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Le gaz naturel, un moindre mal

Radio-Canada

par Stéphane Bordeleau

L'usine de Conoco Phillips Empress, en Alberta, produit 2,4 milliards de pieds cubes de gaz naturel chaque jour.

L'usine de Conoco Phillips Empress en Alberta produit 2,4 milliards de pieds cubes de gaz naturel chaque jour.

Photo : AFP

Moins polluant que le charbon et très abondant, le gaz naturel est le carburant de l'avenir pour la production d'électricité à partir de combustibles fossiles. Malgré ses avantages, il demeure une source de pollution atmosphérique et un concurrent pour les énergies vertes.

La découverte, il y a quelques années, d'importantes quantités de gaz naturel dans les couches de roche sédimentaire qu'on appelle le schiste, a créé une véritable onde de choc dans l'industrie gazière.

En quelques années, les estimations des stocks de gaz naturel se sont littéralement envolées, notamment en Amérique du Nord où l'évaluation des réserves a bondi de près de 40 %. C'est suffisant pour combler les besoins du Canada et des États-Unis pendant un siècle, selon l'entreprise de consultants Cambridge Energy Research Associates.

La découverte et l'exploitation de ce gaz retenu dans la roche a ouvert des perspectives importantes pour l'industrie gazière, notamment dans le domaine de la production d'électricité, où il supplanterait avantageusement le charbon.

Le plus propre des polluants

« La façon la plus économique actuellement de produire de l'électricité, c'est avec le charbon. Même si les centrales ont à peine 25 à 28 % d'efficacité, ça demeure la méthode la moins coûteuse. Mais c'est par contre la plus polluante », explique l'ingénieur André Goyette, de la firme de génie-conseil BBA.

Lorsqu'il est brûlé, le charbon est le combustible fossile qui émet le plus de polluants dans l'atmosphère (oxyde d'azote, dioxyde de soufre, mercure, particules). À cela s'ajoutent des quantités importantes de gaz à effet de serre, dont le dioxyde de carbone. Cependant, sa grande abondance et son faible coût en ont fait le carburant le plus utilisé pour produire de l'électricité.

Le gaz naturel, lui, n'émet pas de cendre, pratiquement pas de soufre, et aucun métal toxique. Sa combustion génère 50 % moins de gaz à effet de serre que celle du charbon et du mazout. Il présente donc un choix avantageux pour l'industrie électrique mondiale.

« Dans un esprit de crédit environnemental, la première transition logique à faire pour une société qui exploite du charbon est de passer au gaz naturel. C'est ce qu'on appelle un transfert de filière », explique André Goyette.

Non seulement les centrales thermiques au gaz naturel sont-elles moins polluantes, mais elles ont une meilleure efficacité énergétique, c'est-à-dire qu'elles produisent plus d'électricité pour la même quantité de carburant.

« Une centrale à gaz à cycle combiné donne tout près de 60 % d'efficacité énergétique, contre environ 25 % pour le charbon, ce qui représente d'importantes économies », ajoute André Goyette.

Centrales à cycles combinés et cogénération

Les centrales à turbine à gaz modernes atteignent une grande efficacité énergétique (60 %) en combinant deux procédés pour générer de l'électricité, soit la combustion du gaz et l'utilisation de la chaleur générée par cette combustion.

Le gaz naturel est d'abord comprimé et brûlé dans une turbine à gaz reliée à un générateur d'électricité. La chaleur dégagée par la combustion du gaz est, quant à elle, récupérée et utilisée pour chauffer des réservoirs d'eau.

La vapeur qui s'en dégage actionne à son tour une turbine reliée elle aussi à un générateur d'électricité. On arrive ainsi à faire tourner deux générateurs d'électricité avec la même quantité de gaz brûlé.

Simplicité et flexibilité

Construction d'une centrale à turbine à gaz à Middletown, aux États-Unis.

