Évaluation environnementale stratégique (ÉES) sur le gaz de schiste: Concentrations, sources et mécanismes de migration préférentielle des gaz d’origine naturelle (méthane, hélium, radon) dans les eaux souterraines des Basses-Terres du Saint-Laurent


 

 

Rapport:

Concentrations, sources et mécanismes de migration préférentielle des gaz d’origine naturelle (méthane, hélium, radon) dans les eaux souterraines des Basses-Terres du Saint-Laurent

Daniele L. Pinti, Yves Gélinas, Marie Larocque, Diogo Barnetche, Sophie Retailleau, Anja Moritz, Jean-François Hélie, René Lefebvre (2013)

 

Résumé:

Le comité de l’évaluation environnementale stratégique sur le gaz de schiste a commandé en juin 2012 l’évaluation de la distribution spatiale des concentrations de certains gaz dissous à l’état naturel dans les eaux souterraines des Basses-Terres du Saint-Laurent : alcanes légers (méthane, éthane, propane), gaz rares (hélium et radon) ainsi que leurs signatures isotopiques, et d’en estimer la provenance. Ce travail de recherche est la première étude complète sur les concentrations en méthane, radon et autres gaz naturels associés dans les eaux souterraines dans les Basses-Terres du Saint-Laurent. Cette étude vise à fournir des informations objectives et scientifiquement valides qui pourront être utilisées par le Comité de l’Évaluation environnementale stratégique et les décideurs afin d’établir des seuils d’acceptabilité ainsi que des méthodes de mitigation appropriées en vue d’une éventuelle exploration et exploitation des gaz de shales dans les Basses-Terres du Saint-Laurent.

Pour cette étude, 130 puits résidentiels, d’observation ou municipaux ont été échantillonnés dans une région couvrant 14 000 km2 entre Montréal et Leclercville, et le piedmont des Appalaches et Trois Rivières. Sur ces 130 puits échantillonnés, 18 ont des concentrations de méthane supérieures à 7 mg/L, seuil d’alerte dans l’eau souterraine proposé dans le projet de règlement sur le prélèvement des eaux et leurs protections, publié le 29 mai 2013 dans la Gazette officielle du Québec. Dans la majorité des puits (près de 95%) contenant des concentrations élevées, le méthane a une origine bactériogénique, i.e. qu’il est produit par des bactéries dans les sédiments superficiels. Néanmoins, six puits présentent un mélange entre du gaz bactériogénique et thermogénique (i.e. qu’il est produit par le craquage du kérogène en profondeur), et un seul puits montre une signature clairement thermogénique, près de Plessisville.

La distribution géographique du méthane montre que les concentrations les plus élevées se retrouvent dans les eaux souterraines circulant dans les formations géologiques des Basses-Terres du Saint-Laurent. Le méthane est pratiquement absent dans les eaux du piedmont des Appalaches. Les concentrations les plus élevées de méthane dissous ont également été observées dans les puits forés dans le Groupe de Lorraine (formation géologique sus-jacente aux shales d’Utica). L’origine dominante du méthane dissous dans les aquifères traversant ce Groupe de Lorraine est majoritairement bactériogénique. Aucune concentration en radon dissous n’a excédé les 2000 Bq/L, seuil recommandé par Santé Canada (2009). Dans six puits, les concentrations dépassent toutefois le seuil de 100 Bq/L recommandé par l’OMS (2009). La distribution spatiale du radon semble indiquer un contrôle lithologique, avec des concentrations élevées dans le piedmont des Appalaches. Un groupe de 33 puits dépassent les 10-7 cm3 STP/g H2O avec des anomalies en 4He (teneurs plus élevées que l’équilibre atmosphérique) comprises entre 1,49 x 10-6 cm3 STP/g H2O et 1,09 x 10-4 cm3 STP/g H2O. Il semble que la majorité des puits contenant des concentrations relativement élevées en 4He radiogénique dans les Basses-Terres sont issus de la formation géologique du Groupe de Lorraine.

L’hélium, le méthane dissous et en moindre mesure le radon montrent une certaine relation avec la distance aux failles majeures de la région. L’origine de cette relation entre les failles et la présence naturelle des gaz dans les eaux souterraines de la région nécessite d’être explorée davantage dans des travaux futurs.

 

En complément

L’EES sur le gaz de schiste

 

 

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