Comportement et incidences du pétrole brut

Résumé Analytique

Clear Seas est un centre de recherche indépendant, à but non lucratif, qui assure une information objective sur le transport maritime au Canada aux décideurs politiques et au public. À ce titre, nous fournissons ce résumé du rapport intitulé Le comportement et les incidences environnementales d’un déversement de pétrole brut dans des milieux aqueux produit par un groupe d’experts de la Société royale du Canada.

Ce bref résumé ne vise pas à comprendre tout le commentaire du rapport et/ou ses recommandations, et l’ordre des éléments mentionnés n’est pas nécessairement le même que dans celui du rapport original.

INTRODUCTION

Un groupe d’experts de la Société royale du Canada (SRC) a été mis sur pied en réponse à une demande de l’Association canadienne de pipelines d’énergie (ACPE) et de la Canadian Association of Petroleum Producers (Association canadienne des producteurs pétroliers) (CAPP / ACPP). Cette demande est née d’une prise de conscience générale, au sein de l’industrie, des gouvernements et d’autres intéressés, de l’importance pour les Canadiens de savoir à quoi s’attendre dans l’éventualité d’un déversement accidentel d’hydrocarbures dans l’environnement maritime. En outre, ceux qui acheminent le pétrole et interviennent en cas de déversements devraient disposer des informations dont ils ont besoin pour protéger l’environnement, l’économie et les collectivités de l’ensemble du pays.

Le groupe, composé de spécialistes internationaux en chimie, en comportement et en toxicité des hydrocarbures, a passé en revue les connaissances scientifiques actuelles liées aux pétroles bruts qui pourraient faire l’objet de déversements dans les eaux canadiennes. Il s’est penché non seulement sur la documentation scientifique, des rapports clés et un choix d’études concernant des cas de déversements d’hydrocarbures, mais aussi il a pris part à des consultations exhaustives avec des intervenants clés de l’industrie, du gouvernement et de l’environnement.

L’examen effectué a porté sur les incidences des déversements pétroliers et sur les interventions en cas de déversement, et ce, pour la gamme entière des formes de pétrole. Souvent, les plus grandes lacunes dans les connaissances étaient associées à la composition chimique et au comportement environnemental des nouveaux types de produits pétroliers.

COMPOSITION CHIMIQUE, PROPRIÉTÉS ET COMPORTEMENT DES PÉTROLES DÉVERSÉS

Chacun des types d’hydrocarbures qui sont transportés au Canada – depuis les condensats de pétrole ultra légers [1] et les huiles légères [2], jusqu’au pétrole brut lourd et au bitume épais [3], a une empreinte « chimique ». Cette empreinte chimique constitue un prédicteur clé non seulement des propriétés physiques de l’hydrocarbure (p. ex. : sa densité ou son épaisseur), mais également de son comportement dans l’environnement (la manière dont il se répand, coule au fond ou se disperse dans l’eau), ses effets toxiques sur les organismes aquatiques ou humains et sa susceptibilité à se dégrader en s’altérant (en d’autres termes, les changements du pétrole causés par l’exposition à la lumière du soleil, aux vagues, aux conditions atmosphériques et aux microorganismes dans l’environnement. La connaissance de la manière dont l’empreinte de chaque type d’hydrocarbure ayant fait l’objet de déversement change dans l’environnement marin améliore la capacité des équipes d’intervention à contrôler les efforts de nettoyage et à établir des objectifs à cette fin.

• Les condensats sont des pétroles bruts traditionnels très légers qui se produisent de manière naturelle et qui s’accompagnent souvent de production de gaz naturel (méthane).
• Les bruts légers sont des pétroles traditionnels que l’on trouve à travers le monde. Par exemple, le mélange non corrosif mixte expédié de l’Alberta est un brut important expédié de cette province. Il a été utilisé comme pétrole de référence par Environnement et Changement climatique Canada dans des études sur la composition chimique, la biodégradabilité et l’émulsification.
• Les pétroles lourds bruts et le bitume se situent à l’extrémité d’un continuum d’hydrocarbures de viscosité croissante. Le bitume ne circulerait pas efficacement dans un oléoduc; on lui ajoute donc des diluants pour qu’il soit transporté en oléoduc sous forme de bitume dilué ou « dilbit ».

Plus de recherche est requise pour mieux comprendre la chimie, les propriétés et le comportement de déversements de pétroles nouveaux et moins connus, tels que le bitume, les mélanges de bitume dilués et autres pétroles non traditionnels.