Photo : La Presse canadienne / AP Photo/Casey Casserino

Autre atout : la simplicité. « L'avantage d'une centrale au gaz, c'est qu'elle peut être construite très rapidement. Cela prend une année ou deux, tout au plus, alors qu'une centrale nucléaire, il faut s'y atteler pendant 10 ans. Pour une grosse centrale hydroélectrique, c'est au moins 7 ou 8 ans », explique Jean-Thomas Bernard, professeur d'économie à l'Université Laval et spécialiste du commerce de l'électricité.

Les centrales thermiques au gaz ont aussi l'avantage de pouvoir être construites pratiquement sur mesure, c'est-à-dire en fonction des besoins à combler. « On peut choisir des tailles de centrale très variables, 10, 20 ou même 1000 mégawatts, sans que cela ait un trop gros impact sur les coûts », ajoute M. Bernard.

De plus, les centrales au gaz peuvent être arrêtées et remises en marche rapidement pour répondre à des besoins ponctuels ou à des pointes de consommation. Les autres types de centrales électriques n'ont pas cette flexibilité, à l'exception des centrales hydroélectriques à réservoir.

Cette souplesse est un atout pour l'intégration des énergies vertes sur les réseaux électriques. En effet, les parcs d'éoliennes et les panneaux photovoltaïques fournissent une puissance électrique qui varie en fonction du vent et de l'ensoleillement. Comme la tension doit toujours être rigoureusement constante sur les réseaux électriques, l'industrie doit prévoir des sources d'appoint pour compenser cette variabilité de la puissance produite par les énergies vertes.

De complément à concurrent

La flexibilité des centrales au gaz combinée à leur coût d'exploitation, plus faible que celui des énergies vertes, peut toutefois devenir un frein pour le développement de nouvelles filières énergétiques, prévient André Goyette.

« Parfois, les gens se disent : “ Je vais construire une centrale au gaz pour contrer la variabilité de mon parc éolien ” et, tout à coup, la charge augmente, et la turbine à gaz opère de plus en plus souvent. Et la turbine à gaz finit par fonctionner tout le temps », explique ce spécialiste en transport électrique.

Il y a quelques années, les coûts élevés du gaz naturel et le manque d'infrastructures pour le transporter rendaient les centrales électriques au gaz beaucoup moins concurrentielles qu'aujourd'hui. La découverte d'immenses réserves de gaz dans les couches de schiste a complètement changé la donne.

« Avec l'arrivée du gaz de schiste, le prix du gaz naturel a beaucoup chuté en Amérique du Nord ces dernières années. Ça va amener un retour du développement des centrales au gaz, ce qui pourrait, d'une certaine façon, concurrencer le développement des énergies renouvelables », estime lui aussi Jean-Thomas Bernard.

Forage d'un puits de gaz de schiste aux États-Unis.

Forage d'un puits de gaz de schiste aux États-Unis.

Photo : La Presse canadienne / AP Photo/Ralph Wilson

Le gaz de schiste inquiète autant qu'il séduit

Les procédés d'exploitation des gaz de schiste soulèvent cependant de plus en plus d'opposition dans les communautés où les sociétés gazières projettent d'exploiter cette ressource.

L'utilisation de grandes quantités d'eau douce et les dangers de fuite et de pollution liés aux forages sont les principaux sujets d'inquiétude des citoyens face à cette industrie.

En dépit de l'opposition que suscite l'exploitation des gaz de schiste, la croissance de la demande énergétique est telle dans le monde que l'industrie du gaz ne peut que croître au cours de prochaines années.

« Si au Québec il ne s'est foré qu'environ 10 puits de gaz de schiste cette année, en Pennsylvanie, il s'en est foré plus de 1500. Ça vous donne une idée de l'ampleur du phénomène », précise Jean-Thomas Bernard.

Le saviez-vous?

Environ 8 % de l'électricité produite au Canada provient de centrales à turbine à gaz, tandis que 17 % provient des centrales au charbon et au mazout.

C'est relativement peu en comparaison des États-Unis, qui tirent 50 % de leur électricité de centrales au charbon et au mazout.

L'Alberta, l'Ontario, la Saskatchewan et la Colombie-Britannique sont les plus importants producteurs d'électricité à partir de gaz naturel du Canada.

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