Pétrole et gaz

Haricots de guar et fracturation hydraulique


Haricots de guar: À gauche: grappe de haricots guar, image du domaine public créée par R. Loganathan. À droite: haricots de guar, photographie de Tracey Slotta, Département de l'agriculture des États-Unis, ARS Systematic Botany and Mycology Laboratory.

Un haricot qui transforme l'eau en gel

La poudre faite à partir du haricot d'une plante relativement inconnue cultivée en Inde et au Pakistan peut rapidement transformer l'eau en un gel très épais. Les haricots sont généralement utilisés pour épaissir les sauces et les aliments transformés tels que la crème glacée et le ketchup. Aujourd'hui, les sociétés de forage qui ont besoin d'eau à haute viscosité pour extraire le pétrole et le gaz naturel des formations rocheuses étroites achètent des fèves de guar aussi vite qu'elles sont cultivées.

La flambée de la demande a multiplié les prix et attiré de nombreux nouveaux agriculteurs dans le commerce du haricot de guar. Historiquement, l'Inde et le Pakistan ont produit plus de 80% de l'offre mondiale de fèves de guar. Cependant, les agriculteurs du Texas, de l'Oklahoma et d'autres États plantent maintenant des haricots de guar pour profiter de ces prix élevés.

Pourquoi l'eau à haute viscosité est nécessaire

D'énormes quantités de pétrole et de gaz naturel sont emprisonnées dans des unités rocheuses souterraines qui sont si étanches que les fluides ne peuvent pas les traverser. Pour libérer le pétrole et le gaz naturel, les sociétés de forage pompent des fluides dans un puits sous des pressions suffisamment élevées pour fracturer les roches souterraines. Ce processus est connu sous le nom de fracturation hydraulique.

L'ajout de poudre de haricot de guar (également connu sous le nom de gomme de guar) à cette eau augmente sa viscosité et rend le pompage à haute pression et le processus de fracturation plus efficaces.

Une eau à haute viscosité est nécessaire pour une deuxième raison. Des grains de sable ou d'autres minuscules granules sont mélangés à l'eau utilisée pour le processus de fracturation. Lorsque la fracture se produit, ces granules, appelés «soutiens», sont transportés profondément dans l'unité rocheuse par la ruée soudaine de l'eau qui accompagne l'ouverture des fractures.

Lorsque les pompes sont arrêtées, la pression de l'eau dans les fractures chute et les fractures se ferment soudainement. Si suffisamment d'agents de soutènement ont été transportés dans les fractures, ils empêchent les fractures de se fermer complètement. Ces fractures partiellement fermées deviennent alors des passages qui permettent au pétrole et au gaz naturel de s'écouler hors de la roche et dans le puits.

L'eau à haute viscosité est beaucoup plus efficace pour suspendre les grains de sable et les transporter dans les fractures.

Fracturation hydraulique: Cette illustration montre un puits de gaz naturel en cours de développement avec fracturation hydraulique. Le schiste de Marcellus est l'unité de roche gazeuse. Le puits a été foré jusqu'au Marcellus puis tourné horizontalement pour le pénétrer sur une longue distance. La fracturation est effectuée à l'intérieur du Marcellus pour faciliter l'écoulement du gaz hors de l'unité rocheuse et dans le puits.

Que sont les haricots de guar?

Haricots de guar, également appelés haricots en grappe (Cyamopsis tetragonoloba) sont cultivées dans le nord-ouest de l'Inde et au Pakistan depuis au moins plusieurs siècles. Le guar est une légumineuse annuelle qui pousse bien dans une variété de types de sols et dans les climats arides à semi-arides.

Utilisations traditionnelles des haricots de guar

Les feuilles et les haricots de la plante guar sont traditionnellement utilisés comme aliments pour animaux et comme légume pour la consommation humaine. Les agriculteurs profitent des capacités de fixation de l'azote de la plante de guar en l'utilisant comme culture d'engrais vert.

Les haricots de guar sont décortiqués et moulus pour produire une poudre blanche appelée gomme de guar ou guaran. La gomme de guar est soluble dans l'eau et est utilisée dans les recettes comme épaississant. Il est très similaire à l'amidon de maïs - mais a environ huit fois le "pouvoir épaississant".

Autres utilisations industrielles de la gomme de guar

La gomme de guar est utilisée en boulangerie comme épaississant de pâte. Il est utilisé pour épaissir les produits laitiers tels que le lait, le yogourt, le fromage, la crème glacée et le sorbet. Dans les aliments transformés, la gomme de guar est utilisée comme épaississant dans la vinaigrette, les sauces, le ketchup, la soupe et de nombreux autres produits. La gomme de guar a des usages médicinaux qui comprennent: les fibres hydrosolubles, le laxatif formateur de masse et créant une sensation de satiété.

Économie de la gomme de guar

Traditionnellement, la majeure partie de l'approvisionnement mondial en haricots de guar était utilisée comme nourriture pour les animaux et les personnes, une petite quantité étant destinée à l'industrie alimentaire. Cependant, au cours des dernières années, l'utilisation de gomme de guar dans la fracturation hydraulique a commencé à augmenter rapidement. Cette augmentation soudaine de la demande a provoqué une multiplication par dix du prix. En 2011, l'Inde a exporté pour 915 millions de dollars de guar aux États-Unis, la plupart des produits étant destinés à l'industrie pétrolière et gazière. Il s'agissait de la plus grande exportation agricole de l'Inde vers les États-Unis.

Les producteurs de guar en Inde ont répondu en augmentant la superficie et le plus grand transformateur de gomme de guar en Inde a distribué 3 000 tonnes de semences gratuites aux agriculteurs qui souhaitaient tester la récolte. Les prix élevés devraient baisser à mesure que davantage d'agriculteurs indiens plantent des haricots de guar; cependant, la volatilité des prix est toujours possible. La culture du guar en Inde est une entreprise risquée car la récolte doit recevoir la bonne quantité de pluie de mousson qui arrive au bon moment dans le cycle de croissance.

Aux États-Unis, les chimistes tentent de trouver un substitut à la gomme de guar et les agriculteurs du Texas, de l'Oklahoma et d'autres États plantent du guar pour offrir une source d'approvisionnement nationale.


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