Gaz naturel : quels dangers ?

Le gaz naturel, une fois débarrassé de composés annexes (CO₂, SH₂) parfois importants, est une source d’énergie composée d’hydrocarbures : du méthane (CH₄) à 95%, de l’éthane (C₂H₆), du propane (C₃H₈), du butane (C₄H₁₀) et du pentane (C₅H₁₂).

L’exploitation du gaz naturel comporte des risques :  

• directs, pour l’homme ;
• indirects, dû à son impact environnemental.

Les dangers du gaz naturel sont liés au fait qu'il est explosif quand il est sous pression, qu'il est inflammable et que ses produits de combustion peuvent être toxiques.

En fonction des modes et des difficultés d’extraction, le gaz peut être classé parmi les gaz conventionnels ou non. Les gaz non conventionnels (gaz de schiste, de charbon, gaz compact et hydrates de méthane), d’accès plus complexe, suscitent actuellement la controverse sur leurs techniques d’extraction, ce qui n’a pas empêché leur fort développement aux USA.

Risques directs

• Incendie : le gaz naturel est un combustible. En présence d’oxygène et d’une source de chaleur, il peut s’enflammer et exploser pour une concentration de gaz naturel dans l’air comprise entre 5 et 15% ;
• Explosion : pour qu’il y ait explosion, en cas d’inflammation d’un mélange air/gaz, il faut que le milieu soit confiné. En milieu libre (non confiné), le gaz naturel ne détonne pas car il se dilue rapidement dans l’atmosphère ;
• Anoxie (insuffisance cellulaire en oxygène) : à l’état libre, le gaz naturel est plus léger que l’air. Il s’élève rapidement et se disperse sans créer de nappe gazeuse ni au sol, ni dans l’atmosphère. Par contre, en milieu confiné, si la concentration du mélange gaz-air est supérieure à 25%⁽¹⁾, le gaz naturel se substitue à l’oxygène de l’air inhalé. Il agit alors comme un gaz asphyxiant par privation d’oxygène.
• Intoxication : dans un lieu confiné et dans le cas d’une combustion en milieu appauvri en oxygène, il y a production de monoxyde de carbone à partir du gaz naturel. Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore qui, même en petite quantité dans l’air, est immédiatement absorbé dans le système sanguin et prive le corps d’oxygène, d’où une mort rapide. Le risque d’intoxication sera plus ou moins élevé selon la dose absorbée, qui elle-même dépend de la concentration de l’air en monoxyde de carbone et de la durée d’exposition.
• Projection : la libération d’un gaz comprimé à forte pression peut s'accompagner de projections d'objets (éclats métalliques, terre, pierres...).
• Brûlures par le froid : le gaz naturel liquéfié, stocké sous forme cryogénique (c’est-à-dire à de très basses températures), comporte des risques de brûlures.

Risques indirects

Chaque étape de l’exploitation du gaz naturel entraine des émissions de gaz naturel dans l’atmosphère. Or, l’un des principaux composants du gaz naturel est le méthane (CH₄), dont l’effet de serre est plus de 20 fois supérieur à celui du CO₂ (avec toutefois un temps de séjour moins long dans l’atmosphère).

À ces risques environnementaux s’ajoutent ceux liés à l’extraction des gaz non conventionnels et notamment par la technique de fracturation hydraulique : cette technique a une influence sur les ressources en eau. En effet, des millions de litres d’eau sont utilisés pour chaque puits, avec l’ajout de nombreux produits chimiques. Seule une partie de cette eau contaminée est ensuite récupérée, le reste pouvant se déverser dans les nappes phréatiques, utilisées pour l'alimentation en eau potable⁽²⁾. Toutefois, une gestion rigoureuse et contrôlée de ces techniques permet de limiter ces effets et le gaz de schiste se développe mondialement.

Extraction

L’extraction du gaz naturel mobilise des infrastructures complexes, y compris pour les gaz non conventionnels.

Transport 

Le gaz naturel est transporté à haute pression dans des gazoducs sur des milliers de kilomètres. Les causes majeures de défaillance des gazoducs sont liées aux agressions (volontaires ou involontaires) de tiers ou à la corrosion interne ou externe. Un rejet de gaz naturel sous pression, responsable de projections d’objets, est le principal danger. L’inflammation du jet de gaz est un risque supplémentaire.

