Les puits de pétrole et de gaz abandonnés émettent des substances cancérigènes et d'autres polluants nocifs, selon une étude révolutionnaire

Par un matin nuageux de la fin de l'hiver 2004, Charles et Dorothy Harper gardaient leur petit-fils de 17 mois, Baelee, lorsque la fournaise de leur maison rurale de l'ouest de la Pennsylvanie s'est mise en route. Le pasteur nouvellement retraité et son épouse ne se sont pas rendus compte que des gaz inflammables s'étaient infiltrés dans le sous-sol de la maison qu'ils avaient récemment construite.

Vers 9 heures du matin, ce morne matin de mars, une explosion massive rasa la maison et laissa trois corps sans vie enterrés dans les décombres le long d'une route de campagne à environ 80 miles au nord-est de Pittsburgh.

Il y avait 16 puits de gaz connus à moins de 3 000 pieds de la maison des Harper. Le gaz naturel d'un puits en cours de forage était entré dans le sous-sol par l'eau du puits du couple, a déclaré à l'époque un maréchal d'un service d'incendie local au Pittsburgh Tribune Review. Les responsables le savaient, a déclaré le maréchal, car ils ont testé le sang et les tissus pulmonaires des victimes après avoir récupéré leurs corps et ont trouvé du méthane, un puissant composé de réchauffement climatique qui est le principal constituant du gaz naturel.

Pourtant, une nouvelle étude suggère que les habitants des régions productrices de combustibles fossiles du pays pourraient être confrontés à une menace différente : des agents cancérigènes et d'autres contaminants atmosphériques toxiques crachant des millions de puits qui ne fonctionnent même plus.

Dans une étude publiée dans la revue ACS Omega, des chercheurs ont rapporté la découverte de composés organiques volatils nocifs, ou COV, s'échappant de 48 puits abandonnés dans l'ouest de la Pennsylvanie.

Les scientifiques savent depuis longtemps, grâce à des études sur des sites de forage actifs, que les puits de pétrole et de gaz produisent une large gamme de polluants atmosphériques dangereux. Pourtant, jusqu'à présent, aucun chercheur indépendant n'avait systématiquement mesuré les contaminants atmosphériques toxiques provenant de l'un des plus de 3 millions de puits de pétrole et de gaz abandonnés dispersés à travers le pays.

Dans l'étude, des chercheurs de l'institut de recherche et de politique à but non lucratif PSE Healthy Energy ont mesuré à la fois les taux d'émission et les concentrations de COV nocifs provenant de puits abandonnés au cœur du plus grand champ gazier du pays, le Marcellus Shale. "Notre étude est la première à identifier de manière approfondie qu'il existe un danger lié au benzène associé aux puits abandonnés", a déclaré l'auteur principal, Seth Shonkoff, rédacteur en chef de l'institut de recherche PSE Healthy Energy.

Beaucoup libéraient du benzène, une cause bien établie de cancer, ainsi que des composés qui endommagent les systèmes nerveux, immunitaire et respiratoire, ont rapporté les chercheurs. Ils ont trouvé des concentrations dans l'air aussi élevées que 250 parties par million, soit 250 000 fois le seuil de sécurité californien de 0,001 partie par million, que les experts en santé publique utilisent comme référence car il tend à protéger les populations les plus vulnérables, comme les enfants.

L'Environmental Protection Agency des États-Unis classe le benzène comme cancérogène connu pour l'homme pour toutes les voies d'exposition, qu'il soit inhalé, ingéré ou absorbé par la peau, et l'Organisation mondiale de la santé a conclu qu'il n'existe aucun niveau sûr d'exposition au benzène.

Il y a des décennies, des études associaient le benzène à un risque accru de cancer pour les travailleurs de l'industrie pétrolière. Les COV comme ceux trouvés dans les puits abandonnés sont également des précurseurs bien établis du smog ou de l'ozone troposphérique. L'exposition à l'ozone est liée à divers problèmes de santé, notamment l'asthme non contrôlé nécessitant des visites aux urgences et une hospitalisation, ainsi que des maladies cardiovasculaires et respiratoires entraînant des décès prématurés.