Dans l’ensemble, le groupe d’experts a isolé sept domaines de recherche de haute priorité sous les cinq catégories suivantes : 1. Effets du milieu sur le devenir et le comportement du produit pétrolier; 2. Toxicité et effets écologiques du pétrole, et modélisation des déversements pétroliers dans l’eau; 3. Examen des options d’intervention en cas de déversement; 4. Prévention et prise de décision en matière d’intervention; et 5. Risques liés aux déversements pétroliers. Leurs recommandations étaient liées à des échéanciers s’étalant de cinq à dix années ou plus associés aux recherches.

EFFETS DU MILIEU SUR LE DEVENIR ET LE COMPORTEMENT DU PRODUIT PÉTROLIER.

Les caractéristiques particulières du milieu dans lequel un déversement se produit sont au moins aussi importantes pour déterminer les incidences sur les écosystèmes aquatiques que le type de pétrole qui est déversé.

En dépit du fait que les effets des déversements de pétrole sur les caractéristiques et l’état d’un site ont été soigneusement étudiés dans certains environnements, il existe toujours des lacunes dans nos connaissances à ce sujet. En particulier, des recherches devraient être menées pour mieux comprendre ce qui advient du pétrole déversé dans les eaux froides et glacées, mais vulnérables sur le plan écologique, de l’Arctique, où l’intérêt pour l’exploration, l’extraction et le transport du pétrole est en pleine croissance. De même, on connaît peu de choses sur le comportement du pétrole dans les zones de pergélisol ou les environnements marins couverts de glace et sur son incidence sur ces milieux. On estime que les microorganismes qui décomposent le pétrole sont moins actifs lorsque les températures approchent le point de congélation, mais cette relation entre les deux éléments peut ne pas être aussi simple qu’on le considérait jusqu’à présent. Des recherches plus approfondies pourraient éclairer cette question.

BESOIN DE RECHERCHE no 1 Des recherches sont nécessaires pour mieux cerner les répercussions environnementales que pourrait avoir un déversement de pétrole brut dans les zones vulnérables peu étudiées, telles que les eaux arctiques, les profondeurs océaniques, les milieux littoraux ou les eaux intérieures et les marais.

TOXICITÉ ET EFFETS ÉCOLOGIQUES DU PÉTROLE

Les déversements pétroliers ont des répercussions importantes sur les écosystèmes. Ces répercussions peuvent être de courte durée ou plus durables. Dans les jours suivant un déversement, le pétrole en suspension enveloppe les mollusques, plantes et autres espèces du littoral. Le pétrole recouvrant les oiseaux et les mammifères leur fait perdre leur pouvoir d’isolation thermique et leur flottabilité. Certains composants chimiques des pétroles déversés se dissolvent dans l’eau et tuent les poissons et les autres espèces aquatiques (avant de se décomposer, généralement rapidement, et de disparaître). D’autres produits chimiques, tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) [4], peuvent persister dans l’eau et provoquer chez les espèces aquatiques des problèmes de santé chroniques qui se manifestent plusieurs mois ou années plus tard.

Les pétroles légers contiennent davantage de composés ayant une toxicité aiguë pour les organismes aquatiques que les pétroles bruts moyens et lourds. Par contre, les pétroles lourds contiennent plus de HAP alkylés toxiques à effets chroniques. Les bitumes dilués peuvent présenter un plus grand risque pour les organismes de fond et ceux qui vivent dans les sédiments, parce qu’ils ont tendance à couler en eau douce dans certaines conditions.

Le terme hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) fait référence à un groupe de plusieurs centaines de composés organiques persistants dans l’environnement, chimiquement reliés, dotés de structures et de toxicité variées.

Les écosystèmes ne sont pas seulement menacés par les déversements, mais également par les opérations d’assainissement elles-mêmes. Plus de recherches sont requises sur des méthodes de nettoyage de déversements qui limitent les dommages à l’habitat et les menaces pour la faune et la flore sauvages.

En outre, les effets des déversements de pétrole sur les écosystèmes aquatiques sont difficiles à mesurer. Dans de nombreux cas, nous savons peu de choses, si ce n’est rien, sur l’écologie d’un site avant l’événement du déversement (p. ex. : des données de base).

BESOIN DE RECHERCHE no 2. Des recherches devraient être menées pour mieux comprendre les effets des déversements pétroliers sur la vie et la faune aquatique à l’échelle de la population, de la communauté et de l’écosystème.

MODÉLISATION DES DÉVERSEMENTS PÉTROLIERS DANS L’EAU

La chimie complexe de chaque type de pétrole rend difficile la prévision du comportement du pétrole et les changements qu’il subira lorsqu’il entrera en contact avec la chimie, l’écologie, et les conditions tout aussi complexes du site particulier où le déversement se produit. Pour tenter de prévoir ces interactions, des modèles scientifiques [5] constituent des outils indispensables.

