Les gaz de schiste, c’est maintenant ou jamais (3e partie)

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Publié le 24.08.2023 dans le Quotidien Le Soir d’Algérie
Par Said Kloul(*)

Impacts sur la santé
De l’EPA
Nous avons dit dans la partie 1 que la source principale de nos données était EPA, l’agence américaine de protection de l’environnement car elle est au centre des problèmes qui nous préoccupent.
Créée en 1970 par Nixon, EPA est indépendante du gouvernement. Elle est composée de plusieurs départements spécialisés allant de la protection de l’enfant à l’éducation de la population, à la protection de l’environnement, en passant par le contrôle des produits chimiques et les enquêtes sur les cas de pollution. EPA est secondée par un Conseil scientifique et un Conseil pour la fracturation dont le niveau académique et la compétence des membres sont des plus élevés ; ils revoient les publications et les décisions de l’agence avant qu’elles ne soient rendues publiques afin de garantir leur crédibilité. Leurs rapports sont publiés.
La mission de EPA est de veiller aux qualités de l’air et de l’eau, s’assurer que la protection de l’environnement est intégrée avec le même niveau d’importance dans toutes les politiques du gouvernement concernant les ressources naturelles, la croissance économique, l’énergie, le transport, l’industrie, l’agriculture, le commerce international…
EPA contrôle tous les produits chimiques qui sont mis sur le marché, étudie les problèmes environnementaux qui surviennent et luttent contre eux avec les parties concernées. L’Agence contribue aux budgets des universités, instituts et autres laboratoires qui ont des projets d’études sur des sujets environnementaux.
EPA rend publiques les informations qu’elle trouve ou génère et publie ses rapports.
Selon les étapes du cycle du fluide de fracturation, de l’acquisition de l’eau jusqu’à la réinjection des eaux produites par les puits fracturés, dans des puits spécialement dédiés à cet usage, la sévérité de l’impact sur l’eau de boisson dépend de la nature des produits chimiques et de la quantité de ces produits qui pénètrent dans le récepteur hydraulique. Pour la fracturation, nous avons dit (2e partie) que les différentes propriétés physiques des produits, notamment leur mobilité, leur volatilité, leur adsorption sur les roches, vont déterminer la manière dont ils vont se déplacer vers et dans le récepteur et comment ils vont interagir avec le corps humain. Les caractéristiques des couches géologiques traversées par les fluides déversés, notamment leur perméabilité, vont jouer un très grand rôle. Par conséquent le transport des produits par l’eau ou le fluide de facturation déversé, vers l’eau de boisson est aléatoire. La vitesse à laquelle ils se dégradent dans les différents milieux traversés ou leur persistance dans ces milieux va influer sur la durée d’exposition des hommes à ces produits et en fin de compte affecter ou non leur santé.

A- Toxicité : définitions
EPA fait référence à plusieurs indicateurs de toxicité.
- Le Loael, qui est un modèle généré par Topkat (software de Qsar) et utilisé pour estimer la toxicité d’un produit sur des rats. C’est le plus bas niveau d’exposition qui provoque une augmentation de la fréquence ou de l’intensité de l’impact biologique sur la population exposée comparée au groupe de contrôle. Du fait de la manière dont il est généré, le Loael est entaché d’incertitudes si appliqué pour l’homme. Cependant, il est très utile pour des comparaisons et encore plus utile lorsqu’un produit n’a pas de RfV.
- Le Noael est le niveau d’exposition le plus élevé qui ne provoque pas d’accroissement de la fréquence ou de l’intensité de l’impact biologique sur la population exposée.
- Le MCL est la quantité maximale de produit autorisée dans l’eau de boisson (ce n’est pas une «dose»).
- La RfV chronique est la dose de référence (RfD) dérivée des doses de référence d’autres bases de données dans un processus qui examinent les incertitudes qui entachent plusieurs domaines dont les extrapolations, la variabilité ; c’est la valeur de références de toxicité non cancérogène ; elle est définie comme la dose à laquelle une personne ne peut pas être exposée de manière chronique sans risque notable d’une atteinte à sa santé (EPA, 2016). Ici chronique signifie 10% de la durée de vie (EPA, 2016-Appendices). Ainsi une faible RfV peut indiquer l’incertitude sur la valeur de la dose en dessous de laquelle la santé de l’homme est protégée et pas nécessairement la toxicité du produit ; mais en général, plus faible est la RfV plus élevée est la toxicité.
EPA a pris en considération les RfD disponibles dans les bases de données suivantes, dans l’ordre : IRIS de EPA, PPRTV de EPA, CalEPA, HHBP de EPA (pour les pesticides qui n’ont pas de donnée IRIS), Cicad de OMS, les MRL de ATSDR et accessoirement d’autres bases de données.
- Les «points d’évaluation» utilisés par la base de données Actor : Ils ont été développés par l’EPA qui a réuni et coordonné les données de 500 000 produits puisées dans 2 500 sources de données de niveau national USA, des différents États US, des instituts de santé publique US, de l’OMS, des agences de produits chimiques officielles européennes et japonaises ainsi que des agences non gouvernementales.
- L’OSF (Oral Slope Factor) : Facteur qui qualifie la cancérogénicité d’un produit pour l’homme ; il mesure l’accroissement du risque de cancer du fait de l’exposition par voie orale à un agent. Plus l’OSF est élevé plus le risque est grand.
Les bases de données utilisent aussi une classification qualitative des produits pour la cancérogénicité : «cancérogène», «cancérogène probable», «cancérogène possible», «non classifiable», «non cancérogène».
EPA utilise l’OSF des bases de données IRIS, CalEPA et PPRTV et les classifications d’IRIS, PPRTV, IARC et RoC.
NB. L’EPA utilise les Loael et les points de données d’Actor en absence de RfV et/ou d’OSF.

