Les exploitations canadiennes de sables bitumineux émettent beaucoup plus de pollution que ce qui est déclaré

La pollution atmosphérique contenant du carbone causée par les vastes opérations d’exploitation des sables bitumineux a été sous-estimée jusqu’à 6 300 %. C’est ce que révèle une étude qui a utilisé une nouvelle technique pour mesurer le carbone organique total émis dans l’atmosphère par les installations des sables bitumineux d’Athabasca en Alberta, au Canada. Cette approche pourrait contribuer à combler les lacunes en matière de déclaration des émissions d’hydrocarbures dans le secteur pétrochimique, ainsi que dans d’autres industries.

Les émissions carbonées anthropiques mondiales sont chimiquement complexes, couvrant une gamme diversifiée de tailles et de fonctionnalités moléculaires, des composés organiques volatils (COV) aux composés organiques semi-volatils (COSV) et aux espèces moins volatiles. Beaucoup d’entre eux sont cancérigènes ou nocifs pour la santé. Cependant, mesurer toutes les espèces individuelles n’est pas viable d’un point de vue technique, logistique ou économique. Par conséquent, seuls les COV ont tendance à être systématiquement mesurés. Le résultat est que les émissions des installations situées sur des ressources pétrolières non conventionnelles telles que les sables bitumineux, qui émettent des niveaux plus élevés de COSV et de polluants secondaires, n’ont pas été déclarées avec précision.

Une étude précédente réalisée en 2017 avait montré que de grandes quantités de particules se formaient sous le vent des sables bitumineux de l’Athabasca, renforçant les plaintes vieilles de plusieurs décennies des communautés autochtones de la région selon lesquelles les émissions toxiques affectaient leur santé. Cependant, il reste difficile de savoir quels précurseurs formaient ces particules et a mis en évidence un écart entre les émissions déclarées de chaque espèce et la diversité des quantités de produits secondaires observées.

Aujourd’hui, les chercheurs de la même équipe sont revenus avec de nouveaux instruments et une nouvelle méthode qui mesure la quantité totale de carbone organique présente dans les échantillons aériens en même temps que les composés individuels. «Nous sommes les premiers à mesurer le carbone organique total en phase gazeuse d’un avion et à déduire les émissions de cette façon pour n’importe quelle installation», déclare John Liggio, un scientifique de l’agence gouvernementale canadienne Environnement Canada qui a codirigé les travaux. «Il mesure tous les composés en même temps, plutôt que d’essayer de distinguer les composés individuels.» Mais nous avons également mesuré des composés individuels pour les comparer au total, ce qui était également nouveau.

Pour obtenir des mesures du carbone total, excluant le méthane, les chercheurs ont effectué 30 vols à proximité d’installations dans la région des sables bitumineux de l’Athabasca. L’avion était équipé de deux analyseurs de dioxyde de carbone, dont l’un était équipé d’un convertisseur catalytique qui transformait tout gaz contenant du carbone présent dans les échantillons en dioxyde de carbone. Cela a permis à l’équipe de déterminer la quantité de carbone présente dans chaque échantillon. De retour au laboratoire, des algorithmes ont ensuite été utilisés pour dériver les émissions de chaque installation.

« La chose la plus surprenante a été l’ampleur des émissions observées lors de l’exploitation des sables bitumineux, comparées à la fois aux émissions déclarées et à l’ensemble des sources anthropiques au Canada », explique Liggio. Les résultats ont montré que les nouvelles mesures dépassaient les valeurs déclarées par l’industrie des sables bitumineux de 1 900 % à plus de 6 300 %. Cela signifie que les émissions totales à l’échelle de l’installation étaient équivalentes à celles de toutes les autres sources d’émissions combinées au Canada et dépassaient de loin les émissions des plus grandes mégapoles des États-Unis, y compris Los Angeles.

«Les approches utilisées par les chercheurs ne sont pas nécessairement nouvelles, mais elles sont combinées de manière innovante», explique la chimiste atmosphérique Eloise Marais, qui étudie la qualité de l’air à l’University College de Londres, au Royaume-Uni. « Il existe des milliers de COV uniques et les chercheurs apportent la preuve que les COV non signalés sont pour la plupart ceux dont la volatilité est inférieure à celle des composés signalés, et sont donc susceptibles de se répartir dans les aérosols pour contribuer à la pollution par les particules fines. »

«Je ne suis pas du tout surpris des conclusions», commente Stephen Andrews, qui construit des instruments analytiques pour la chimie atmosphérique à l’Université de York. « Au Royaume-Uni, même les mesures de COV régulièrement mesurées sont très rares – il doit y avoir de nombreux cas où les émissions réelles sont bien supérieures à celles signalées. »

«De futures applications pourraient également améliorer la déclaration des émissions dans de nombreuses autres sources et emplacements anthropiques», déclare Liggio. « La comptabilisation des émissions de classes de composés chimiquement diverses sur l’ensemble du cycle de vie via la surveillance du carbone total présente une approche beaucoup plus simple avec des contrôles de fermeture de masse inhérents pour l’industrie, les scientifiques et les décideurs politiques. »