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Alors que certains des puits abandonnés étudiés pour l'étude sont enterrés dans des zones reculées, 93% se trouvent à moins de 3 280 pieds de bâtiments et de maisons, a découvert l'équipe. Près d'un quart se trouvent à seulement 100 mètres des bâtiments et des maisons, soit moins de la longueur d'un terrain de football.

Joan Casey, épidémiologiste environnementale à la School of Public Health de l'Université de Washington qui n'a pas participé à l'étude, a déclaré que les conclusions de l'article

étaient décevants mais pas surprenants.

"Il y a des COV mesurés sortant de ces puits dont nous savons qu'ils sont nocifs pour la santé", a déclaré Casey, qui siège avec Shonkoff à un groupe scientifique conseillant l'État de Californie sur les réglementations de santé publique pour l'industrie pétrolière et gazière. "La plupart de nos études sur la santé à ce jour se sont concentrées sur la proximité résidentielle des puits de pétrole et de gaz actifs et ont complètement ignoré ce sous-ensemble de puits abandonnés."

Cela signifie que la communauté de la santé publique manque "tout cet autre ensemble d'expositions" dans l'évaluation de l'impact des puits de pétrole et de gaz, a-t-elle déclaré. "Si ce qui est trouvé dans cette étude est généralisé à tous nos puits abandonnés, nous ne voulons certainement pas que des personnes vivent à proximité."

Le fait que certains puits abandonnés libèrent un composé cancérigène à des niveaux très élevés soulève de sérieuses inquiétudes concernant la qualité de l'air, la qualité des eaux souterraines et les personnes qui pourraient être exposées à des problèmes avec les deux, a déclaré Shonkoff. Et cela s'ajoute à un plus grand nombre de recherches sur ce qui compose le gaz naturel lorsqu'il voyage à travers la chaîne d'approvisionnement en pétrole et en gaz, des puits aux pipelines qui alimentent les maisons et les bâtiments.

"Ce que nous avons trouvé dans toutes ces études, ce qui est en fait assez surprenant, c'est que tout ce gaz n'est pas seulement du méthane", a-t-il déclaré. Selon ses études, presque chaque échantillon de gaz de la chaîne d'approvisionnement, y compris les puits abandonnés, contient du benzène cancérigène.

La recherche de l'industrie a déjà identifié les émissions de benzène et d'autres gaz provenant des puits de pétrole et de gaz actifs, a noté Kyle Ferrar, un expert en santé publique de l'association à but non lucratif FracTracker Alliance. Ferrar, qui n'a pas participé à l'étude de Pennsylvanie, a depuis longtemps documenté des fuites de puits incontrôlées en Californie.

Mais il a été difficile pour les chercheurs indépendants d'avoir accès à de vieux puits abandonnés pour mesurer et évaluer la toxicité des émissions nocives non méthaniques, a-t-il déclaré. Ils doivent donc généralement localiser ces puits sur des terres publiques. "Vous n'avez pas cela dans beaucoup d'endroits, mais vous en avez en Pennsylvanie", a déclaré Ferrar.

Les régulateurs de Pennsylvanie estiment que quelque 200 000 puits qui ont été abandonnés depuis le forage du premier dans les années 1850 ne figurent pas dans les bases de données de l'État. Certains restent introuvables parce qu'ils sont antérieurs aux exigences modernes d'autorisation et de colmatage des puits.

Pour d'autres, les archives historiques indiquent que les puits existaient mais manquent de coordonnées pour montrer où ils se trouvaient, a déclaré Neil Shader, porte-parole du Département de la protection de l'environnement de Pennsylvanie, ou DEP. "Nous pouvons compter, à coup sûr, sur environ 27 000", a-t-il déclaré. "Mais le reste est perdu pour l'histoire, enterré dans les feuilles mortes et la terre, pavé, et cetera."

Parfois, selon Shonkoff, tout ce qui reste est un trou dans le sol.

Les membres du personnel du DEP ont aidé les chercheurs de Shonkoff à localiser les 48 puits afin qu'ils puissent collecter et analyser le gaz. Comme la plupart se trouvaient sur des terres publiques, l'équipe n'avait pas besoin d'autorisation pour accéder aux sites.

