A Dilbit Primer: En quoi c'est différent de l'huile conventionnelle

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Lorsque les intervenants d'urgence se sont précipités à Marshall, dans le Michigan, le 26 juillet 2010, ils ont découvert que la rivière Kalamazoo avait été noircie par plus d'un million de gallons de pétrole. Ils n'ont découvert que plus d'une semaine plus tard que le pipeline rompu transportait du bitume dilué, également connu sous le nom de dilbit, de la région des sables bitumineux du Canada. Le nettoyer les mettrait au défi d'une manière qu'ils n'avaient jamais imaginée. Au lieu de prendre quelques mois, comme ils l'avaient initialement prévu, près de deux ans plus tard, le travail n'est toujours pas terminé.

Le dilbit est plus difficile à retirer des voies navigables que le pétrole brut léger typique, souvent appelé brut conventionnel, qui a toujours été utilisé comme source d'énergie.

Alors que la plupart des huiles conventionnelles flottent sur l'eau, une grande partie du dilbit coule sous la surface. Le pétrole submergé est beaucoup plus difficile à nettoyer que le pétrole flottant : une grande quantité de pétrole reste dans le lit de la rivière près de Marshall, et le nettoyage devrait se poursuivre jusqu'à la fin de 2012.

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InsideClimate News a passé sept mois à enquêter sur ce qui différenciait le déversement de Marshall des déversements de pétrole conventionnels. Une partie du défi était qu'il y a eu peu de recherches scientifiques sur le dilbit; la plupart des études qui ont été réalisées ont été menées par l'industrie et considérées comme des informations exclusives.

Les informations que nous avons trouvées proviennent de dossiers gouvernementaux et d'études de l'industrie accessibles au public, ainsi que de dizaines d'entretiens avec des analystes de l'industrie, des responsables fédéraux et étatiques et plusieurs chercheurs universitaires qui ont travaillé avec l'industrie pétrolière. Nous avons également interrogé des groupes de surveillance qui se sont concentrés sur l'augmentation de la réglementation sur le dilbit, notamment le Pipeline Safety Trust, le Natural Resources Defense Council et le Pembina Institute, un groupe de réflexion canadien très respecté qui soutient l'énergie durable.

Les experts de l'Université de l'Alberta et de l'Université de Calgary, où des recherches sur les sables bitumineux ont été effectuées, n'ont pas renvoyé de demandes de commentaires. InsideClimate a demandé à l'American Petroleum Institute et à l'Association canadienne des producteurs pétroliers de nous mettre en contact avec leurs experts, mais aucune des deux organisations n'a fourni de scientifiques ou d'ingénieurs pour des entrevues.

Qu'est-ce que le dilbit ?

Dilbit signifie bitume dilué.

Le bitume est une sorte de pétrole brut que l'on trouve dans les gisements naturels de sables bitumineux. C'est le pétrole brut le plus lourd utilisé aujourd'hui. Les sables bitumineux, également appelés sables bitumineux, contiennent un mélange de sable, d'eau et de bitume huileux. La région des sables bitumineux de l'Alberta, au Canada, est la troisième plus grande réserve de pétrole au monde.

Qu'est-ce qui différencie le bitume du pétrole ordinaire ou conventionnel?

Le pétrole brut conventionnel est un liquide qui peut être pompé à partir de gisements souterrains. Il est ensuite expédié par pipeline vers des raffineries où il est transformé en essence, diesel et autres carburants.

Le bitume est trop épais pour être pompé depuis le sol ou via des pipelines. Au lieu de cela, la substance lourde ressemblant à du goudron doit être extraite ou extraite en injectant de la vapeur dans le sol. Le bitume extrait a la consistance du beurre d'arachide et nécessite un traitement supplémentaire avant de pouvoir être livré à une raffinerie.

Il existe deux façons de traiter le bitume.

