Une nouvelle étude sur les eaux souterraines dans un comté rural de Pennsylvanie ne montre que de rares cas de contamination possible par le gaz dans le cadre d'une tendance générale à l'amélioration de la qualité de l'eau malgré le développement important de Marcellus Shale.

En enquêtant sur les données des compagnies gazières, l'état, et le US Geological Survey, les chercheurs ont vu une contamination possible par le gaz naturel près de pas plus de sept sur 1, 385 puits de schiste étudiés dans le comté de Bradford fortement foré. Le reste des données sur la chimie de l'eau a mis en évidence que les eaux souterraines s'étaient améliorées ou étaient restées de niveau par rapport aux échantillons prélevés avant les années 1990.

« La chose la plus intéressante que nous ayons découverte est que la chimie des eaux souterraines dans l'une des zones les plus développées pour le gaz de schiste – une zone avec 1400 nouveaux puits de gaz – ne semble pas s'aggraver avec le temps, et peut même s'améliorer, " a déclaré Susan Brantley, directeur du Earth and Environmental Systems Institute de Penn State et professeur distingué de géosciences. "Mais en utilisant l'analyse des données, nous pourrions également voir des sites rares qui justifient une enquête plus approfondie sur d'éventuelles anomalies de gaz."

Brantley et une équipe interdisciplinaire de géoscientifiques et d'informaticiens ont utilisé de nouvelles techniques d'exploration de données pour étudier un vaste ensemble de données de 11, 000 échantillons d'eaux souterraines des années 2010, prises après le forage dans le comté de Bradford.

L'équipe a récemment publié ses conclusions dans la revue Sciences et technologies de l'environnement .

"Contrairement aux études précédentes, nos résultats montrent que la qualité des eaux souterraines pourrait même s'améliorer dans une zone fortement exploitée pour le gaz de schiste - le nord-est de Bradford, " dit Tao Wen, chercheur post-doctoral au Earth and Environmental Systems Institute de Penn State et auteur principal de l'article.

En utilisant des techniques d'exploration de données et en apprenant des modèles informatiques, l'équipe a recherché des modèles de concentrations de méthane, un indicateur possible de contamination des puits de gaz de schiste qui utilisent la fracturation pour extraire le gaz de schiste.

Le méthane est également naturellement présent autour des caractéristiques géologiques telles que les lignes de faille et les vallées. Les techniques d'exploration de données aident les chercheurs à trier de grandes quantités de données pour trouver des niveaux élevés de méthane et déterminer les sources possibles.

« Nous examinons le méthane dans ces données sur les eaux souterraines et nous pouvons en fait voir la géologie dans les données, " dit Brantley. " Je peux vous dire où il y a des défauts, où il y a de grands plis dans la roche basés sur les eaux souterraines. Ensuite, ce que nous recherchons, c'est là où la chimie de l'eau ne ressemble pas à la géologie et ressemble à quelque chose que nous ne comprenons pas. Notre hypothèse est parfois que vous montre quelque chose sur les activités humaines, comme le développement du schiste."

L'équipe a trouvé des niveaux légèrement élevés de méthane près de sept sur 1, 385 puits de gaz de schiste dans la zone d'étude qui n'ont pas été expliqués par les seules caractéristiques géologiques. L'équipe a également analysé d'autres indicateurs dans tous les échantillons d'eau :fer, manganèse, solides totaux dissous, sulfate, pH - et ont constaté qu'ils s'étaient améliorés ou étaient restés au niveau par rapport aux sites échantillonnés dans les années 1980.

"L'exploration de données a mis en évidence quelques-uns, de rares sites de contamination possible au méthane près de sept puits de gaz de schiste et quelques puits conventionnels, " dit Wen. " De tels sites devraient être échantillonnés et étudiés sur le terrain. Les cas rares de contamination par le méthane sont cohérents avec l'observation globale selon laquelle la production de gaz de schiste n'a pas dégradé la qualité moyenne des eaux souterraines au fil du temps. »

Cette recherche pourrait documenter l'amélioration de la qualité des eaux souterraines causée par la diminution des pluies acides, surtout depuis la mise en œuvre du Clean Air Act, ou diminution de la production d'acier ou de la combustion du charbon, chercheurs ont déclaré dans le document.

"Je pense que c'est vraiment une histoire de ce qui a été fait depuis les années 1970 et le Clean Air Act et ses amendements qui ont réduit les dépôts atmosphériques, " a déclaré Brantley. " Si un tel dépôt a un impact positif sur la chimie des eaux souterraines, c'est important, mais il doit être étudié davantage. "