Torchage du gaz sur un site de production de pétrole à l'extérieur de Williston, Dakota du Nord. Andrew Burton / Getty Images

Si vous avez traversé une zone où des entreprises extraient du pétrole et du gaz des formations de schiste, vous avez probablement vu des flammes danser au sommet des tuyaux verticaux. C'est le torchage - la pratique largement incontrôlée consistant à brûler un sous-produit de la production de pétrole et de gaz. Au cours des 10 dernières années, le boom du pétrole et du gaz de schiste aux États-Unis a fait de ce pays l'un des les cinq nations les plus brûlantes du monde, juste derrière Russie, Iran et Irak.

C'est une distinction douteuse. Le torchage de routine donne à l'industrie un oeil au beurre noir.

Je suis scientifique atmosphérique étudiant trace de gaz - des produits chimiques qui constituent une petite fraction de l'atmosphère terrestre, mais peuvent avoir des effets importants sur l'environnement et la santé humaine. Dans plusieurs études récentes avec des étudiants diplômés et de premier cycle, j'ai montré à quel point le torchage de routine est mal évalué et crée une source importante de pollution atmosphérique.

En raison d'un rapide baisse des prix du pétrole au printemps 2020, les nouvelles explorations pétrolières ont chuté et la production tourne à des niveaux réduits. Mais l'industrie peut reprendre rapidement les activités à mesure que la demande et les prix se redressent. Et il en sera de même pour le torchage.

Les organismes de réglementation, sous la pression des groupes environnementaux et de certaines parties de l'industrie, envisagent enfin des règles pour freiner le torchage. Mais peut-on arrêter cette pratique gaspilleuse et polluante?

Opportunité économique

Chaque puits de pétrole de schiste en exploitation produit des quantités variables de "gaz associé »ou« tête de cuvelage », un mélange de gaz brut d'hydrocarbures hautement volatils, principalement du méthane. Les producteurs ne veulent souvent pas de ce gaz à moins qu'il ne puisse être collecté via un réseau de pipelines existant.

Même lorsque cela est possible, ils peuvent décider de se débarrasser du gaz de toute façon, car le coût de sa collecte et de son déplacement peut initialement être supérieur à la valeur du gaz. C'est là que le torchage entre en jeu.

Le torchage de routine est courant dans la formation de schiste de Bakken dans le Dakota du Nord, le schiste Eagle Ford dans le centre-sud du Texas et le bassin permien au nord-ouest du Texas et au Nouveau-Mexique. Le Texas s'est enflammé environ autant de gaz par an as tous ses utilisateurs résidentiels consomment. Dans le seul bassin permien, environ 750 millions de dollars américains de gaz a été gaspillée en 2018, sans aucun intérêt public.

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 Dans la région du bassin permien, à l'ouest du Texas, les habitants disent que le torchage du gaz pollue l'air et les rend malades.

En même temps, torchage de gaz contribue à environ 1% des émissions atmosphériques de dioxyde de carbone d'origine humaine dans le monde. C'est alors que les torches brûlent efficacement les hydrocarbures, les convertissant en dioxyde de carbone. En revanche, lorsque les torches brûlent mal ou s'éteignent, elles polluent l'air avec des gaz plus nocifs.

Nos études en deux régions du schiste Eagle Ford au Texas a montré que les torchères peuvent être la principale source de oxydes d'azote, ou NOx dans ces zones rurales. Les émissions de NOx contribuent à la formation de pluies acides, d'ozone et de smog et peuvent irriter les yeux, le nez, la gorge et les poumons.

Nous avons constaté que sur les sites que nous avons étudiés, les sources de combustion industrielles telles que les torchères produisaient environ 10 fois plus de NOx que les voitures de la région. Même si une seule torche peut être une source relativement petite, le grand nombre de torches et grande variabilité de la production de NOx par torchère peut provoquer des impacts atmosphériques à grande échelle visible de l'espace.

L'organisation à but non lucratif Skytruth publie des vues de séries chronologiques de torchères de gaz vues de l'espace, de 2012 à nos jours. Ci-dessus, à quoi ressemblaient les fusées éclairantes à la mi-juillet 2020. Skytruth.org

Une ventilation non autorisée peut expliquer des volumes de torchage élevés

Presque toutes les torches sont des sources de combustion ouvertes. Ils peuvent être détectés depuis l'espace sous forme de sources de rayonnement thermique lumineuses et fixes. Les scientifiques ont développé des algorithmes pour catalogue cette chaleur radiante et le relier à la volume déclaré de gaz torché dans le monde.