Certains producteurs de sables bitumineux utilisent des installations de valorisation sur place pour transformer le bitume en brut synthétique, qui est similaire au pétrole brut conventionnel. D'autres producteurs diluent le bitume en utilisant soit du brut léger conventionnel, soit un cocktail de liquides de gaz naturel.

Le bitume dilué, ou dilbit, qui en résulte a la consistance du pétrole brut conventionnel et peut être pompé dans des pipelines.

Quels produits chimiques sont ajoutés pour diluer le bitume?

La composition exacte de ces produits chimiques, collectivement appelés diluants, est considérée comme un secret commercial. Les diluants varient en fonction du type particulier de dilbit produit. Le mélange comprend souvent du benzène, un cancérigène humain connu.

Si le dilbit a la consistance du brut ordinaire, pourquoi a-t-il coulé lors du déversement de Marshall ?

Le dilbit qui s'est déversé à Marshall était composé de 70 % de bitume et de 30 % de diluants. Bien que le dilbit ait initialement flotté sur l'eau après l'ouverture du pipeline 6B, il a rapidement commencé à se séparer en ses différents composants.

La plupart des diluants se sont évaporés dans l'atmosphère, laissant derrière eux le bitume lourd, qui a coulé sous l'eau.

Selon des documents publiés par le National Transportation Safety Board, une agence fédérale qui enquête sur le déversement, il a fallu neuf jours pour que la plupart des diluants s'évaporent ou se dissolvent dans l'eau.

Le pétrole brut conventionnel peut-il aussi couler dans l'eau ?

Oui, mais dans une moindre mesure.

Chaque type de pétrole brut est composé de centaines de produits chimiques différents, allant des composés légers et volatils qui s'évaporent facilement aux composés lourds qui couleront.

La grande majorité des produits chimiques trouvés dans le pétrole conventionnel se trouvent au milieu du paquet - assez légers pour flotter mais trop lourds pour se dégager dans l'atmosphère.

Le dilbit contient très peu de ces composés de milieu de gamme : au lieu de cela, les produits chimiques ont tendance à être soit très légers (les diluants), soit très lourds (le bitume).

Étant donné que le bitume représente 50 à 70 % de la composition du dilbit, au moins 50 % des composés contenus dans le dilbit sont susceptibles de couler dans l'eau, contre moins de 10 % pour la plupart des pétroles bruts conventionnels.

Comment savez-vous si un type particulier de pétrole brut va couler ou flotter ?

L'industrie classe différents pétroles bruts comme légers, moyens ou lourds, en fonction de leurs densités. Il y a un débat sur les seuils pour ces catégories, mais le bitume tombe dans la catégorie "extra lourd" car il est plus dense que l'eau. Le bitume dilué qui s'est déversé de 6B était plus léger que l'eau et considéré comme du pétrole brut lourd.

Mais la densité seule ne détermine pas si un type particulier de pétrole brut va couler ou flotter, a déclaré Nancy Kinner, professeur de génie civil et environnemental à l'Université du New Hampshire qui étudie le pétrole submergé. Les conditions météorologiques et autres peuvent modifier la flottabilité des pétroles bruts : par exemple, les bruts plus légers que l'eau peuvent couler s'ils se mélangent aux sédiments.

C'est exactement ce qui s'est passé avec le bitume de 6B. En général, la densité du bitume varie de légèrement plus lourd que l'eau à à peine plus léger que l'eau. Le bitume qui s'est répandu à Marshall était à l'extrémité la plus légère de l'échelle. Marc Huot, analyste technique et politique au Programme des sables bitumineux de l'Institut Pembina, a déclaré que la densité du bitume était si proche de celle de l'eau qu'il se trouvait dans « une zone grise. Il peut ou non flotter selon [les conditions]… pensez à une bûche – elle flotte, mais pas très bien.

Mais alors que le bitume se mélangeait avec des grains de sable et d'autres particules dans la rivière, le poids des sédiments a entraîné le bitume sous l'eau.

