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Rapport:
Stephan Séjourné, Xavier Malet et René Lefebvre (2012)
Résumé:
Le présent rapport a été rédigé dans le cadre d’un mandat donné à l’INRS-ETE par la Commission géologique du Canada (CGC) et le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP) du Québec. Ce mandat impliquait la production d’une synthèse des connaissances et des données publiques disponibles sur le Shale d’Utica et les unités sus-jacentes, sédiments quaternaires inclus, dans les Basses-Terres du Saint-Laurent. L’objectif de cette synthèse est de supporter et orienter des travaux futurs destinés à évaluer le degré d’imperméabilité géologique des successions rocheuses entre les shales cibles pour l’exploitation du gaz de shale et les aquifères peu profonds, dans les dépôts meubles ou le roc fracturé. Cette synthèse doit notamment permettre de faire ressortir des régions ou des types de données pour lesquelles il y a peu d’information, guidant ainsi le choix de travaux futurs de recherche scientifique sur la problématique des gaz de shale au Québec.
Dans cette optique, le rapport est divisé en deux sections. La première section, géologique, met en contexte le Shale d’Utica et les groupes de Lorraine et de Queenston sus-jacents dans les Basses-Terres du Saint-Laurent, présentant sommairement les relations tectoniques et stratigraphiques d’importance pour la présente étude. Elle s’attarde ensuite aux propriétés physiques et chimiques des différentes unités. Les principales sources de données consultées pour la géologie proviennent du Ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec (MRNF) et ont été fournies par la Chaire de recherche sur la séquestration géologique du dioxyde de carbone du Centre Eau Terre Environnement de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS-ETE). La seconde section, hydrogéologique, documente l’état d’avancement des Programmes d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines du Québec (PACES) ainsi que les données disponibles pour caractériser l’environnement hydrogéologique peu profond (dépôts meubles et roc fracturé) et profond (roc). Les principales sources de données consultées pour l’hydrogéologie proviennent du MDDEP ainsi que du Groupe de recherche interuniversitaire sur les eaux souterraines (GRIES) qui a réalisé des projets PACES dans diverses régions du Québec. La zone d’intérêt pour le gaz de shale, telle que définie par le MRNF, s’étend à travers les Basses-Terres du Saint-Laurent de part et d’autre du fleuve Saint-Laurent, de Québec à Montréal et au Lac Champlain. L’examen des données géologiques de surface et de sous-surface indique qu’il est toutefois possible de restreindre cette zone, en particulier sur ses bordures ouest et nord-ouest, et que l’essentiel de l’effort de caractérisation hydrogéologique devrait porter sur la rive sud du fleuve Saint-Laurent.
Le présent rapport démontre qu’il n’existe pas de réelle lacune géographique dans la couverture des données déjà disponibles (géologie et forages pétroliers et gaziers) ou qui seront disponibles au terme des Programmes d’acquisition de connaissances sur les eaux souterraines du Québec (PACES) actuellement en cours. Les projets PACES couvrent en effet l’ensemble de la rive sud du fleuve Saint-Laurent à l’intérieur de la zone d’intérêt. Quant aux données géologiques de sous-surface, elles demeurent certes plus lacunaires dans le secteur sud-est, qui correspond au domaine appalachien, mais cette région ne parait pas représenter un intérêt immédiat pour l’exploration – et a fortiori l’exploitation – du gaz de shale.
Plusieurs lacunes de nature thématique sont en revanche mises en lumières, notamment en ce qui a trait aux propriétés physiques et chimiques de l’environnement hydrogéologique profond. Si les principales caractéristiques des aquifères proches de la surface – dépôts meubles et roc fracturé peu profond – sont ou seront bien documentées grâce aux efforts de cartographie des aquifères initiés dans les années 1960 et qui culminent avec la réalisation des projets PACES en cours (compilation des données existantes, travaux de terrain et modélisation), la caractérisation de l’environnement hydrogéologique profond ne pourra être approchée que par l’intermédiaire des données disponibles pour les puits d’exploration pétrolière et gazière déjà forés. Une revue de détail de ces données géologiques a été réalisée afin d’orienter et de faciliter le travail d’intégration avec les données hydrogéologiques peu profondes. En particulier, le cadre tectonostratigraphique, la disponibilité des enregistrements diagraphiques et des carottes, ainsi que les propriétés physiques et chimiques du roc (composition minéralogique, pression, température, porosité et perméabilité notamment) font ici l’objet d’une synthèse détaillée. Ce travail de compilation s’accompagne d’un recensement des informations disponibles sur la nature des fluides documentés dans le roc et les dépôts meubles à partir des forages pétroliers et gazier, en particulier les indices et analyses d’eau, de gaz et de pétrole.
Une grande partie des lacunes thématiques identifiées pourraient être comblées en tirant parti des données géologiques publiques inventoriées dans le présent rapport, au moins à une échelle semiquantitative ou semi-régionale. La variabilité géologique naturelle, la répartition des lignes sismiques et des forages pétroliers et gaziers, de même que la nature et la qualité variables des données publiées pour ces forages, ne permettent cependant pas d’espérer caractériser l’environnement hydrogéologique profond avec le même degré de finesse que celui obtenu pour les dépôts meubles et le roc fracturé peu profond.