Définition
On place sous l'appellation de « non conventionnel » de nombreux hydrocarbures liquides (sables bitumineux, schistes bitumineux, huile de schiste, etc.) et gazeux (gaz de schiste, gaz de réservoir compact, hydrates de méthane, etc.) sans forcément énoncer ce qui les regroupe.
Faisant l'objet de recherches et d'exploitations récentes, il est courant de les assimiler à de nouveaux types d'hydrocarbures.
Or, ce n'est pas leur nouveauté ni leur composition qui caractérise les « non conventionnels » mais plus précisément la méthode d'extraction associée au type de roche dont ils sont issus, et le coût qu'elle engendre. Pour les exploiter, les méthodes traditionnelles de forage sont techniquement ou économiquement non viables, car ces hydrocarbures sont difficiles à extraire.
Les sources de pétrole et de gaz non conventionnels ont en commun de faire appel à la roche-mère. Il s'agit d'une roche d'origine sédimentaire à forte teneur en matière organique, aussi appelée « schiste » argileux en raison de sa texture souvent feuilletée (mais ce terme — mauvaise traduction de l'anglais shale — est en réalité inapproprié : en français, un schiste est une roche métamorphique et ne peut constituer un candidat pour une production d'hydrocarbure). Il serait plus correct de parler de gaz de roche-mère ou d'huile de roche-mère.
Le gaz de schiste, l'huile de schiste et les schistes bitumineux se différencient en fonction de la maturité de la roche-mère, qui dépend de la profondeur de son enfouissement à l'échelle des temps géologiques.
Pour simplifier selon la profondeur d'enfouissement :
- si l'enfouissement est inférieur à environ 1 000 mètres, la matière organique contenue dans la roche-mère subit une transformation partielle en hydrocarbures. Cette transformation incomplète forme des « schistes bitumineux » ;
- si l'enfouissement est de l'ordre de 2 000 à 3 000 mètres, la température et la pression sont suffisantes pour décomposer la matière organique en hydrocarbures liquides (huile de schiste) ; ces hydrocarbures restent piégés dans la roche-mère et ne peuvent en être extraits que par fracturation hydraulique ;
- si l'enfouissement dépasse 3 000 mètres, la matière organique est entièrement transformée en hydrocarbures gazeux — le gaz de schiste — qui restent eux aussi piégés dans la roche et ne peuvent être extraits que par fracturation hydraulique ;
- à très grande profondeur (au-delà de 5 000 m), le gradient géothermique entraîne le « cracking » de tous les hydrocarbures et interdit toute exploitation.
Les hydrocarbures offshore en très grande profondeur ou contenus dans l'Arctique, difficilement accessibles, sont parfois également qualifiés de non conventionnels.
Hydrocarbures conventionnels vs non conventionnels : les différences clés
Le pétrole, qu'il soit conventionnel ou non, est issu de la transformation d'une roche riche en matière organique (la roche-mère). La matière organique se décompose en hydrocarbures par augmentation de la température géothermique et de la pression, lors de l'enfouissement sous le poids des strates s'accumulant dans un bassin sédimentaire.
La différence fondamentale tient au devenir de ces hydrocarbures après leur formation :
- Pétrole conventionnel : les hydrocarbures migrent depuis la roche-mère vers une roche réservoir poreuse et perméable, où ils s'accumulent et peuvent être extraits par forage vertical classique ;
- Pétrole non conventionnel : les hydrocarbures restent piégés dans la roche-mère imperméable ; leur extraction nécessite des techniques particulières (forage horizontal, fracturation hydraulique) pour créer artificiellement des canaux de circulation.
Ainsi, les gisements de pétrole conventionnel cohabitent souvent avec des gisements de pétrole non conventionnel sur le même site géologique, mais non au sein d'un même réservoir.
| Critère | Conventionnel | Non conventionnel |
|---|---|---|
| Localisation | Roche réservoir perméable (après migration) | Roche-mère (sans migration) |
| Perméabilité de la roche | Élevée (écoulement naturel possible) | Très faible (roche imperméable) |
| Technique d'extraction | Forage vertical classique | Forage horizontal + fracturation hydraulique |
| Coût relatif d'extraction | Plus faible | Plus élevé (techniques intensives) |
| Exemples | Pétrole de mer du Nord, gaz de la mer Caspienne | Gaz de schiste américain, sables bitumineux du Canada |
De l'exploitation des hydrocarbures conventionnels aux non-conventionnels
Les gisements conventionnels de pétrole et de gaz résultent de la migration des hydrocarbures formés dans la roche-mère vers des réservoirs à partir desquels on les exploite. Ces gisements étant largement prospectés et exploités, la demande toujours forte en hydrocarbures amène à se tourner vers des gisements « non conventionnels ». À cet égard, les roches-mères sont apparues comme des candidates intéressantes pour de nouvelles exploitations.
La révolution des hydrocarbures non conventionnels s'est d'abord jouée aux États-Unis, à partir des années 2000. L'exploitation intensive du gaz de schiste, puis du pétrole de schiste (tight oil), a profondément reconfiguré le marché mondial de l'énergie : les États-Unis sont devenus le premier producteur mondial de gaz naturel devant la Russie, et leur production de pétrole a atteint des niveaux records, réduisant significativement leur dépendance aux importations énergétiques.
En Europe, l'intérêt pour les hydrocarbures non conventionnels a été réel dans les années 2010 — notamment en Pologne, qui espérait réduire sa dépendance au gaz russe grâce à ses ressources de gaz de schiste. Les explorations n'ont cependant pas débouché sur une exploitation commerciale, en raison de conditions géologiques défavorables et d'un cadre réglementaire restrictif. La France a pour sa part interdit la fracturation hydraulique par la loi du 13 juillet 2011, rendant inaccessibles ses éventuelles ressources non conventionnelles.
L'exploitation des hydrocarbures non conventionnels reste ainsi principalement concentrée en Amérique du Nord, ainsi qu'en Chine et en Argentine — deux pays qui ont engagé le développement de leurs ressources de gaz et pétrole de schiste. Pour en savoir plus, consultez notre article sur les techniques de récupération assistée des hydrocarbures.
Vers une évolution de la classification
Les progrès des méthodes d'extraction et un niveau de prix plus compétitif pourraient faire évoluer la qualification d'« hydrocarbures non conventionnels ». Certains observateurs s'interrogent déjà sur le caractère non conventionnel des gaz de schiste et, plus encore, des sables bitumineux canadiens, exploités à grande échelle depuis plusieurs décennies.
Comme le souligne la définition de Géoconfluences (ENS Lyon) : « la frontière entre conventionnel et non conventionnel se déplace au fil du progrès des techniques ». Le forage offshore en grande profondeur — autrefois jugé non conventionnel — est ainsi devenu une pratique courante à mesure que les coûts ont baissé et que les techniques se sont généralisées. Le même phénomène pourrait progressivement affecter certains hydrocarbures non conventionnels actuels, notamment le gaz de schiste aux États-Unis.