Pourquoi a-t-il été si difficile de nettoyer le pétrole submergé dans le Kalamazoo ?

Les procédures et l'équipement de nettoyage existants sont conçus pour capturer les hydrocarbures flottants. Étant donné que l'accident de Marshall a été le premier déversement majeur de dilbit dans les eaux américaines, les experts en nettoyage sur place n'étaient pas préparés au défi du pétrole submergé.

L'EPA a supervisé le nettoyage de près de 8 400 déversements depuis 1970, mais dans de multiples entretiens avec InsideClimate News, les responsables de l'agence ont déclaré que le nettoyage du déversement de Marshall ne ressemblait à rien de ce qu'ils avaient jamais affronté.

"[Ce n'est] pas quelque chose que beaucoup de gens ont traité", a déclaré Kinner. "Lorsque vous ne pouvez pas voir [le pétrole], vous ne savez pas où il se trouve, il est donc très difficile de le nettoyer."

Une fois que les équipes de nettoyage ont localisé le pétrole submergé, il est difficile de le retirer sans détruire le lit de la rivière. Les agents de nettoyage de Marshall ont été contraints d'improviser des procédures moins invasives qui équilibraient le nettoyage du pétrole avec la protection de l'écosystème.

Le 16 juillet 2010, neuf jours seulement avant l'accident de Marshall, l'EPA a averti que la nature exclusive des diluants trouvés dans le dilbit pourrait compliquer les efforts de nettoyage. L'agence commentait le projet de déclaration d'impact environnemental (EIS) du département d'État du Keystone XL, un pipeline proposé qui transporterait du dilbit canadien à travers six États américains et l'aquifère d'importance critique d'Ogallala.

"Premièrement, nous notons que pour que le bitume soit transporté par le pipeline, il sera soit" dilué avec du matériel de coupe (dont la composition spécifique est une information exclusive à chaque expéditeur) soit une technologie de valorisation est appliquée pour convertir le bitume en pétrole brut synthétique ", a écrit l'EPA. "… Sans plus d'informations sur les caractéristiques chimiques du diluant ou du brut synthétique, il est difficile de déterminer le devenir et le transport de tout pétrole déversé dans le milieu aquatique.

"Par exemple, la nature chimique du diluant peut avoir des implications importantes pour la réponse car elle peut avoir un impact négatif sur l'efficacité des équipements flottants traditionnels d'intervention en cas de déversement d'hydrocarbures ou sur les stratégies d'intervention. En outre, le projet d'EIS traite du pétrole en général et, comme expliqué précédemment, il peut ne pas être approprié de supposer que ce bitume brut/brut synthétique partage les mêmes caractéristiques que les autres pétroles."

Comment le dilbit affecte-t-il la sécurité des pipelines?

Certains groupes de surveillance affirment que le dilbit est plus corrosif que le pétrole conventionnel et provoque davantage de fuites dans les pipelines. L'industrie conteste cette théorie et il n'y a pas d'études indépendantes pour soutenir l'une ou l'autre des parties. Fin 2011, le Congrès a adopté un projet de loi ordonnant à la Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) d'étudier si le dilbit augmente le risque de déversement. Les résultats sont attendus en 2013.

L'industrie affirme que le pétrole des sables bitumineux canadiens est très similaire aux bruts lourds conventionnels provenant d'endroits comme le Venezuela, le Mexique et Bakersfield, en Californie. Ces pétroles bruts, cependant, ne sont pas transportés par les pipelines du pays. Le pétrole de Bakersfield est traité dans des raffineries sur place, tandis que les importations vénézuéliennes et mexicaines sont expédiées par pétroliers vers des raffineries de la côte américaine du golfe.