Plus de recherches sont requises pour améliorer les modèles, en particulier, dans le domaine des effets du pétrole sur la glace, de la dispersion du pétrole sous l’effet des vagues, de la formation de gouttelettes de pétrole à la suite d’éruptions, de la formation d’agrégats de particules d’huiles et de la biodégradation des gouttelettes de pétrole dans des conditions environnementales diverses (comme la température, la salinité, la disponibilité des nutriments, la lumière et les dispersants chimiques).

BESOIN DE RECHERCHE no 3. Un programme national de recherche et de surveillance axé sur les grandes priorités devrait être mis sur pied pour cerner les caractéristiques environnementales et écologiques des zones qui pourraient un jour être touchées et pour relever les vulnérabilités particulières par rapport aux produits pétroliers. La recherche devrait s’étendre non seulement à des zones à risque élevé, mal comprises, comme l’Arctique, mais aussi porter sur le statut actuel d’espèces fragiles de grande valeur et sur des habitats vulnérables, sur les cartes de sensibilité des écosystèmes, sur la variabilité naturelle de la population et les paramètres de la communauté ainsi que sur l’identification d’autres facteurs de stress anthropiques qui pourraient influer sur les effets des déversements pétroliers.

EXAMEN DES OPTIONS D’INTERVENTION EN CAS DE DÉVERSEMENT DE PÉTROLE.

Puisque les types de pétrole brut diffèrent beaucoup les uns des autres et que l’éventail des milieux et des conditions dans lesquels les déversements se produisent est vaste, il n’est pas simple d’intervenir de manière efficace en cas de déversement. Le choix des mesures d’intervention et la probabilité de réussite ne dépendent pas que du type de sol, de l’environnement et des conditions météorologiques, mais aussi de facteurs techniques et logistiques (tels que les connaissances et les compétences des intervenants, la disponibilité des effectifs et des équipements, les contraintes de temps, les approbations réglementaires, les critères de santé et de sécurité, etc.) et de paramètres financiers (comme les coûts et les conséquences économiques liés au déversement). D’autres considérations, par exemple le degré d’engagement de la population, doivent aussi être prises en compte.

La modélisation scientifique crée des représentations conceptuelles ou mathématiques de phénomènes complexes dans le monde réel qu’on ne peut observer facilement. Les modèles scientifiques de déversements de pétrole sont fondés sur les connaissances tirées d’expériences, sur des cas précédents de déversement et sur d’autres données pour établir un modèle approximatif de ce qui se produit dans le cas d’un déversement de pétrole sous certaines conditions.

Les interventions en cas de déversement pétrolier peuvent se classer en trois catégories principales : 1. se fier à des phénomènes naturels pour disperser et dégrader le pétrole déversé; 2.  confiner physiquement et récupérer le pétrole, souvent au moyen de barrages et d’écrémeurs installés sur l’eau ou en nettoyant et en raclant le littoral; 3. utiliser des moyens biologiques et chimiques (par exemple, les épaisses nappes de pétrole peuvent être brûlées ou dispersées à l’aide de produits chimiques à un site de déversement).

Il faut choisir le bon moyen ou la bonne combinaison de moyens d’intervention en fonction des circonstances uniques de chaque déversement. La plus grande partie des connaissances que nous possédons sur les technologies d’intervention en cas de déversement ont été acquises en laboratoire et par le biais d’études de cas. Il est essentiel de mieux comprendre comment intervenir de façon adéquate en cas de déversement dans l’Arctique ainsi que dans des conditions de neige et de glace.

Des recherches devraient aussi être menées pour mieux comprendre les méthodes d’intervention moins connues, telles que la biodégradation anaérobie dans les sédiments et certaines technologies nouvelles qui contribuent au nettoyage des fonds marins anaérobies ou anoxiques et les environnements des fonds lacustres contaminés par du pétrole. Ce qu’il advient du pétrole dispersé par des moyens chimiques au fond et à la surface de la mer doit aussi être étudié par le biais d’expériences empiriques contrôlées.

BESOIN DE RECHERCHE no 4 : Il faudrait établir un programme de recherches contrôlées sur le terrain pour mieux cerner le comportement des déversements et les effets d’un large éventail de formes de pétrole brut sur divers écosystèmes et dans diverses conditions.