- Remarque générale :
Lorsqu’un produit n’est pas classifié du tout dans une base de données, cela peut signifier que la base en question ne l’a pas étudié pour une raison d’ordre de planning, de capitaux ou ne l’a pas soupçonné d’être à risques…

B- Produits de fracturation et toxicité
Le Rapport «EPA, 2016», résultat de l’analyse des soumissions faites à Fracfocus 1 entre 2005 et 2013, souligne que très peu d’études sur la toxicité existent. C’est dire que pour la grande majorité des produits, nous ne pouvons pas affirmer s’ils sont toxiques ou pas. Gardons à l’esprit cependant que des milliers de produits utilisés dans d’autres secteurs, certains utilisés dans la vie de tous les jours n’ont pas été étudiés sous cet angle. Soulignons que ce rapport a été publié après examen par l’aréopage de pairs, techniciens, scientifiques, du Conseil scientifique qui lui ont donné une garantie de crédibilité.
Bien que l’EPA ait examiné l’ensemble des produits, elle a focalisé ses analyses d’impact, sur les produits qui remplissent les critères suivants :
- On connaît leur fréquence d’utilisation et leur concentration dans les fluides de fracturation.
- On connaît leurs caractéristiques physicochimiques.
- On connaît leurs numéros d’identification univoque CASRN.
Pour évaluer le risque pour la santé du fait de l’exposition à un produit chimique, il est nécessaire de connaître la toxicité du produit ainsi que le potentiel d’exposition à ce produit.
Cette évaluation commence par l’identification du danger, c’est-à-dire la capacité du produit à affecter la santé de l’homme. On évalue par la suite la dose et l’effet qu’elle provoque, c’est-à-dire la relation entre l’exposition et l’effet. On examine aussi l’exposition en termes de fréquence, de durée, de timing et de l’importance du contact avec le produit chimique. Les données ainsi retirées des précédentes étapes sont traduites de manière quantitative et qualitative pour caractériser le risque.