Les mêmes organismes de surveillance qui critiquent le dilbit affirment que le brut synthétique, qui est également fabriqué à partir de bitume, ne pose aucune menace supplémentaire pour la sécurité des pipelines. Les États-Unis importent actuellement plus de 1,2 million de barils de dilbit canadien et de brut synthétique par jour, et ce chiffre devrait augmenter de façon spectaculaire au cours de la prochaine décennie. La majeure partie de l'augmentation de la production proviendra du dilbit, parce que les usines de valorisation du pétrole brut synthétique du Canada ont atteint leur capacité et parce qu'il est financièrement plus lucratif pour les raffineries américaines de traiter le dilbit.

Le gouvernement réglemente-t-il le dilbit différemment du pétrole brut conventionnel?

Pour la plupart, non.

Dilbit n'est soumis à aucune réglementation de sécurité supplémentaire et PHMSA ne suit pas le type spécifique de pétrole brut qui circule dans chaque pipeline. C'est l'une des raisons pour lesquelles il est difficile de comparer le bilan de sécurité du dilbit avec celui du brut conventionnel.

Mais le pétrole des sables bitumineux est réglementé différemment en matière de taxes. L'industrie pétrolière paie une taxe de 8 cents par baril sur le pétrole brut produit et importé aux États-Unis. La taxe est versée au Oil Spill Liability Trust Fund, qui fournit des fonds d'urgence pour le nettoyage des déversements d'hydrocarbures et les réclamations. Les déversements de Marshall et de BP Gulf Coast ont tous deux puisé dans ce fonds.

Au début de 2011, cinq mois après le déversement de Marshall, l'IRS a décidé d'exempter le dilbit et le brut synthétique du paiement de cette taxe. Le service d'information sur l'énergie et l'environnement E&E Publishing a indiqué que l'exemption avait été accordée "à la demande d'une entreprise dont l'identité était gardée secrète".

Certains disent que le pétrole des sables bitumineux du Canada est si différent en raison de sa chimie, de son comportement et de la façon dont il est produit qu'il ne devrait pas être considéré comme du pétrole brut.

"On ne considérerait pas les sables bitumineux comme du brut typique", a déclaré Kinner, professeur à l'Université du New Hampshire. "Ce n'est pas considéré comme du pétrole brut par la plupart des gens qui s'occupent de pétrole et de déversements de pétrole."

Kinner codirige le Coastal Response Research Center, une collaboration entre l'université et la National Oceanic and Atmospheric Administration. Le centre mène des recherches sur les innovations en matière d'intervention en cas de déversement et a récemment lancé un groupe de travail sur les hydrocarbures submergés.

Le boom des sables bitumineux fait partie d'une tendance plus large de l'industrie à produire des pétroles bruts plus lourds, qu'il s'agisse de bitume ou de bruts lourds conventionnels, a déclaré Kinner. "Tous les matériaux plus légers ont été épuisés… nous ne prendrions pas de sables bitumineux si ce n'était pas économiquement viable… et avec le temps, il y aura plus de [déversements de] pétrole submergé."

Anthony Swift, avocat au Conseil de défense des ressources naturelles qui a passé des années à étudier l'industrie des sables bitumineux, a déclaré que le déversement de Marshall souligne la nécessité d'une réglementation plus stricte du dilbit.

La marée noire de Marshall n'est pas la plus grande marée noire de l'histoire des États-Unis, mais c'est de loin la plus coûteuse. En utilisant les chiffres de la base de données sur les incidents de pipeline de la PHMSA, Swift a calculé que le coût moyen de nettoyage de chaque déversement de pétrole brut des 10 dernières années était de 2 000 dollars le baril. Le déversement de Marshall a coûté plus de 29 000 $ le baril.

"Lorsque vous avez quelque chose qui n'est pas le plus gros déversement que nous ayons eu, mais qui s'avère beaucoup plus dommageable et difficile à gérer, cela soulève la question, en quoi ce déversement était-il différent?" dit Swift. "Et ce qui était différent, c'est ce qui s'est renversé."

La chercheuse Lisa Schwartz a contribué à ce rapport.