Le gaz naturel peut être aussi acheminé par des navires (méthaniers) sous forme liquide (GNL : Gaz Naturel Liquéfié) à environ -161°C. Comme tout liquide cryogénique, le GNL comporte des risques de brûlures liés à sa basse température. Un risque d’inflammation s’ajoute si le GNL s'échappe, à la suite d'une rupture de la coque par exemple.

Stockage

Avant d’être dirigé vers le consommateur final, le gaz naturel transite vers des sites de stockage installés près des gisements ou des zones de consommation. Deux types de stockage existent :

• le stockage « souterrain » : le gaz naturel est stocké sous pression. Lors d’une fuite, l’effet redouté est l’inflammation du jet de gaz ;
• le stockage « aérien » : le gaz naturel ou le GNL sous forme liquide sont stockés à pression atmosphérique. Une fuite de gaz naturel liquéfié (GNL) ou de gaz naturel peut apparaître au niveau des réservoirs.

La fuite d’un réservoir de gaz liquéfié est potentiellement plus dangereuse que celle d’un réservoir de gaz comprimé en raison d’une plus grande quantité de gaz libérée pour un même volume.

Distribution

Le réseau de distribution achemine le gaz naturel à basse pression jusqu’au consommateur final⁽³⁾. 195 000 km de canalisations servent à la distribution du gaz en France, la plus grande partie étant enterrée. Cette distribution de gaz par canalisations enterrées est responsable d’une vingtaine d’accidents par an en France, dont les conséquences sont parfois meurtrières. 75% ont pour origine des travaux effectués à proximité de ces réseaux, provoquant un percement des canalisations et une fuite de gaz naturel.

Consommation

L’utilisation domestique est la principale cause des accidents dûs au gaz. De 2006 à 2009, une soixantaine d’accidents avec dommages corporels ont été recensés par an en France.  Ces accidents sont causés principalement par des installations domestiques défectueuses, une mauvaise manipulation d’un appareil à gaz mais aussi à des incendies ou des intempéries.

La chaîne du gaz : extraction, stockage, transport et distribution (©2011)

Notons que gaz naturel se développe plus que les autres énergies, bénéficiant de son effet de serre modéré par rapport au charbon et au pétrole.

Des accidents peuvent survenir à toutes les étapes de la filière, remettant en cause les mesures de prévention existantes. Voici une liste chronologique d’événements majeurs :    

Consommation par les particuliers

• 1937, New London, Texas, Etats-Unis : une fuite de conduite de gaz est à l’origine de l’explosion détruisantla LondonSchoolof New London, provoquant 295 morts⁽⁴⁾. Depuis cet accident, un odorant chimique, à base de tétrahydrothiophène (THT) ou de mercaptan (composé soufré), est ajouté au gaz naturel destiné aux réseaux de distribution. Il permet de détecter une fuite grâce à son odeur particulière.

Terminaux méthaniers

• 1944, Cleveland, Ohio, Etats-Unis : il s’agit d’un accident impliquant une installation de GNL. Peu après le remplissage du réservoir avec du GNL, le métal s’est fissuré, ce qui a entraîné une fuite de GNL. Les vapeurs de gaz naturel se sont répandues dans un égout pluvial et se sont enflammées. Le gaz naturel étant confiné dans les égouts, une explosion s'est produite, provoquant 128 morts. Les normes de sécurité et la conception des réservoirs modernes empêchent maintenant ce type d’accident.

Stockage

• 1984, Mexico, Mexique : une fuite dans une installation de stockage de GPL (Gaz de Pétrole Liquéfié) provoque un incendie et une explosion. Ce dépôt de gaz est situé en milieu urbain : l’accident entraine alors l’évacuation de 200 000 personnes, 7 000 blessés et 500 morts. Des projections ont été retrouvées jusqu’à 1 200 mètres.

Gazoducs

• 1989, Acha Ufa, ex-URSS : une nappe de gaz, ayant pour origine une fuite sur gazo­duc, explose et provoque 192 morts ainsi que 706 blessés.
• 2004, Ghislenghien, Belgique⁽⁵⁾ : une fuite de gaz sur gazoduc cause une explosion faisant 24 morts et 132 blessés. La cause de l'incident est l’endommagement de la canalisation par un engin de chantier. Les dégâts estimés atteignent un montant de 100 millions d'euros.

