Gaz et Pétrole de Schiste : spécificités et chiffres clés

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Le gaz et le pétrole de schiste sont des hydrocarbures non conventionnels emprisonnés dans des formations rocheuses de schiste, extraits par des techniques de fracturation hydraulique pour libérer des réserves auparavant inaccessibles. L'impact environnemental lié à leur extraction et consommation est critiqué et a amené la France à interdire la fracturation hydraulique en 2011, bien que leur importation soit autorisée. Si ces ressources offrent à certains pays la perspective d’une indépendance énergétique, elles posent des défis majeurs pour la transition vers un modèle bas-carbone.
Comment définir les hydrocarbures de schiste ?
Les hydrocarbures de schiste regroupent le gaz naturel et le pétrole extraits de roches sédimentaires fines riches en kérogène, dont la répartition diffuse et la faible perméabilité exigent des techniques d’extraction non conventionnelles. Leur exploitation requiert donc des procédés spécifiques, tels que la fracturation hydraulique ou des méthodes alternatives, pour libérer les hydrocarbures emprisonnés dans le substrat rocheux.
Gaz de schiste : caractéristiques
Le gaz de schiste est un gaz naturel non conventionnel contenu dans des roches sédimentaires argileuses à faible perméabilité ou dans des gisements associés au charbon. Sa répartition diffuse dans le substrat contraste avec les accumulations conventionnelles, où le gaz est confiné dans des cavités souterraines.
Le gaz de schiste se forme dans des roches sédimentaires riches en matière organique déposées sur des millions d’années sous des conditions spécifiques de pression et de température. Cette transformation de la matière organique en hydrocarbures explique la nature diffuse et difficilement accessible de ce combustible, et donc les méthodes d’exploitation propres à ces gisements. En effet, les roches schisteuses se distinguent par leur faible porosité et perméabilité, ce qui empêche le gaz de migrer naturellement vers des réservoirs exploitables. Cette particularité nécessite l’emploi de techniques d’extraction non conventionnelles pour libérer le gaz contenu dans la matrice rocheuse.
Il se distingue d'ailleurs d’autres ressources non conventionnelles telles que le gaz de charbon ou les hydrates de méthane.
Pétrole de schiste : spécificités
Le pétrole de schiste – aussi appelé huile de schiste – est obtenu à partir de schistes bitumeux, des roches fines riches en kérogènes.
Contrairement au pétrole conventionnel, qui s’accumule en gisements bien définis, l’huile de schiste est répartie de manière diffuse dans la roche, nécessitant des procédés d'exploitation spécifiques.
Quelles sont les réserves actuelles ?
Les fluctuations des cours internationaux conditionnent la rentabilité de l’exploitation du pétrole de schiste.
Or le potentiel en gaz de schiste varie aussi considérablement selon les régions en raison des différences géologiques et des conditions de formation propres à chaque bassin. Tandis que certains pays, comme les États-Unis, disposent d’un potentiel élevé, d’autres doivent surmonter des défis techniques majeurs pour rendre leurs réserves exploitables.
L’Agence internationale de l’énergie (AIE) classe les réserves en fonction de leur potentiel économique :
- Réserves prouvées : quantités dont l’existence est avérée et dont la récupération est jugée économiquement réalisable à 90 % ou plus avec les technologies actuelles.
- Réserves probables : quantités estimées, avec plus de 50 % de chances d’être économiquement exploitables, même si la production n’a pas encore démarré.
- Réserves possibles : quantités dont la probabilité de récupération rentable est d’environ 10 %.
Chaque année, les inventaires se mettent à jour en tenant compte des volumes produits, des nouvelles découvertes et des révisions techniques des estimations. L’AIE précise que la précision des réserves reste limitée en raison de normes de calcul hétérogènes. Les évaluations varient donc fortement d’un pays à l’autre et sont à considérer avec précaution.
