Une étude sur la fracturation Révèle des toxines dans les eaux souterraines de la ville du Wyoming et soulève des préoccupations plus larges

La fracturation hydraulique et d’autres opérations pétrolières et gazières ont contaminé les eaux souterraines de Pavillion, dans le Wyoming, selon une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’Université de Stanford. Les résultats soulèvent des préoccupations quant à la pollution possible de l’eau dans d’autres communautés fortement fracturées et géologiquement similaires de l’Ouest des États-Unis.

Le Pavillon a longtemps été un point d’éclair dans le débat national sur l’impact potentiel de la fracturation hydraulique, ou fracturation hydraulique, sur l’eau potable. Les habitants de la ville ont commencé à se plaindre de l’eau potable contaminée dans les années 1990, alors que le développement pétrolier et gazier était en plein essor dans la région. L’Agence de protection de l’environnement a publié un projet d’étude en 2011 indiquant que les activités pétrolières et gazières contaminaient l’eau de la ville. Mais après des critiques virulentes de l’industrie et des politiciens du Wyoming, l’EPA a fermé sa sonde en 2013 et a remis l’échantillonnage aux régulateurs de l’État. Les études de l’État n’ont jusqu’à présent trouvé aucune preuve de contamination.

Publiée dans Environmental Science & Technology, l’étude de Stanford a identifié des produits chimiques dans l’eau de Pavillion liés à des substances que les entreprises ont déclaré utiliser dans les opérations de fracturation hydraulique locales et la stimulation acide, une méthode de production de pétrole et de gaz. Les chercheurs ont également constaté que les entreprises énergétiques fracturaient fréquemment à des profondeurs beaucoup moins profondes qu’on ne le pensait auparavant, parfois très près des puits d’eau potable. En outre, les entreprises se sont fracturées dans des sources souterraines d’eau potable, ou USDWs, définies par la loi fédérale comme des aquifères pouvant alimenter un système d’approvisionnement en eau public. La fracturation hydraulique dans l’USDWs est légale, mais l’industrie pétrolière et gazière insiste depuis longtemps sur le fait que la fracturation hydraulique se produit bien plus profondément que là où se trouvent les aquifères.

L’étude a également déterminé les voies possibles de contamination de l’eau. Par exemple, les chercheurs ont découvert qu’en raison de la géologie distincte de Pavillion, où le gaz naturel existe souvent aux côtés de l’eau, des produits chimiques dangereux pourraient migrer des zones de fracturation le long des fissures dans l’aquifère. Des barrières de ciment défectueuses autour du boîtier en acier à l’intérieur d’un puits de pétrole ou de gaz créent également un risque d’infiltration de produits chimiques de fracturation sous terre. Enfin, jusqu’à 44 fosses en terre non doublées ont été utilisées avant 1995 pour l’élimination des fluides diesel et chimiques provenant du forage et de la production. Des tests effectués dans les eaux souterraines voisines ont montré des concentrations dangereuses de composés organiques volatils et liés au diesel, tels que le benzène, un cancérogène connu, et la neurotoxine toluène.

Les membres du personnel de l’EPA échantillonnent un puits de surveillance pour détecter les contaminants provenant de la fracturation hydraulique. Crédit: Dominique DiGiulio

Rédigée par le chercheur invité de Stanford Dominic DiGiulio et le professeur de sciences de la terre Robert Jackson, l’étude arrive alors que l’EPA s’apprête à finaliser un rapport exhaustif et pluriannuel sur l’impact de la fracturation hydraulique sur l’eau. Dans une ébauche de 1 000 pages publiée en juin dernier, l’EPA a conclu que la fracturation hydraulique n’avait pas d’effets systémiques et généralisés sur l’eau potable. Mais depuis l’automne dernier, le propre groupe de conseillers scientifiques indépendants de l’agence a contesté cette conclusion et recommandé à l’EPA de discuter plus en détail de ses enquêtes sur la contamination de l’eau dans Pavillion et d’autres communautés.

