès en rapport avec les variations des besoins de leurs clients.
Distribution auprès des consommateurs
Le réseau de distribution prend la suite du réseau de transport afin d'acheminer le gaz naturel jusqu'au consommateur final (particulier ou professionnel).
La gestion des réseaux de distribution relève du service public local et prend la forme :
- soit de contrats de concession conclus avec les collectivités locales,
- soit de règlements de services, dans le cas des régies assurant une gestion communale directe de ces réseaux.
Plus de 9 000 communes françaises sont approvisionnées en gaz naturel, soit plus de 76 % de la population française. Cela représente une longueur totale de 181 500 km de canalisations, plaçant la France au deuxième rang européen après l'Allemagne.
La réglementation européenne a imposé la séparation juridique des activités de fournisseur d'énergie et de gestionnaire de réseaux pour les entreprises desservant plus de 100 000 clients, comme Gaz de France, Gaz de Bordeaux et Gaz de Strasbourg. Les filiales GrDF, Régaz et Réseau GDS ont ainsi été créées.
La Commission de Régulation de l'Énergie (CRE) veille à l'accès transparent et non discriminatoire aux réseaux de transport et de distribution ainsi qu'aux terminaux méthaniers. La CRE a également pour rôle de proposer les tarifs d'utilisation de ces infrastructures auprès du ministre de l'énergie.
La commercialisation du gaz naturel
La distribution du gaz naturel se fait dès lors qu'il y a des consommateurs. Ces derniers (professionnels, particuliers ou collectivités locales), doivent s'adresser à un fournisseur afin de bénéficier d'un contrat de fourniture de gaz naturel.
La commercialisation du gaz naturel est aujourd'hui une activité totalement concurrentielle. Elle consiste pour les fournisseurs à acheter du gaz en gros (par le biais de contrat d'approvisionnement long terme) et à le revendre au détail au consommateur final. Altergaz exerce cette activité depuis 2004, permettant à ses clients de bénéficier d'offres adaptées à leurs besoins.