Ressources mondiales en gaz de schiste
Les ressources exploitables à l’échelle mondiale se chiffrent généralement entre 62 et 96 billions de mètres cubes, même si ces valeurs restent très incertaines et dépendent des avancées technologiques et des conditions économiques. Voici quelques ordres de grandeur pour les principales régions :
- États-Unis : Les études de l’EIA évaluent le potentiel techniquement récupérable du gaz de schiste entre environ 23 et 34 milliards de mètres cubes.
- Chine : Certaines analyses avancent un potentiel de l’ordre de 28 à 42 milliards de mètres cubes, ce qui en fait l’un des marchés à forte ambition, malgré des défis géologiques et technologiques.
- Argentine : Le potentiel est souvent estimé entre 8,5 et 14 milliards de mètres cubes, notamment grâce aux gisements de la formation Vaca Muerta.
- Canada : Les réserves exploitables se situeraient autour de 2,8 à 5,7 milliards de mètres cubes, concentrées dans des bassins comme ceux de l’Alberta et de la Colombie-Britannique.
- Pologne : Bien que les perspectives aient été revues à la baisse par rapport aux premières espérances, les estimations se chiffrent généralement entre 0,28 et 0,85 milliard de mètres cubes.
- France : Les ressources identifiées sont bien plus modestes, avec environ 3,9 milliards de mètres cubes.
Réserves mondiales de pétrole de schiste
Historiquement, le développement de cette filière remonte au XIXᵉ siècle en France (autour d’Autun) avant de s’étendre en Écosse et en Allemagne. Aux États-Unis, l’appui étatique et des innovations techniques dans les années 2000 ont permis une véritable révolution, malgré un déclin temporaire lorsque le pétrole conventionnel s’est retrouvé abondant à bas prix.
Les estimations cumulées pour le pétrole de schiste suggèrent un potentiel mondial techniquement récupérable de l’ordre de 200 à 300 milliards de barils. Voici quelques ordres de grandeur pour les principaux pays :
- Canada : Les sables bitumineux de l’Athabasca contiennent environ 1,7 trillion de barils en place, dont on estime que 175 à 300 milliards de barils pourraient être exploités avec les technologies actuelles.
- Russie : La formation Bazhenov, par exemple, recense environ 300 milliards de barils en place avec un potentiel récupérable estimé entre 40 et 60 milliards de barils (en tenant compte d’un taux de récupération d’environ 15 à 20 %).
- États-Unis : Les formations comme le Bakken, l’Eagle Ford et le Permian Basin recèlent un potentiel techniquement récupérable de l’ordre de 70 à 100 milliards de barils de pétrole de schiste.
- Chine : Certaines études évaluent le potentiel récupérable de pétrole de schiste à environ 30 à 50 milliards de barils.
Ressources de gaz de schiste en France
Les zones les plus étudiées se situent au sud du couloir rhodanien (Drôme, Ardèche, Gard, Hérault, Lozère) et, dans une moindre mesure, en Lorraine et en Champagne.
Selon l’AIE, le sous-sol français recenserait environ 3,9 milliards de m³ de gaz de schiste, bien que ces chiffres fassent eux aussi l’objet de débats et de révisions régulières.
Ressources de pétrole de schiste en France
En France, les réserves de pétrole de schiste se trouvent principalement dans le bassin parisien, le nord-est et le sud-est. Des études (par exemple, celles du BRGM) estiment que ces ressources pourraient représenter jusqu’à 16 milliards d’équivalents barils, soit théoriquement environ 26 ans de consommation domestique.
Toutefois, la faisabilité technique et économique de leur exploitation reste largement débattue.
Comment extraire ces hydrocarbures non conventionnels ?
Les États sont propriétaires des ressources présentes sur leur territoire (y compris sous les fonds marins jusqu’à 200 milles des côtes) et délivrent des licences d’exploitation aux industriels.