DiGiulio était également l’un des principaux scientifiques de la sonde de Pavillion de l’EPA. Il a déclaré que les recherches supplémentaires que Jackson et lui ont effectuées pour leur article ont soulevé des questions sur la qualité des eaux souterraines dans d’autres parties de l’Ouest où la fracturation hydraulique se produit. « Pavillion n’est pas géologiquement unique en Occident, et je suis préoccupé par la région des montagnes Rocheuses aux États-Unis. », dit DiGiulio. « L’impact sur l’USDWs pourrait être assez important. Pavillion est comme un canari dans une mine de charbon et nous devons regarder d’autres champs. »

L’étude est entièrement basée sur des données accessibles au public, y compris les tests d’eau de l’EPA qui ont commencé en 2008, et plus de 1 000 rapports de forage et de production déposés par l’industrie auprès de l’État du Wyoming.

Petite ville du centre-ouest du Wyoming, Pavillion est le site d’un développement pétrolier et gazier dense depuis 1953, le premier puits ayant été fracturé en 1964 et le dernier en 2007, selon l’étude. Au cours de cette période, environ 11 millions de gallons de fluide de fracturation ont été injectés dans le sol, ont estimé les auteurs. Les différents fluides et recettes de stimulation acide contenaient une gamme de produits chimiques, notamment de l’acide chlorhydrique, du méthanol et du diesel. De nombreux produits chimiques sont des neurotoxines et des cancérigènes.

Une partie de ce fluide a été pompée directement dans des sources souterraines d’eau potable. Dans Pavillion, les eaux souterraines proviennent d’un aquifère majeur appelé formation de Wind River. Pendant environ 30 mètres sous la surface, l’aquifère s’écoule sans limite. En dessous de cela, à des profondeurs de quelques centaines de mètres, l’eau est présente, bien que dans des poches disjointes dans tout le grès. Dans l’est des États-Unis, les couches de schiste séparent souvent USDWs de la fracturation hydraulique. Mais à Pavillion et dans d’autres parties de l’Ouest, les couches d’eau et d’hydrocarbures ne sont souvent pas distinctes.

« Aux États-Unis, les fractures n’ont besoin que de se propager sur une courte distance pour provoquer un impact », a déclaré DiGiulio dans un e-mail.

Selon les rapports que les entreprises ont déposés auprès de l’État, la fracturation hydraulique et la stimulation des puits acides se sont creusées avec le temps. En conséquence, environ 10% des puits fracturés ou stimulés se trouvaient à moins de 750 pieds des puits d’eau les plus profonds, soit à peu près la longueur de deux terrains de football, a montré l’étude. La moitié étaient à moins de 1 800 pieds. L’industrie a longtemps insisté sur le fait que la fracturation hydraulique se produit à des kilomètres au-dessous de l’USDWs. Aucune protection spéciale n’est requise dans la plupart des États pour la fracturation hydraulique à faible profondeur.

« Heureusement, les formations où la fracturation hydraulique se produit réellementare sont isolées de l’USDWs par de multiples couches et souvent des milliards de tonnes de roches impénétrables », a déclaré Steve Everley, porte-parole d’Energy in Depth, un groupe industriel, au Los Angeles Times en 2014.

USDWs sont protégés en vertu de la Loi fédérale sur la salubrité de l’eau potable. Mais en 2005, le Congrès a exempté la fracturation hydraulique de nombreuses lois fédérales, y compris les protections de l’eau potable, rendant légale la fracturation hydraulique dans l’USDWs. L’EPA pourrait prendre des mesures si elle constatait que l’impact de la fracturation sur un USDW mettait en danger la santé publique, mais ce n’est pas encore le cas.