Avec l'aide d'étudiants de premier cycle, sociologue Kate Willard et j'ai évalué les données du radiomètre d'imagerie infrarouge visible par satellite, ou VIIRS. Nous avons calculé les volumes de torchage dans les deux régions de production de pétrole de schiste du Texas, à la fois par puits et par comté. Nous l'avons ensuite comparé à une base de données du Commission ferroviaire du Texas, qui réglemente la production de pétrole et de gaz, pour les années 2012-2015, et a trouvé de grandes divergences entre les deux ensembles de données.

Au total, les volumes déclarés dans la base de données d'état étaient seulement environ la moitié de ce que le satellite a observé. Un autre, moins détaillé analyse en masse par la société de recherche S&P Global a trouvé des écarts similaires pour les régions de schiste du Nouveau-Mexique et du Dakota du Nord.

Ces grandes différences peuvent s'expliquer par des erreurs de déclaration et par plusieurs opérations de torchage qui sont simplement exemptées de la déclaration de volume. Mais nous soupçonnons qu'il existe une explication encore plus systémique et banale: la ventilation - le rejet direct de gaz brut dans l'atmosphère.

L'évacuation du gaz n'est autorisée que pour un petit nombre d'opérations dans l'industrie si elle peut être effectuée en toute sécurité. Il est généralement interdit car il émet des hydrocarbures, y compris des toxiques atmosphériques tels que le benzène qui peuvent causer cancer, malformations congénitales ou autres problèmes de santé graves.

Une torchère de gaz naturel brûle au crépuscule dans le bassin permien au Texas. Bronte Wittpenn / Bloomberg via Getty Images

Mais la ventilation émet principalement méthane, qui contribue au réchauffement climatique et formation d'ozone atmosphérique. L'évacuation des torches est illégale, car la torchère est considérée comme une installation de traitement des déchets, mais la pratique apparemment a augmenté avec le temps.

Des mesures satellitaires récentes à plus haute résolution du méthane atmosphérique au-dessus du bassin permien révèlent que ses émissions doivent être significativement plus élevé que ce qui est régulièrement signalé à l'Agence de protection de l'environnement, dépassant 3% de la production au lieu des 1-2% plus généralement supposés. Le méthane supplémentaire évacué illégalement à travers les torchères se retrouverait dans la base de données de la Texas Railroad Commission, mais les satellites recherchant le rayonnement thermique de la combustion ne le détecteraient pas.

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Ce rayonnement thermique est converti en volumes de torchage, en utilisant les volumes totaux déclarés aux agences du pays. Mais si un volume beaucoup plus petit est effectivement brûlé, avec une partie du gaz non brûlé mais évacué, les données satellitaires surestimeraient le torchage. C'est un problème parce que les scientifiques et les Initiative zéro torchage de la Banque mondiale utiliser ces estimations de torchage par satellite.

Les investisseurs disent que le torchage peut être évité

Pendant une décennie, des groupes de conservation tels que le Environmental Defense Fund ont appelé les régulateurs à s'attaquer aux émissions de méthane de l'industrie du schiste et à l'augmentation rapide du torchage. L'administration Obama a adopté une nouvelle règle en 2016 pour freiner les fuites de méthane et réduire le torchage sur les terres publiques et indiennes. Maintenant, l'administration Trump est essayant d'annuler cette action, mais avec succès limité.

Pendant ce temps, un nouvelle étude commandée par le Fonds de défense de l'environnement et impliquant les investisseurs conclut qu'il existe des moyens faisables et rentables pour les sociétés pétrolières et gazières de minimiser le torchage même sans beaucoup de réglementation. Néanmoins, étant donné qu'une grande partie de l'industrie a déjà passé une décennie sans recourir largement à ces meilleures pratiques, je pense que les sociétés pétrolières et gazières continueront probablement à gaspiller et à polluer dans un avenir prévisible à moins que les agences gouvernementales n'imposent des réglementations plus strictes.

A propos de l'auteur

Gunnar W. Schade, professeur agrégé de sciences de l'atmosphère, Université Texas A & M

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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