Les principales entreprises spécialisées sont XTO Energy, Chesapeake Energy, IGAS, San Leon Energy, Green Dragon Gas. Les majors traditionnelles, telles qu’ExxonMobil – qui a acquis XTO Energy pour environ 41 milliards de dollars – ou TotalEnergies, qui a co-investi dans le gisement de Barnett Shale au Texas, ont cherché à rattraper le retard en s’associant avec ces acteurs pionniers.
La fracturation hydraulique
La fracturation hydraulique reste la technique prédominante pour extraire le gaz de schiste. Le procédé se décompose en plusieurs étapes :
- Forage directionnel : Percer la roche jusqu’à 2 à 3 000 mètres de profondeur, en adaptant l’angle du forage pour atteindre la zone productive.
- Injection sous haute pression : Injecter un mélange d’eau, de proppants (sable ou billes de céramique) et d’additifs à une pression pouvant atteindre environ 600 bars afin de fracturer la roche.
- Ouverture des fissures : Le proppant maintient les fractures ouvertes pour permettre au gaz de migrer vers le puits.
- Remontée et collecte : Le gaz ainsi libéré remonte à la surface où il est récupéré, accompagné d’une partie du fluide injecté qui fait l’objet d’un traitement.

Extraction à base de propane : une alternative émergente
En 2013, la société américaine eCORP a présenté une technologie alternative utilisant du propane pour stimuler l’extraction du gaz de schiste. La méthode consiste à injecter du propane liquide, associé à un proppant, afin de créer des fractures dans la roche. Le propane, qui remonte ensuite naturellement à la surface et peut être réutilisé, permet de réduire considérablement la consommation d’eau et d’éliminer l’usage d’additifs chimiques.
Bien que prometteuse sur le plan environnemental, cette technique demeure expérimentale et ne résout pas entièrement le risque sismique associé à l’extraction des hydrocarbures non conventionnels.
Procédure d'extraction du pétrole de schiste

- L'extraction du pétrole de schiste débute par la récupération du schiste bitumeux, qui est extrait par des méthodes adaptées à la profondeur du gisement.
- Pour les formations peu profondes, on privilégie généralement l'exploitation en carrière à ciel ouvert.
- Tandis que pour les gisements plus profonds, l'extraction s'effectue via des mines souterraines.
- Par ailleurs, pour améliorer la libération des hydrocarbures, on peut recourir à la fracturation hydraulique, qui consiste à injecter un fluide (généralement un mélange d'eau, de produits chimiques et de proppants) à haute pression pour créer ou élargir des fissures dans la roche, facilitant ainsi la migration des hydrocarbures vers la surface.
- Ensuite, le schiste est soumis à un procédé de transformation thermique (pyrolyse) à environ 450–500 °C dans un environnement sans oxygène, afin de convertir le kérogène en pétrole et en gaz. Selon la technologie utilisée, ce procédé peut se dérouler ex situ (à l’extérieur) ou in situ (directement dans le sous-sol).
- Le pétrole obtenu est ensuite raffiné pour produire des carburants ou d’autres produits pétroliers, bien que sa composition nécessite parfois des traitements spécifiques pour réduire la teneur en impuretés (alcènes, oxygène, nitrogène, sulfures, arsenic).
Outre l’industrie pétrolière, le pétrole de schiste trouve des applications dans la chimie et la construction, servant à la fabrication de résines, de mastics, de ciments et d’autres matériaux spécialisés. Il peut également être brûlé pour produire de l’électricité.
Impacts environnementaux
Pour certains, ces hydrocarbures représentent une opportunité économique et une solution pour l’indépendance énergétique (voir plus bas). Pour d’autres, les risques environnementaux, sanitaires et climatiques l’emportent sur les bénéfices économiques.
Les associations environnementales, certains partis politiques et des citoyens inquiets dénoncent notamment la pollution des sols et des eaux, les risques sismiques et les émissions de méthane non contrôlées. Ces acteurs critiquent également l’impact négatif sur la transition vers les énergies renouvelables, soulignant que l’exploitation des schistes retarde l’adoption de solutions bas-carbone.
