Réutiliser les effluents
Recycler les eaux usées résultant de la fracturation hydraulique n'est pas chose facile. Impossible à distinguer de son état original, le liquide qui sort des puits de schiste est chargé de substances toxiques et d’éléments radioactifs – un mélange de fluide de fragmentation et de composés naturellement libérés par les roches souterraines.
Redoutant une augmentation des coûts opérationnels et une baisse de production, les opérateurs de puits montraient jusqu’ici une certaine réticence à traiter et à réutiliser les eaux rejetées. Sous la pression croissante des écologistes et des autorités, toutefois, les sociétés d'extraction d'hydrocarbure de schiste commencent peu à peu à intégrer des technologies de recyclage de l'eau dans leur processus de production.
Quatre solutions de gestion des eaux usées peuvent être envisagées.
Première option: le traitement. Ce terme générique couvre des technologies telles que la coagulation et la désinfection, qui séparent les solides, les graisses, les huiles et les contaminants microbiologiques des eaux usées, rendant le liquide suffisamment propre pour être réutilisé à des fins de fracturation. Cette opération est généralement effectuée sur site.
La deuxième option implique des procédés chimiques plus complexes, qui visent à éliminer les ions, tels que le baryum, le calcium, le magnésium et le strontium, souvent par l’apport de chaux. Des substances chimiques sont ajoutées aux eaux usées de manière à former des particules qui les fixent. L'eau est ensuite décantée pour extraire les contaminants et ainsi parvenir à produire un fluide de fracturation plus propre.
Sous la pression croissante des écologistes et des autorités, les producteurs d'hydrocarbure de schiste commencent peu à peu à intégrer des systèmes de recyclage de l'eau dans leurs processus de production.
La troisième solution combine les deux premières par une forme de dessalement thermique permettant de produire une eau de meilleure qualité destinée à être réutilisée dans les puits de schiste. Le procédé filtre les solides en suspension et les solides dissous (les «solides dissous totaux» ou SDT).
La quatrième option est la plus complexe et la plus coûteuse: elle consiste à recycler l'eau de manière à la rendre propre à la consommation humaine. Deux méthodes peuvent être envisagées. La première réside dans une distillation thermique à haute température de manière à séparer l’eau des effluents par ébullition et condensation de la vapeur. Cette opération est généralement effectuée hors site: les eaux résiduaires sont transportées par camion vers une usine de traitement. C’est un procédé coûteux car très énergivore.
La seconde méthode, plus avantageuse, est la filtration membranaire. Ce procédé consiste à faire passer l’eau sous pression à travers une structure de type cellulaire constituée de matière plastique. La membrane agit comme un tamis, qui laisse passer les molécules d'eau, suffisamment petites, mais retient les molécules de plus grande taille comme les chlorures, le sodium et autres SDT. Plus la pression est élevé, plus la membrane est efficace. Une version améliorée de ce procédé, la distillation sous vide à effets multiples, conjugue distillation et séparation membranaire.
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