B1- Toxicité non cancérogène
L’EPA a examiné 1 606 produits et réuni les RfV et/ou OSF (d’au moins une des bases de données citées plus haut) pour 98 des 1,084 produits chimiques utilisés dans les fluides de fracturation et pour 120 des 599 produits détectés dans les eaux produites par les puits après fracturation. Tous les 1606 ingrédients sont tirés des rapports soumis par les opérateurs à Fracfocus 1 entre 2005 et 2013.
EPA privilégie le RfV qui mesure la toxicité non cancérogène, estimant cet indicateur et ses sources suffisamment fiables pour ce type d’affection.
Des 1 606 produits liés à la fracturation, identifiés par EPA, seulement 11% ont des RfD dans une ou plusieurs bases de données. L’Agence met l’accent sur 34 produits qui affectent la santé, ont un RfV, un Loael ou des points de données Actor et qui figurent dans 10% des rapports d’opérations ou plus, ce qui les rend d’un usage relativement fréquent en fracturation ; ils peuvent donc représenter un risque de santé publique. Parmi ces produits nous avons inventorié 9 qui ont un RfV chronique. Ces produits qui ont un effet critique sur les personnes sont : Chlorite de sodium ; acide formique ; le composé quaternaire d’ammonium benzyle-C12-16 alkyldimethyl chlorure ; alcool propargylique ; méthanol ; éthylène glycol ; 2butoxyethanol ; naphtalène ; 1,2,4trimethylbenzene.
Parmi les 25 produits qui n’ont pas de RfV, 11 ont un Loael de Topkat qui ne leur associe malheureusement pas d’affections. Parmi ces produits nous notons que la méthénamine a un Loael de 12,3mg/jour et «Alcools, C12-14, éthoxylé propoxylé» un Loael de 1450mg/jour ; le risque avec ce dernier produit est beaucoup moins élevé qu’avec le premier.
Dans ce qui suit nous allons restreindre notre exposé aux produits qui possèdent un RfV. La raison en est que c’est un paramètre chiffré représentant les doses de références que l’on a retrouvées dans des bases considérées comme sérieuses.
Voici les 9 produits qui ont un RfV ; on leur a ajouté la fréquence de leur utilisation dans les fluides de fracturation hydraulique, leurs concentrations dans ces fluides et leurs effets sur la santé que provoque l’exposition chronique à ces doses.
B2- Toxicité cancérogène
Pour ce qui est du risque cancer, parmi les produits soumis à Fracfocus 1, EPA a relevé 123 produits sur lesquels IRIS, PPRTV, IARC et RoC ont des données (EPA, 2016, Appendices). Au moins une de ces bases de données a déclaré que pour l’homme :
11 produits sont cancérogènes ; 20 produits cancérogènes probables à très probables et 55 produits cancérogènes possibles. 3 produits sont déclarés «probablement non cancérogènes» ; 35 sont soit non classifiables, soit ne possèdent pas de données adéquates pour être classifiés.
Les produits déclarés cancérogènes par au moins une de ces bases de données sont :
1,3-butadiene ; arsenic ; benzène ; chrome (VI) (par inhalation seulement) ; éthanol ; oxyde d’ethylène ; formaldéhyde ; sulfate de nickel ; sulfate de nickel (II) hexa hydraté ; quartz-alpha (SiO2) ; acide sulfurique.
Nous devons noter cependant que, parmi les produits utilisés dans au moins 10% des opérations de fracturation hydraulique, seulement l’éthanol est classifié cancérogène pour l’homme mais par IARC seulement et naphtalène cancérogène possible pour l’homme chez IARC et chez RoC. Nous n’ignorons pas que l’abus d’alcool, qui contient de l’éthanol, peut causer un cancer. Pour le naphtalène, ATSDR stipule qu’il n’y a pas de preuve directe de sa cancérogénicité pour l’homme mais celle-ci est prouvée pour les rats et les souris. Aucun produit n’est cancérogène pour l’homme chez IRIS. Il favoriserait le déplacement de certains produits comme les BTEX.
On voit ainsi qu’il n’y a pas unanimité pour la cancérogénicité des produits de fracturation.
Rappel : Est considérée chronique l’exposition au produit, sur 10% de la durée d’une vie pour un humain.

C- Produits détectés dans les eaux produites par les puits fracturés
Pour ce qui est des eaux produites par les puits après fracturation, l’EPA a établi des listes de produits par sous-ensembles avec les affections qu’elles provoquent, leurs RfV, Loael et points de données ACToR.
Les produits utilisés pour la fracturation et retrouvés dans les eaux produites sont au nombre de 77 parmi lesquels 45 ont un RfV ou OSF. Signalons qu’il n’y a pas concordance totale entre la liste des produits utilisés sur un puits et ceux retrouvés dans les eaux reproduites par ce puits ne serait-ce que du fait des limites des moyens d’analyse car leur pourcentage dans l’eau ne peut être que beaucoup plus faible que celui introduit dans le fluide de fracturation.
Le nombre de produits et leur concentration diminuent dans le temps. Au début de l’ouverture du puits les produits de fracturation l’emportent sur les produits qui existent in situ. Au fur et à mesure de la production, ces derniers deviennent plus importants et les premiers moins nombreux et leur concentration plus faible.
Observons que si on parle ici des produits présents in situ, c’est que sans l’activité de fracturation, ils ne seraient pas remontés à la surface avec les eaux qui, déversées, risquent de contaminer les eaux douces.