Shonkoff a déclaré qu'il aurait aimé échantillonner tous les puits abandonnés connus en Pennsylvanie. Mais avec l'analyse en laboratoire coûtant à elle seule 500 $ par échantillon, le temps et l'argent nécessaires pour étudier des milliers de puits auraient été prohibitifs. L'équipe s'est donc concentrée sur 48.

Les résultats démontrent que la géologie sous-jacente aux puits affecte ce qui en sort. Lorsque les chercheurs ont comparé leurs lectures de Pennsylvanie à des échantillons ponctuels prélevés dans d'autres formations pétrolières et gazières à travers le pays, ils ont constaté que les concentrations de benzène variaient considérablement selon l'emplacement.

Tous les puits abandonnés ne présentent pas les mêmes risques, a déclaré Shonkoff. Certains fuient plus que d'autres. Certains sont très proches de l'endroit où les gens vivent, travaillent et se divertissent. D'autres pourraient contaminer les sources d'eau potable à proximité.

"Ces informations doivent être prises en compte lorsque nous réfléchissons aux puits à obturer en priorité, avec la quantité limitée de ressources dont nous disposons pour résoudre ce problème massif", a-t-il déclaré. Cela signifierait identifier les puits abandonnés avec les émissions les plus élevées de substances nocives, puis déterminer ceux qui sont les plus proches des communautés et de leurs sources d'eau potable.

Au cours de la recherche, les régulateurs de Pennsylvanie ont émis une ordonnance de bouchage d'urgence pour un puits au sud-est de Pittsburgh après que l'équipe a détecté des niveaux de méthane et de benzène au taux le plus élevé mesuré dans l'étude, 250 000 fois la norme de sécurité californienne. Les résidents d'un nouveau lotissement à trois cinquièmes de mile s'étaient plaints d'odeurs. Les émissions étaient si piquantes et irritantes que les chercheurs ont mis en garde à l'avenir toute personne prélevant des échantillons d'air sur le site de porter un équipement de protection respiratoire.

Dans un autre cas, les chercheurs ont découvert qu'un puits abandonné débranché se trouvait à seulement 33 pieds de la maison louée d'une famille qui n'avait aucune idée que le tuyau dans l'arrière-cour était un ancien puits de gaz. L'équipe n'a pas détecté de benzène sur le site mais a enregistré des émissions quotidiennes de méthane suffisamment élevées pour présenter un risque d'incendie et d'explosion.

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De nombreuses résidences et bâtiments dans les régions productrices de pétrole et de gaz à travers le pays sont construits au-dessus de puits abandonnés, à l'insu du propriétaire ou du constructeur, a déclaré Shonkoff. C'est pourquoi les codes du bâtiment du bassin de Los Angeles, une autre grande région productrice de pétrole, exigent que des systèmes d'atténuation du méthane et des COV soient installés dans tous les bâtiments dans des zones spécifiées.

Les systèmes soufflent le gaz hors d'une maison pour l'empêcher de s'accumuler. Un tel appareil aurait pu sauver la famille Harper.

"Avant cette étude, nous pensions que les gros risques étaient liés uniquement aux risques d'explosion", a déclaré Shonkoff. La recherche montre que les gouvernements doivent également se concentrer sur l'exposition aux polluants atmosphériques, a-t-il ajouté.

L'année dernière, l'administration Biden a annoncé un programme de 4,7 milliards de dollars pour nettoyer les puits abandonnés en vertu de la loi de 2021 sur l'investissement et l'emploi dans les infrastructures. Shader du Pennsylvania DEP a déclaré que l'agence avait reçu jusqu'à présent 25 millions de dollars de fonds fédéraux pour boucher les puits abandonnés et espérait obtenir près de 400 millions de dollars au total. Mais boucher des milliers de puits abandonnés dans l'État coûterait probablement des milliards.

Les opérateurs de Pennsylvanie doivent déposer une caution de 2 500 $ pour forer un nouveau puits (et jusqu'à 25 000 $ pour couvrir tous les puits qu'ils forent). Ils confient l'argent à l'État s'ils abandonnent le puits sans le boucher, a déclaré Shader. Mais les responsables de l'État estiment qu'il en coûte en moyenne 33 000 $ pour boucher un puits, et jusqu'à 800 000 $ si le travail nécessite de nettoyer des années de débris.