Réseaux de distribution

• Fin 2007 – début 2008, France : pendant cette période,  4 explosions ont lieu successivement à :
• Bondy, en octobre 2007 ;
• Niort, en novembre 2007 ;
• Noisy-le-Sec, en décembre 2007 ;
• Lyon, en février 2008.

Provoquant 2 morts et plus d’une cinquantaine de blessés, elles sont dues à un endommagement du réseau de distribution lors de travaux sur la voie publique. Suite à ces événements, le ministère en charge de l’énergie et du développement durable engage une réforme du cadre réglementaire pour les travaux à proximité des réseaux de transport et de distribution du gaz naturel⁽⁶⁾.

Extraction du gaz de schiste

• Avril 2011, Pennsylvanie, Etats-Unis : une explosion survient durant une opération de fracturation hydraulique. Les populations locales sont évacuées et des milliers de litres d’eaux usées issues du forage s’échappent du puits d’extraction. Cet accident fait ressurgir la polémique autour de la fracturation hydraulique, déjà contestée⁽⁷⁾.

Transport

Le contrôle du débit de gaz au niveaudes gazoducs permet d’émettre un signal d’alarme en cas de fuite ou d’accident. Un contrôle régulier du réseau de transport est assuré par les sociétés gazières.

En ce qui concerne les méthaniers, leur conception prévoit une double coque qui limite la probabilité qu'une cuve soit éventrée, en cas d'accident de la coque externe (échouage, collision). La cuve comporte elle-même une double barrière remplie d'azote gazeux destiné à empêcher toute réaction avec l'oxygène atmosphérique.
Dans de nombreux pays, pour limiter l'impact d'une potentielle explosion, l'accès à un chenal est interdit à tout autre navire dès qu'un méthanier est engagé dans celui-ci en sens inverse. Un bateau peut suivre un méthanier mais non le croiser. 

Stockage

Des mesures sont entreprises pour améliorer la sécurité des réservoirs : mise en place de revêtements spéciaux, amélioration de l’efficacité des équipements…

Distribution

Le gaz naturel est distribué après ajout d’un additif à l’odeur prononcée, décelable quand l’air ambiant contient 1% de gaz naturel.

Utilisation domestique⁽⁸⁾

Des normes de sécurité sont fixées pour les appareils à gaz et les installations de gaz combustible à l’intérieur des bâtiments d’habitation ou de leurs dépendances.

Ensuite, certains distributeurs et fournisseurs de gaz peuvent proposer aux consommateurs des diagnostics volontaires de leurs installations intérieures de gaz.

Enfin, informer le grand public sur les dangers du gaz naturel est nécessaire. Pour réduire les accidents domestiques, des campagnes nationales de sensibilisation et une diffusion de conseils pratiques par les exploitants sont réalisées.

L’État

Le contrôle et le suivi de l’extraction des gisements de gaz naturel sont effectués au niveau national. La réglementation et les dispositions techniques sur la sécurité et concernant le transport, la distribution et l’utilisation du gaz naturel sont fixées par les États.

En France, ces mesures sont sous la responsabilité du ministère de l’Écologie, du Développement durable, des Transports et du Logement

Les industriels

Les exploitants ont un rôle capital dans la prévention des accidents liés au gaz, notamment en termes de surveillance et de maintenance de leurs installations.
En France et en Europe, GDF Suez est un acteur majeur de la fourniture de gaz naturel. Le groupe présente des activités sur l’ensemble de la chaîne gazière dont il doit assurer la sécurité⁽⁹⁾. Total assure, par exemple, la production, la liquéfaction et le transport de gaz vers les terminaux.

Les organismes de contrôle agréés

Au niveau de l’Union Européenne, la sécurité des appareils à gaz est garantie par le marquage CE, issu d’une évaluation de conformité. En France, CERTIGAZ est un des organismes habilités pour cette évaluation.

La sécurité des installations domestiques fait aussi l’objet de normes européennes. QUALIGAZ est un exemple d’organisme de contrôle des installations de gaz dans l’habitat.

Le consommateur

Les installations intérieures sont sous la responsabilité du consommateur. Il lui revient de veiller à leur entretien.