C1- Produits organiques
C11- Toxicité non cancérogène
31 produits de cette liste ont un RfV dans la base de données IRIS, variant de 0,001 mg /kg.j de masse corporelle (journellement ingurgités) pour la pyridine, la plus toxique, à 0,9mg/kg. J pour l’acétone. Certains produits utilisés dans la fracturation comme le naphtalène peuvent aussi exister naturellement in situ.
De cette liste, 38 n’ont pas de RfV, parmi lesquels 10 ont des Loael. L’ensemble, soit 69 produits, ont des points de données chez Actor. Les affections touchent les reins, le foie, le système nerveux, le développement fœtal, le poids, la reproduction.
Comme nous l’avons dit plus haut le Loael, déterminé pour les rats, est entaché d’incertitudes lorsqu’il est extrapolé à l’homme. Il est cependant très utile pour des comparaisons et encore plus utile lorsqu’un produit n’a pas de RfV. La classification des produits pour leur toxicité Loael est très proche de celle obtenue avec IRIS.
Il y a parfois une grande différence en ce qui concerne les doses. Ainsi pour IRIS, la dose RfV chronique du 2-methylnaphthalene est de 4µg/kg/jour alors que la dose Loael (pour laquelle on constate un accroissement soit de la gravité soit de la fréquence de l’affection chez une population exposée de manière chronique au produit par rapport au groupe témoin) est de 100 mg/j.
Nous devons noter que les spécialistes de la santé eux-mêmes sont loin d’être d’accord avec les organismes qui ont servi de références à EPA sur tous les produits. En effet, le RfV du manganèse est de 0,14 mg/kg/jour alors que la dose maximum tolérable pour un enfant entre 1 an et 3 ans (poids moyen 12 kg) est de 2 mg par jour pour NIH (National Institutes of Health, US Department of Health and Human Services), pour le molybdène, le même organisme stipule que la dose maximum tolérable est de 300µg par jour, soit environ 25µg/kg par jour alors que son RfV est de 5µg/kg par jour ; de même pour le phosphore dont le RfV est de 0,02µg, le NIH recommande 460 mg/j entre un an et trois ans, soit 38 mg/kg par jour et considère tolérable une dose de 3g/j, c’est-à-dire 250mg/kg par jour !
Selon EPA,2016, le RfV du nitrate est de 1, 6 mg/kg/jour, or l’eau de notre robinet en contient 15 mg/l, ; un enfant de 8 kg (un an environ) qui boit un litre d’eau par jour (recommandations de la Société française de pédiatrie) consommerait 1,87 mg/kg, dose plus élevée que la RfV. Signalons que la NPDWR, réglementation de l’EPA, le classe comme contaminant de l’eau potable au-dessus de 10 mg/l. Les risques selon IRIS de EPA seraient un excès de méthémoglobine d’environ 10% avec syndrome du bébé bleu.

C12- Toxicité cancérogène
17 produits ont un OSF chez IRIS, CalEPA ou PPRTV ; classifiés cancérogènes dans 3 bases de données : Benzidine avec un OSF de 230 par mg/kg/j), le plus cancérogène et le benzène, avec un OSF compris entre 0,015 et 0,055 par mg/kg/j seulement.
Classifié cancérogène dans 2 bases de données : Benzo(a)pyrène (OSF 7,3). Classifiés cancérogènes probables par 2 bases de données : 6 produits et par une seule base de données, 8 produits. 4 produits sont classifiés cancérogènes possibles mais par une seule base de données.

C2- Produits non organiques et produits radioactifs
Au nombre de 56, seulement 19 d’entre eux sont considérés comme des polluants pour l’eau potable par NPDWR.
Certains produits non organiques, et produits radioactifs retrouvés dans ces eaux peuvent exister in situ comme les BTEX, l’arsenic, l’antimoine, le cadmium, ou des NORM (éléments radioactifs présents naturellement dans certaines couches géologiques) ou (TENORM), éléments radioactifs technologiquement améliorés ce qui arrive lorsque les NORM, véhiculés par l’eau produite, sont exposés à l’environnement ; ceci arrive aussi dans les mines.
Il s’agit ici du radium, radium 226 et 228. Signalons pour ceux qui pourraient s’émouvoir, que nous avons rencontré des NORM dans le Cambrien de Hassi Messaoud au début des années 1980. Ils n’ont malheureusement pas été, à l’époque, l’objet de recherche pour les identifier. Nous pensons qu’il s’agirait d’un isotope radioactif du strontium. Ces matériaux radioactifs étaient associés aux dépôts de sulfate de baryum et de strontium qui recouvrent les crépines, les tubings, et même l’intérieur des composants des réseaux de collecte, essentiellement au départ des puits de la zone 14 du champ. La découverte en fait concernait leur présence dans le mélange pétrole et d’eau produit et leur fixation dans ces dépôts. Nous avions alors exploité cette observation et inclus l’utilisation de cette découverte dans nos procédures pour détecter les bouchages des crépines avec un enregistrement des émissions de rayons gamma. La présence de ces éléments radioactifs sur des dépôts similaires du Cambrien de Rhourd El Baguel a été confirmée plus tard par l’association Sonatrach-ARCO. Le niveau de radioactivité sur les deux gisements y était trop faible pour présenter un risque. Notons que les argiles du Cambrien qui est produit à Hassi Messaoud et à Rhourd El Baguel étaient connues pour leur radioactivité ; c’est ce qui permettait de distinguer les argiles des grès propres.