Un nouveau projet de loi proposé à l'assemblée de l'État permettrait aux régulateurs d'augmenter les prix des obligations pour aider à soutenir les efforts de remédiation. La Pennsylvania Independent Oil and Gas Association s'est récemment opposée à la législation, arguant qu'il n'y avait aucune preuve que les exploitants aient abandonné les puits et laissé les contribuables payer la facture d'assainissement. L'association, qui représente environ 400 opérateurs dans l'État, n'a pas répondu aux demandes de commentaires sur l'étude.

Shonkoff dit qu'il apprécie que des fonds fédéraux soient investis dans l'assainissement. Mais avec tant de puits abandonnés à travers le pays et d'autres à venir à mesure que le forage se poursuit, ajoute-t-il, c'est vraiment un problème national de plusieurs billions de dollars. Pour le moment, "nous devons être très clairs sur la manière de hiérarchiser les puits qui doivent être réparés avec les milliards de dollars sur la table en ce moment", a-t-il déclaré.

En Californie, Ferrar a identifié des centaines de puits et d'infrastructures inactifs qui fuient à Bakersfield et dans d'autres régions productrices de pétrole de l'État, mais pense que ce n'est qu'une fraction du nombre réel. Bien que les régulateurs californiens aient exigé que les opérateurs bouchent bon nombre d'entre eux, les correctifs sont temporaires car les anciens puits sont si sujets aux fuites, a-t-il ajouté.

Agissant sur la base de preuves évidentes que vivre, jouer et travailler à proximité d'opérations pétrolières et gazières actives causent de graves problèmes de santé, les législateurs californiens ont adopté l'année dernière la loi de revers la plus sévère du pays. Les régulateurs ont cessé de mettre en œuvre des protections après qu'un effort de l'industrie pétrolière pour annuler la loi s'est qualifié pour un référendum sur le scrutin des élections générales de 2024, bien que les experts juridiques disent que l'État pourrait simplement cesser de délivrer des permis de forage à proximité des quartiers.

"Cette recherche souligne que nous avons plus que jamais besoin d'un revers", a déclaré Ferrar.

Après la mort des Harper en 2004, le DEP a averti les habitants que de fortes concentrations de méthane dans les puits d'eau et les espaces confinés peuvent provoquer des explosions. Maintenant, la question demeure de savoir si des consignes de sécurité doivent être émises pour les résidents de l'État vivant à proximité de puits négligés.

Étant donné que de nombreux puits échantillonnés émettaient des gaz nocifs, parfois à des taux très élevés, à proximité des habitations, ont écrit les auteurs de l'étude, "une enquête plus approfondie est nécessaire pour déterminer si les émissions de gaz présentent un risque d'inhalation pour les personnes vivant, travaillant ou se rassemblant près des puits abandonnés".

Pour Shonkoff, les nouvelles preuves que des agents cancérigènes et d'autres contaminants atmosphériques toxiques sont libérés soulignent également le besoin urgent de passer du gaz naturel à des sources d'énergie propres.

Jusque-là, soutient-il, les organismes de réglementation des États devraient exiger la surveillance et la divulgation de la composition du gaz tout au long des chaînes d'approvisionnement du pays. De cette façon, les fonctionnaires auraient les informations dont ils ont besoin pour protéger les personnes qui pourraient être en danger et les déplacer avant qu'il ne soit trop tard.

Liza Gross est journaliste pour Inside Climate News basée en Californie du Nord. Elle est l'auteur de The Science Writers' Investigative Reporting Handbook et un contributeur de The Science Writers' Handbook, tous deux financés par les Peggy Girshman Idea Grants de la National Association of Science Writers. Elle a longtemps couvert la science, la conservation, l'agriculture, la santé publique et environnementale et la justice en mettant l'accent sur l'utilisation abusive de la science à des fins privées. Avant de rejoindre ICN, elle a travaillé comme rédactrice de magazine à temps partiel pour la revue en libre accès PLOS Biology, journaliste pour le Food & Environment Reporting Network et a produit des articles indépendants pour de nombreux médias nationaux, dont le New York Times, le Washington Post, Discover et Mother Jones. Son travail a remporté des prix de l'Association of Health Care Journalists, de l'American Society of Journalists and Authors, de la Society of Professional Journalists NorCal et de l'Association of Food Journalists.