La quantité d'eau utilisée par puits pour la fracturation hydraulique a augmenté jusqu'à 770 % entre 2011 et 2016 dans toutes les principales régions de production de gaz de schiste et de pétrole des États-Unis, une nouvelle étude de l'Université Duke trouve.

Le volume d'eaux usées chargées de saumure générées par la fracturation des puits de pétrole et de gaz au cours de leur première année de production a également augmenté jusqu'à 1440 pour cent au cours de la même période, l'étude montre.

Si cette intensification rapide se poursuit, l'empreinte eau de la fracturation hydraulique pourrait être multipliée par 50 dans certaines régions d'ici 2030, ce qui soulève des inquiétudes quant à sa durabilité, en particulier dans les régions arides ou semi-arides des États occidentaux, ou d'autres zones où les approvisionnements en eau souterraine sont stressés ou limités.

"Des études antérieures ont suggéré que la fracturation hydraulique n'utilise pas beaucoup plus d'eau que d'autres sources d'énergie, mais ces résultats étaient basés uniquement sur des données agrégées des premières années de fracturation hydraulique, " dit Avner Vengosh, professeur de géochimie et de qualité de l'eau à la Duke's Nicholas School of the Environment.

"Après plus d'une décennie d'opération de fracturation hydraulique, nous avons maintenant plus d'années de données sur lesquelles puiser à partir de plusieurs sources vérifiables. On constate clairement une augmentation annuelle régulière de l'empreinte eau de la fracturation hydraulique, avec 2014 et 2015 marquant un tournant où l'utilisation de l'eau et la génération de reflux et d'eau produite ont commencé à augmenter à des taux nettement plus élevés, " dit Vengosh.

« Alors que l'extraction de gaz de schiste et de pétrole de réservoirs étanches est devenue plus efficace au fil du temps à mesure que la production nette de gaz naturel et de pétrole à partir de ces puits non conventionnels a augmenté, la quantité d'eau utilisée pour la fracturation hydraulique et le volume d'eaux usées produites à partir de chaque puits ont augmenté à des taux beaucoup plus élevés, rendant l'empreinte eau de la fracturation beaucoup plus élevée, " il ajouta.

L'équipe Duke a publié ses conclusions évaluées par des pairs le 15 août dans Avancées scientifiques .

Pour mener l'étude, ils ont collecté et analysé six années de données sur l'utilisation de l'eau et du gaz naturel, production de pétrole et d'eaux usées de l'industrie, sources gouvernementales et à but non lucratif pour plus de 12, 000 puits individuels situés dans toutes les principales régions productrices de gaz de schiste et de pétrole de réservoir étanche des États-Unis. Ensuite, ils ont utilisé ces données historiques pour modéliser l'utilisation future de l'eau et les volumes d'eaux usées de la première année selon deux scénarios différents.

Les modèles ont montré que si les bas prix actuels du pétrole et du gaz augmentent et que la production atteint à nouveau les niveaux observés à l'apogée de la fracturation hydraulique au début des années 2010, l'utilisation cumulée d'eau et les volumes d'eaux usées pourraient être multipliés par 50 dans les régions productrices de gaz non conventionnel d'ici 2030, et jusqu'à 20 fois dans les régions productrices de pétrole non conventionnel.

« Même si les prix et les taux de forage restent aux niveaux actuels, nos modèles prévoient toujours une forte augmentation d'ici 2030 de la consommation d'eau et de la production d'eaux usées, " a déclaré Andrew J. Kondash, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Vengosh qui était l'auteur principal de l'article.

Les eaux usées d'un puits sont constituées principalement de saumures extraites avec le gaz et le pétrole des profondeurs du sous-sol, mélangé avec une partie de l'eau initialement injectée dans le puits lors de la fracturation hydraulique. Ces saumures sont généralement salées et peuvent contenir des éléments radioactifs toxiques et naturels, ce qui les rend difficiles à traiter et à éliminer en toute sécurité. Pour faire face au volume croissant d'eaux usées actuellement générées, les sociétés de forage le réinjectent de plus en plus profondément sous terre dans des puits d'eaux usées. Cette pratique aide à garder les eaux usées hors des approvisionnements en eau locaux, mais a été liée à des tremblements de terre de petite à moyenne ampleur dans certains endroits.

« Les nouvelles technologies de forage et stratégies de production ont stimulé une croissance exponentielle de la production de pétrole et de gaz non conventionnels aux États-Unis et, de plus en plus, dans d'autres parties du monde, " a déclaré Kondash. " Cette étude fournit la base de référence la plus précise à ce jour pour évaluer les impacts environnementaux à long terme que cette croissance peut avoir, en particulier sur la disponibilité locale de l'eau et la gestion des eaux usées.

« Les leçons tirées du développement de la production aux États-Unis peuvent directement informer la planification et la mise en œuvre des pratiques de fracturation hydraulique ailleurs que dans d'autres pays comme la Chine, Le Mexique et l'Argentine mettent en service leurs réserves de gaz naturel non conventionnel, " il a dit.