C21- Toxicité non cancérogène
Seulement 26 parmi ces produits ont un RfV ; 18 d’entre eux sont des contaminants pour l’eau selon la NPDWR. Les RfV s’échelonnent entre 0,00002 mg/kg/jour pour le phosphore, le plus agressif, au nitrate avec 1,6 mg/kg/jour. Les affections sont nombreuses : atteinte aux tissus rénaux, lésions intestinales, atteintes au système nerveux central, rachitisme, atteinte à la fonction reproduction…
Voir plus haut nos remarques concernant les nitrates et nitrites et l’avis du NIH sur le phosphore.

C22- Toxicité cancérogène
4 produits ont un OSF : 3 chez CalEPA, 1 chez IRIS ; le cadmium a un OSF bien plus élevé que celui de l’arsenic et encore bien plus élevé que celui du plomb (0.5 μg/j, formulation spécifique à CalEPA) ; il est donc potentiellement plus cancérogène.
- Aucun ingrédient n’est classifié cancérogène par les 4 bases de données à la fois.
- Seul l’arsenic est considéré cancérogène pour l’homme par 3 bases de données.
- Sont cancérogènes dans 2 bases de données : Le cadmium, le chrome VI si ingurgité, et le béryllium. Sont classifiés cancérogènes par une seule base de données le chrome VI si inhalé, la particule α, la particule β, le radium, le radium 226 et le radium 228. Classifiés comme cancérogènes au plus dans 2 bases de données, doit-on les considérer définitivement comme cancérogènes ?
- Sont cancérogènes probables selon 2 bases de données : Le plomb, le nickel, le nitrate et le nitrite.
- Nous avons dit plus haut que le nitrate est un des composants de l’eau de Seaal à Alger. On trouve ainsi parfois le nitrite dans la quasi-totalité des eaux minérales vendues sur notre marché à des niveaux de concentration divers, bien qu’inférieures aux limites généralement admises.

C3- Pesticides organochlores et PCB
12 produits figurent dans ce groupe. Certains de ces produits sont interdits à la vente aux États-Unis tels que les pesticides composés organochlorés et aroclor 1248 qui est un mélange de PCB. Ils ont été rapportés par deux sources dont un rapport de GTI sur Marcellus. Ils peuvent être des reliquats de produits utilisés par l’agriculture ou la fracturation ou le forage et dispersés par les infiltrations des eaux de surface qui pourraient les avoir transportées vers les couches inférieures y compris celles qui se trouvent dans le voisinage des schistes ou les schistes eux-mêmes. Ils peuvent être dus aussi à des contaminations de laboratoire compte tenu des faibles concentrations rapportées.

C31- Toxicité non cancérogène
12 produits sont concernés dont 5 (heptachlor époxyde, aldrin, dieldrin, lindane, heptachlor) ont un RfV ; tous ont des Loael et des points de données dans Actor.
Les RfV varient de 0.000013 mg/kg/jour pour l’époxyde d’heptachlore à 0,0005 mg/kg/jour pour l’heptachlore, ce qui est le signe d’une forte toxicité notamment pour le premier. Pour ce dernier, le DL50 est égal à 68 mg/kg pour les souris (DL50 est la dose qui provoque 50% de décès des souris aux essais de laboratoire). Les 5 produits agissent sur le foie ; le lindane agit aussi sur les reins.

C32- Toxicité cancérogène
Sept produits pesticides organochlorés et PCB ont un OSF chez IRIS.
Sont classés cancérogènes probables par IRIS : aldrine, dieldrine, heptachlore, époxyde d’heptachlore et p.p’-DDE (C14H8Cl4) ; est classé cancérogène possible : le beta-hexachlorocyclohexane.
Pour IARC, le lindane est cancérogène pour l’homme ; mais aldrine et dieldrine n’y sont pas classifiés.
Pour PPRTV, aucun de ces produits n’est classifié ; pour ROC, seul lindane est très probablement cancérogène, les autres ne sont pas classifiés.
On voit, là encore, que les sources sont loin de s’accorder sur la cancérogénicité de ces produits.

C4- Produits utilisés dans les fluides de fracturation et retrouvés dans l’eau produite par les puits fracturés :
Ils sont au nombre de 77 et font partie des 1 084 produits utilisés dans les fluides de fracturation étudiés par EPA tel que rapporté aux paragraphes précédents.
S. K.

(À suivre)