BESOIN DE RECHERCHE no 5 : Des recherches devraient être menées pour jauger l’efficacité des mesures d’intervention et pour tirer pleinement parti des « déversements d’opportunité », en d’autres termes, les effets des déversements d’hydrocarbures qui surviennent réellement et qui se manifestent à court, moyen et long terme.

PRÉVENTION ET PRISE DE DÉCISION EN MATIÈRE D’INTERVENTION DÉVERSEMENTS

La meilleure façon de protéger les milieux aquatiques contre les effets parfois dévastateurs des déversements pétroliers, c’est en premier lieu d’empêcher que des déversements se produisent.  Les mesures de prévention efficaces s’appuient sur une compréhension de la science et des technologies qui se rapportent aux activités pétrolières et aux déversements pétroliers potentiels et sur une compréhension nette du milieu et des conditions dans lesquels ces activités se déroulent. Par exemple, des oléoducs ou des pétroliers peuvent être conçus pour résister aux conditions anticipées (vagues, vents, glaces, etc.) qui augmentent la probabilité d’un déversement. De même, des procédures établies, l’inspection et l’entretien adéquats des équipements et une formation appropriée aux circonstances extrêmes et défavorables peuvent réduire la probabilité d’un déversement.

BESOIN DE RECHERCHE no 6 : Des recherches devraient être menées pour améliorer les mesures de prévention des déversements et pour mettre au point et en œuvre des systèmes d’aide à la décision en cas de déversement afin que les mesures appliquées soient appropriées et efficaces.

De plus, les politiques et les mesures de prévention sont souvent mieux éclairées par la surveillance et l’analyse en temps opportun des causes et des conséquences des déversements qui se produisent. Colliger des données de base sur les milieux où le pétrole transite devrait constituer un domaine de recherche prioritaire.

Malgré toutes les mesures de prévention, on ne pourra empêcher totalement que des déversements se produisent. Des stratégies de gestion devraient être mises en œuvre pour déterminer quels seraient les organismes décideurs en cas de déversement et pour établir clairement les mesures à prendre pour limiter les incidences néfastes sur la santé humaine, les entreprises et les zones écologiquement et culturellement sensibles.

Le présent examen a également mis en lumière les lacunes dans la recherche sur la simulation, la prévision et l’optimisation des processus de nettoyage (p. ex., le brûlage in situ, l’écrémage et la dispersion) pris individuellement et collectivement et dans l’évaluation de leurs effets sur les décisions d’intervention. Le manque d’outils d’aide à la décision est une des principales difficultés qui diminuent l’efficience des pratiques d’intervention actuelles. En raison de l’attention et des investissements insuffisants accordés à cette question, les systèmes existants d’aide à la décision sont rares et ne sont pas soutenus de manière dynamique et interactive par d’autres instruments de modélisation et par la validation sur le terrain.

De plus, l’incertitude constitue un frein majeur à l’amélioration de l’efficience des processus décisionnels et de la confiance à leur égard. Cela vaut particulièrement pour les eaux arctiques, où la période d’intervention possible peut être considérablement diminuée.

BESOIN DE RECHERCHE no 7 : Des recherches devraient être menées pour mettre à jour et affiner les protocoles d’évaluation des risques que posent les déversements pétroliers au Canada.

RISQUES LIÉS AUX DÉVERSEMENTS PÉTROLIERS

Il est important de tirer des leçons du passé pour bien cerner les risques posés par les déversements potentiels de pétrole au Canada et, surtout, déterminer quels domaines doivent faire l’objet d’études plus approfondies. Une des principales conclusions du groupe d’experts est que chaque cas étudié était unique en ce qui a trait aux différents facteurs physiques, chimiques et biologiques qui caractérisaient le lieu du déversement et aux mesures d’intervention qui ont été mises en œuvre pour récupérer le pétrole déversé et assainir l’environnement touché. Ces différentes combinaisons de facteurs ont largement influencé la gravité des incidences globales de chaque déversement.

Les retards apportés à effectuer une intervention lors d’un déversement de pétrole ont eu des incidences sur toutes les études de cas examinés et l’erreur humaine, tant des individus que d’organismes, a joué un rôle important dans les effets de déversements dans toutes les études de cas.

Dans la plupart des cas, le manque de données de base préalables (c.-à-d. les informations sur l’environnement naturel et l’écologie de chaque région touchée) a nui aux efforts de prévision ou de surveillance des effets à long terme des déversements sur les populations et les communautés de vie aquatique. De même, la surveillance après les déversements n’a suivi aucune norme ou aucun protocole national établi.