« Avec la fracturation hydraulique en USDWs, la décision est prise que le gaz est plus important que les ressources en eau potable, et que le compromis n’est pas bien compris », a déclaré DiGiulio. « C’est légal de le faire, mais on ne sait pas si l’impact est légal, et ce document est destiné à soulever la discussion à ce sujet. »

Les risques pour l’eau potable augmentent lorsque la fracturation se produit si près des poches d’eau souterraine, a révélé l’étude. Par exemple, le ciment entre le tuyau de tubage dans le puits et la roche environnante empêche le fluide de fracturation, le pétrole et le gaz de s’infiltrer dans la terre. Mais le travail du ciment dans les puits du Wyoming est relativement peu profond, ce qui signifie que les puits de pétrole et de gaz s’étendent sur des centaines de mètres sans barrière entre leur cuvelage et la formation géologique, y compris l’eau. De plus, les chercheurs ont trouvé des rapports de défaillances du tubage dans plusieurs puits.

Les eaux souterraines de Pavillion descendent généralement plus profondément dans la terre, mais à quelques endroits, la pression souterraine force l’eau à monter relativement rapidement. Les chercheurs ont constaté des cas d’eau bouillonnant sur les sites de puits et compliquant la production de pétrole et de gaz. « L’une des raisons pour lesquelles cela est important est qu’il montre comment les fluides de fracturation peuvent migrer vers les puits d’eau beaucoup plus rapidement que les gens ne le pensaient », a déclaré Jackson.

Pour déterminer ce qui se trouvait dans les eaux souterraines de Pavillion, les chercheurs ont analysé les données recueillies dans deux puits de surveillance forés par l’EPA dans les eaux souterraines en 2009 et 2010. Le projet de rapport de 2011 de l’EPA était basé en partie sur des échantillons d’eau de ces deux puits, et il montrait des niveaux alarmants de benzène cancérigène dans l’eau. Les scientifiques ont également examiné des quantités « substantielles » de données collectées par l’État du Wyoming après la mise de côté de l’étude de l’EPA. Prises ensemble, les données montrent la présence d’une gamme de produits chimiques inhabituels pour les eaux souterraines, mais étroitement associés aux fluides de fracturation.

Par exemple, les concentrations de chlorure dans les échantillons d’eau provenant d’un puits de surveillance de l’EPA étaient bien supérieures à la normale pour la région. Les composés contenant des chlorures ont été utilisés « largement » dans les opérations de fracturation de Pavillion, selon l’étude. Des niveaux extrêmement élevés de composés organiques liés au diesel ont été trouvés dans les puits de surveillance. Des acides organiques de faible poids moléculaire ont été détectés à des concentrations élevées dans les puits de surveillance. Ces acides sont un signe de contamination des eaux souterraines par des hydrocarbures, selon l’étude.

« Quand on regarde tout dans son ensemble, il semble invraisemblable que tout cela soit dû à des conditions naturelles », a déclaré DiGiulio. « Lorsque vous regardez les composés, c’est une empreinte digitale virtuelle des produits chimiques utilisés sur le terrain. »

Les auteurs recommandent une surveillance plus poussée des eaux souterraines dans Pavillion, ainsi que des réglementations régissant la fracturation à faible profondeur et des travaux de cimenterie plus étendus sur les boyaux de production. « Des décennies d’activités au Pavillon ont mis les gens en danger », a déclaré Jackson.  » Ce ne sont pas des pratiques exemplaires pour la plupart des foreurs. »

 Jean-Marie Le Pen

Neela Banerjee

Correspondante principale, Washington, D.C.

Neela Banerjee est une journaliste basée à Washington pour InsideClimate News. Elle a dirigé l’enquête sur les premières recherches d’Exxon sur le climat, finaliste du Prix Pulitzer 2016 pour les reportages de service public et récipiendaire de près d’une douzaine d’autres prix de journalisme. Avant de rejoindre ICN, elle a passé quatre ans en tant que journaliste sur l’énergie et l’environnement pour le bureau de Washington du Los Angeles Times. Banerjee a couvert l’énergie mondiale, la guerre en Irak et d’autres questions avec le New York Times. Elle a également été correspondante à Moscou pour le Wall Street Journal. Banerjee a grandi dans le sud-est de la Louisiane et est diplômé de l’Université de Yale.
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