La production de pétrole et de gaz a doublé dans certaines régions des États-Unis au cours des deux dernières années, et les scientifiques peuvent utiliser des satellites pour voir les impacts de cette tendance :une augmentation significative de la libération du dioxyde d'azote, un polluant atmosphérique irritant pour les poumons, par exemple, et un plus que doubler la quantité de gaz torché dans l'atmosphère.

"Nous voyons l'impact croissant de l'industrie depuis l'espace, " a déclaré Barbara Dix, scientifique à l'Institut coopératif de recherche en sciences de l'environnement (CIRES) de l'Université du Colorado à Boulder et auteur principal de la nouvelle évaluation publiée dans la revue AGU Lettres de recherche géophysique . « Nous sommes vraiment au point où nous pouvons utiliser les données satellitaires pour donner un retour aux entreprises et aux régulateurs, et voir s'ils réussissent à réguler les émissions."

Dix et une équipe de chercheurs américains et néerlandais ont cherché à savoir si une suite d'instruments satellitaires pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre la pollution par les oxydes d'azote (y compris le dioxyde d'azote) provenant des moteurs des champs pétroliers et gaziers américains. Les moteurs à combustion produisent des oxydes d'azote, qui est un irritant respiratoire et peut conduire à la formation d'autres types de polluants atmosphériques nocifs, comme l'ozone troposphérique.

Sur les sites de forage et de production de pétrole et de gaz, il peut y avoir plusieurs petits et gros moteurs à combustion, forage, gaz de compression, séparer les liquides et les gaz, et déplacer le gaz et le pétrole à travers des tuyaux et des conteneurs de stockage, a déclaré le co-auteur Joost de Gouw, membre du CIRES et professeur de chimie à CU Boulder. Les émissions de ces moteurs ne sont pas contrôlées. "Les voitures ont des pots catalytiques, les grandes cheminées industrielles peuvent avoir des équipements de réduction des émissions... ", a déclaré de Gouw. " Ce n'est pas le cas avec ces moteurs. "

Les « inventaires » conventionnels destinés à rendre compte de la pollution par les oxydes d'azote des sites pétroliers et gaziers sont souvent très incertains, sous-estimer ou surestimer les polluants, dit de Gouw. Et il y a peu de mesures soutenues des oxydes d'azote dans de nombreuses zones rurales où le développement du pétrole et du gaz a souvent lieu, dit Dix.

Donc elle, de Gouw et leurs collègues se sont tournés vers les données de dioxyde d'azote de l'instrument de surveillance de l'ozone (OMI) à bord d'un satellite de la NASA et de l'instrument de surveillance troposphérique (TropOMI) sur un satellite de l'Agence spatiale européenne. Ils ont également examiné les données de torchage du gaz provenant d'un instrument du système satellite NOAA/NASA Suomi.

Entre 2007 et 2019, dans une grande partie des États-Unis, les niveaux de pollution par le dioxyde d'azote ont chuté grâce à des voitures et des centrales électriques plus propres, l'équipe a trouvé, confirmant les résultats rapportés précédemment. La tendance de l'air pur dans les données satellitaires était la plus évidente dans les zones urbaines de Californie, Washington et Oregon et dans la moitié orientale des États-Unis continentaux. "Nous avons beaucoup nettoyé notre loi, " Dit Dix.

Cependant, plusieurs zones ont connu une augmentation des émissions de dioxyde d'azote :le Permien, Bassins pétroliers et gaziers de Bakken et Eagle Ford, au Texas et au Nouveau-Mexique, Dakota du nord, et le Texas, respectivement.

Dans ces domaines, les scientifiques ont utilisé un type d'analyse de séries chronologiques pour déterminer d'où venait le polluant :le forage de nouveaux puits par rapport à la production à plus long terme. Ils pourraient faire ce genre d'analyse parce que l'activité de forage fluctue rapidement en réponse aux forces du marché tandis que la production change beaucoup plus lentement (une fois qu'un puits est foré, il peut produire du pétrole et du gaz naturel pendant des années, voire des décennies).

Avant une baisse des forages en 2015, le forage a généré environ 80 pour cent du dioxyde d'azote des sites pétroliers et gaziers, l'équipe a rapporté. Après 2015, le forage et la production ont produit des quantités à peu près égales de polluant. On estime que le torchage contribue jusqu'à 10 pour cent dans les deux périodes.

Les chercheurs ont également élaboré un nouvel inventaire des émissions de pétrole et de gaz, en utilisant les données sur la consommation de carburant par l'industrie, l'emplacement des appareils de forage, et les données de production au niveau du puits. L'inventaire a confirmé les tendances satellitaires, a déclaré le co-auteur Brian McDonald, un scientifique du CIRES travaillant à la Division des sciences chimiques de la NOAA, "C'est un développement prometteur que ce que nous observons depuis l'espace puisse s'expliquer par les tendances attendues des émissions de l'industrie pétrolière et gazière."

"Scientifiquement, c'est particulièrement important :on peut faire l'attribution des sources par satellite, " a déclaré de Gouw. " Nous devons connaître les sources importantes pour lutter contre ces émissions de la manière la plus rentable. "