L’examen a révélé un certain nombre de problèmes, notamment l’absence de données facilement accessibles pouvant être appliquées aux évaluations et le manque de sophistication des analyses sur l’exposition et les effets. Dans plusieurs cas, même si des données étaient accessibles, elles étaient extrêmement limitées, particulièrement pour l’Arctique et de larges portions de rivières, de lacs et de zones humides intérieurs. Le groupe a trouvé que les hypothèses utilisées pour réaliser les évaluations des risques étaient parfois trop optimistes par rapport à l’expérience acquise par l’étude des cas de déversements.

RÉSUMÉ ET COMMENTAIRE FINAL

En dépit du fait que les déversements de pétrole brut sont peu fréquents au Canada, ils peuvent avoir de profondes conséquences sur l’environnement et les collectivités locales qui sont affectés ainsi que sur la santé humaine. Cependant, les secteurs de l’industrie des hydrocarbures extracôtiers sont supposés connaître une croissance.

Même si les progrès scientifiques ont diminué de façon importante la menace de déversement de pétrole brut dans les eaux canadiennes au cours des dernières décennies, le devenir et les effets de déversements de pétrole sont encore mal compris.

En dépit de l’importance de la nature du pétrole qui est transporté, le groupe d’experts a conclu que l’impact négatif général d’un déversement de pétrole, y compris l’efficacité de l’intervention en cas de déversement, dépend principalement de l’environnement et des circonstances (conditions climatiques, vagues, entre autres), qui règnent sur le site du déversement et du temps écoulé avant le début des opérations d’intervention.

Dans le contexte des sept secteurs de haute priorité de recherche qui sont discutés dans ce résumé, le groupe d’experts a pris note du besoin de déterminer l’endroit où se produisent la plupart des déversements d’hydrocarbures et d’en trouver la raison. Les experts ont mentionné également le besoin d’étudier les dossiers des anciennes interventions en cas de déversement ainsi que les procédures et la réglementation courantes de gestion de risques pour en cerner les points faibles. La liste d’autres lacunes critiques à combler au niveau des connaissances comprend l’acquisition d’une meilleure compréhension des problèmes environnementaux qui ont des répercussions sur l’impact de déversements de pétrole. Plus de recherche est également requise pour comprendre la manière dont la nature du pétrole, sa source, l’environnement et le niveau de préparation des équipes d’intervention se combinent pour influencer le devenir et les effets du déversement de pétrole.

En outre, pour satisfaire les besoins en matière de recherche et d’intervention en cas de déversement de pétrole isolés dans ce rapport, le groupe d’experts a recommandé de mener des programmes de recherche multidisciplinaires qui seraient coordonnés entre l’industrie, le gouvernement et le milieu universitaire pour explorer plus à fond les effets de déversement de pétrole brut sur les divers écosystèmes marins et d’eau douce, y compris les marais. Le programme devrait également comprendre les populations autochtones en raison de leurs connaissances et savoir-faire traditionnels. La science provenant de ces études contribuera à l’établissement d’une base de données très nécessaire sur l’interaction et les effets du pétrole déversé dans le contexte l’environnement immédiat qui soutiendra un processus de décision basé sur des données scientifiques dans des incidents futurs de déversements.

[1] Les condensats sont des pétroles bruts traditionnels très légers qui se produisent de manière naturelle et qui s’accompagnent souvent de production de gaz naturel (méthane).
[2] Les bruts légers sont des pétroles conventionnels que l’on trouve à travers le monde. Par exemple, le mélange non corrosif mixte expédié de l’Alberta est un brut important expédié de cette province. Il a été utilisé comme pétrole de référence par Environnement et Changement climatique Canada pour des études sur la composition chimique, la biodégradabilité et l’émulsification.
[3] Les pétroles lourds bruts et le bitume se situent à l’extrémité d’un continuum d’hydrocarbures de viscosité croissante. Le bitume ne circulerait pas efficacement dans un oléoduc; il est donc mélangé avec des diluants pour le transport en oléoduc sous forme de bitume dilué ou dilbit.
[4] Le terme hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) fait référence à un groupe de plusieurs centaines de composés organiques persistants dans l’environnement, chimiquement reliés, présentant des structures et une toxicité variées.
[5] La modélisation scientifique crée des représentations conceptuelles ou mathématiques de phénomènes complexes dans le monde réel qu’il est difficile d’observer. Les modèles scientifiques de déversements de pétrole sont fondés sur les connaissances que nous tirons d’expériences, de cas précédents de déversements et autre information, pour constituer un tableau approximatif de ce qui se produit dans le cas de déversement de pétrole d’un type particulier, sous certaines conditions.