Paysages
L’implantation dense de puits de forage et l’installation de réseaux de gazoducs (souvent accompagnées de terrassements et de constructions d’accès) modifient durablement les paysages et soulèvent des questions d’aménagement du territoire. La multiplication rapide des sites d’extraction accentue la visibilité de ces installations, ce qui inquiète les riverains.
Logistique et transport
L’exploitation du pétrole de schiste a favorisé l’essor du transport par wagon-citerne, solution jugée plus rentable que la construction d’oléoducs pour des puits à durée de vie limitée. Néanmoins, cette méthode peut engendrer des risques supplémentaires en termes de sécurité.
Risques sismiques
La fracturation hydraulique peut induire une sismicité, principalement sous forme de micro-séismes généralement de magnitude inférieure à 3, souvent imperceptibles pour la population.
Toutefois, en modifiant la pression dans les formations rocheuses ou en réactivant des failles préexistantes, cette technique – et notamment l'injection de fluides usés dans des puits de rejet – peut parfois déclencher des séismes d'une intensité plus notable (magnitude 4 à 5), comme cela a été observé dans certaines régions des États-Unis telles que l'Oklahoma.
Nappes phréatiques
La forte consommation d’eau – chaque puits utilisant entre 10 et 15 millions de litres – peut exercer une pression sur les nappes phréatiques.
Bien que 20 à 80 % de l’eau utilisée soit récupérée et recyclée, le risque de contamination par les fluides de fracturation (contenant antibactériens, biocides et anticorrosifs) demeure.
Les cas de pollution, parfois médiatisés (comme dans le documentaire Gasland), témoignent des difficultés liées à la gestion des eaux usées et renforcent les inquiétudes sur la qualité des ressources en eau.
Fuites de méthane
Des études, comme celle menée par l’Université de Cornell, suggèrent que l’impact global du gaz de schiste sur le climat pourrait être supérieur à celui du charbon si les fuites de méthane – gaz dont le potentiel de réchauffement est multiplié par 25 à 70 sur 100 ans – ne sont pas maîtrisées.
Frein à la transition énergétique
Le gaz de schiste freine la transition énergétique en perpétuant la dépendance aux énergies fossiles et en détournant les investissements des technologies renouvelables. L’abondance et la rentabilité de cette ressource incitent en effet à privilégier des solutions à court terme au détriment d’un développement durable et d’investissements dans des technologies plus propres.
Un nouvel eldorado énergétique ?
La révolution du schiste a transformé l’économie américaine en redéfinissant sa souveraineté énergétique : entre 2008 et 2014, la production de pétrole de schiste est passée de moins de 2 millions à plus de 8 millions de barils par jour selon l’EIA, tandis que la production de gaz de schiste a plus que doublé, contribuant à une baisse de plus de 50 % des prix domestiques du gaz. Ces avancées ont permis aux États-Unis de réduire leurs importations énergétiques, économisant jusqu’à 200 milliards de dollars par an, et de devenir l’un des plus grands exportateurs mondiaux d’hydrocarbures.
En milliards de mètres cubes de gaz naturel produit - Source : Enerdata - World Energy and Climate Statistics - Graphique : Selectra
Source : The Energy Institute Statistical Review of World Energy - Graphique : Selectra
Par ailleurs, la révolution du schiste a généré des investissements cumulés de plus de 200 milliards de dollars et créé plus d’un million d’emplois dans le secteur énergétique, stimulant ainsi la croissance économique, renforçant la balance commerciale et reconfigurant le paysage géopolitique mondial.
Selon une étude d’Allied Market Research, le marché mondial du gaz de schiste pourrait connaître une croissance rapide dans les prochaines années, les États-Unis demeurant en tête grâce à leur expertise et à leurs vastes ressources. La Chine, par exemple, s’inspire du modèle américain en lançant des programmes de recherche et d’exploration.
Cependant, certaines analyses, comme celle du géologue canadien David Hugues publiée par le Poste Carbon Institut, soulignent que le maintien d’un haut niveau de production nécessite l’abandon constant de puits de faible rendement, conformément au principe des rendements décroissants.La valeur économique de ces ressources demeure donc incertaine, dépendant fortement des techniques d’extraction et des conditions géologiques propres à chaque site.
Ces contraintes qui font qu'on extrait généralement moins d'hydrocarbures d'un gisement non conventionnel qu'un conventionnel, associées à des coûts d’investissement élevés et à des incertitudes économiques, remettent en question la viabilité à long terme de cette méthode d’extraction.
La France : un potentiel important confronté à la prudence réglementaire
En France, le débat public s'est moins focalisé sur les retombées économiques que sur les enjeux environnementaux de l’exploitation des gaz non conventionnels. Pourtant, la France abriterait la deuxième plus grande réserve de gaz de schiste en Europe après la Pologne.
Le chaînon manquant vers l'indépendance énergétique ?
La dépendance énergétique reste un enjeu majeur pour la France, qui compense son déficit par d’importantes importations. Au second trimestre 2023, la France affichait un taux de 51,9 % et le gaz naturel et le pétrole en représentaient la majeure partie, puisqu'ils représentent près de la moitié de l'énergie totale consommée en France et que la France ne produit que très peu de ces énergies. Le développement de gisements non conventionnels pourrait donc, en théorie, réduire cette dépendance, mais les enjeux environnementaux et les coûts techniques freinent actuellement toute exploitation à grande échelle.
Il est à noter que si l’extraction par fracturation hydraulique est interdite, l’importation d'hydrocarbures non conventionnels reste légale. Cette position de la France reflète une dualité : d'une part, l'interdiction de la fracturation hydraulique témoigne d'une volonté de protéger l'environnement et de limiter les risques sanitaires et sismiques, et d'autre part, l'autorisation d'importer du gaz non conventionnel permet de sécuriser l'approvisionnement énergétique, quitte à creuser son déficit commercial. Cette approche pragmatique est perçue par certains comme incohérente.
Position du gouvernement français
Dès 2010, les premiers permis d’exploration furent délivrés, mais les mobilisations citoyennes liées aux inquiétudes environnementales conduisirent rapidement à une suspension de la fracturation hydraulique. Un rapport ministériel de février 2012 et une mission d’information parlementaire contribuèrent à l’adoption de la loi Jacob, qui interdit cette technique en France.
François Hollande avait indiqué, dans des interviews, que la recherche de solutions technologiques autres que la fracturation hydraulique était à l’étude, tandis que des responsables économiques mettaient en avant la création potentielle de 100 000 emplois non délocalisables dans ce secteur.
La France ne rouvre pas le débat sur le gaz de schiste parce que son mix énergétique, dominé par le nucléaire et les énergies renouvelables, maintient une intensité carbone faible et l'électrification des usages devrait permet de se passer du gaz à moyen terme. Il n’existe aucun intérêt politique à soutenir des énergies fossiles dans la cadre d'objectifs largement partagés dans la population civile visant la neutralité carbone.
Position d'autres pays européens
En 2013, la Commission européenne avait émis une recommandation non contraignante pour encadrer l’exploitation des hydrocarbures non conventionnels. Des pays comme la Roumanie, la Pologne et le Royaume-Uni, dotés de gisements prometteurs, se sont opposés à une régulation trop contraignante, tandis que la France et l’Allemagne privilégient un cadre strict pour protéger l’environnement. Mais aucune extraction à grande échelle n'a encore eu lieu.
En Europe, les contraintes liées à l’implantation d’infrastructures (gazoducs, matériel de forage) et à la réglementation du sous-sol, qui n’assure pas de droits de propriété aux citoyens comme aux États-Unis, limitent la dynamique observée outre-Atlantique.
En outre, la géologie européenne est moins favorable, avec des formations de schiste plus fragmentées et moins étendues que celles des États-Unis, rendant l'opération économiquement moins attractive.