Impacts environnementaux de l'exploitation pétrolière en Amazonie équatorienne : de l'étude spatiale de la vulnérabilité à l'évaluation du risque - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Environmental impacts of oil activities in the Northeastern Ecuadorian Amazon : from the spatial study of vulnerability to risk assessments

Impacts environnementaux de l'exploitation pétrolière en Amazonie équatorienne : de l'étude spatiale de la vulnérabilité à l'évaluation du risque

Résumé

Ecuador is the 5th oil producer in Latin America. Most of crude oil reserves lie beneath the north-eastern Ecuadorian Amazon (NEA), representing 15% of the entire country, yet encompassing high biodiversity and cultural heritage. Crude oil and gas production generate toxic wastes potentially polluting the environment. The methodology was set to evaluate hazards and environmental vulnerability, using score indexes and rankings, as independent components of risk. Then, they were combined using spatial overlay methods. An observed hindrance for risk analysis was the quality of public data that were used in this study. In this context, the first aim was to determine accidental oil spill volumes in well-documented oil blocks. Then, putative spill volumes were allocated to poorly-documented oil blocks to obtain a homogeneous map. The second aim was to map key atmospheric emissions associated to gas flaring, i.e., greenhouse gas (CO2, CH4) and black carbon (BC) particles. The third aim was to assess the potential vulnerability of natural heritage using regional scale proxies such as protection status and land use. Finally, the fourth aim was to exemplify the presented risk assessment approach by evaluating total petroleum hydrocarbons (TPH) potentially flowing to groundwater from oil pits. Main results indicate 10,000.2 t (909.1 t.yr-1; SD = 1,219.5) oil spilled in the NEA during the 2001-2011 period (11 years), according to recorded events. However, a 54.8% increase was found when extrapolating spill rates from well-documented oil blocks to poorly-documented ones. Spatial prediction accuracy ranged from 32 to 97%. Gas flared amounted to 7.6 Gm3 (760 Mm3.yr-1), equivalent to a range of 3.7 - 4.5 kt.yr-1 BC, during 2003-2012 lapse. Total petroleum hydrocarbons in unlined oil pits was estimated to 49,436.4 t. Several maps resulted from this thesis. Spatial emissions indicate spills and gas flaring are occurring at higher rates in settlements of Joya de los Sachas, Dayuma and Shushufindi. The natural heritage vulnerability maps indicated 42% of highly vulnerable surface at the most eastern side of the studied area. Groundwater vulnerability was low to medium in most areas; furthermore, the example considered for risk assessment of groundwater and unlined oil pits, indicated highest potential impacts in settlements of Nueva Loja, Tarapoa and Shushufindi. Publicly available data quality was found to be acceptable. For instance, when comparing airborne emission estimates with some other independent estimates only 2.5-fold difference was found at most. Spatial allocation accuracy of oil spills showed promising methodology for improving hazard mapping. Vulnerability assessment indicated natural heritage proxies to be suitable for building vulnerability indexes at regional scale as land use is significantly correlated to species richness, and protected areas are efficiently conserved in the long term, thus conveying some information on ecological integrity. Moreover, there was only 8.8% of spatial incongruence between the two proxies. Groundwater vulnerability mapping indicated gaps in knowledge that were discussed; some distance thresholds were proposed to select validation sites in future studies. In conclusion, estimates and maps obtained may be valuable for safety and security monitoring, accountability of public institutions and land use planning to lessen future risks.
L'Équateur est le 5ème producteur de pétrole d'Amérique latine. La plupart des réserves se trouvent sous le nord-est de l'Amazonie équatorienne (NEA), représentant 15% de l'ensemble du pays, mais englobant une grande diversité biologique et culturelle. La production de pétrole et de gaz génère des déchets toxiques susceptibles de polluer l'environnement. La méthodologie a été définie pour évaluer les aléas et la vulnérabilité environnementale en tant que composantes indépendantes du risque, en utilisant des méthodes indicielles et des outils de hiérarchisation. Ensuite, ils ont été combinés à l'aide de méthodes de superposition spatiale. La qualité des données publiques utilisées dans cette étude a constitué une difficulté. Dans ce contexte, le premier objectif était de déterminer les volumes d'hydrocarbures déversés accidentellement dans des blocs pétroliers bien documentés. Ensuite, des volumes de déversements estimés ont été attribués aux blocs mal documentés pour obtenir une carte homogène. Le deuxième objectif consistait à cartographier les principales émissions atmosphériques associées aux torchères, c'est-à-dire les gaz à effet de serre (CO2, CH4) et les particules de noir de carbone (BC). Le troisième objectif était d'évaluer la vulnérabilité potentielle du patrimoine naturel à l'échelle régionale à l'aide de proxys tels que le statut de protection et l'occupation des sols. Le quatrième objectif consistait à illustrer l'approche proposée pour l'évaluation des risques en évaluant le potentiel de contamination des eaux souterraines à partir des fosses de stockage de résidus d'hydrocarbures. Les principaux résultats indiquent 10 000,2 t (909,1 t.an-1 ; SD = 1219,5) de pétrole déversé accidentellement dans la NEA durant la période 2001-2011, selon les événements enregistrés. Cependant, une augmentation de 54.8% a été constatée lors de l'extrapolation des taux de déversement des blocs pétroliers bien documentés aux blocs mal documentés. La précision des prévisions spatialisées a été de 32 à 97%. Les gaz brûlés au cours de la période 2003-2012 se sont élevés à 7,6 Gm3 (760 Mm3.an-1), ce qui correspond à des valeurs allant de 3,7 à 4,5 kt.an-1 BC. Les hydrocarbures dans les fosses de stockage ont été estimés à 49 436,4 t. Plusieurs cartes résultent de cette thèse. Les émissions spatialisées indiquent que les déversements et les émissions des torchères sont plus fréquents dans les agglomérations de Joya de los Sachas, Dayuma et Shushufindi. Les cartes de vulnérabilité du patrimoine naturel indiquent que 42% de la surface du territoire est hautement vulnérable, à l'est de la zone d'étude. La vulnérabilité des eaux souterraines est faible à moyenne dans la plupart des zones. En outre, l'exemple envisagé pour l'évaluation des risques liés aux eaux souterraines et aux fosses non étanchéifiées indique que les impacts potentiels les plus importants sont localisés au niveau des agglomérations de Nueva Loja, Tarapoa et Shushufindi. La qualité des données publiques disponibles a été jugée acceptable. En comparant nos estimations des émissions atmosphériques avec d'autres estimations indépendantes, une différence de 2,5 fois au maximum a été trouvée. La précision de la répartition spatiale des déversements accidentels a révélé une méthodologie prometteuse pour améliorer la cartographie des aléas. L'évaluation de la vulnérabilité a montré que les composantes du patrimoine naturel permettent de construire des indices de vulnérabilité à l'échelle régionale, l'occupation des sols étant significativement corrélée à la richesse spécifique et les aires protégées étant conservées efficacement sur le long terme, véhiculant ainsi une information sur l'intégrité écologique. En conclusion, les estimations et les cartes obtenues peuvent s'avérer utiles pour la surveillance de la sécurité et la sûreté des installations, la responsabilisation des institutions publiques et l'aménagement du territoire afin de réduire les risques futurs.
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tel-02936255 , version 1 (11-09-2020)

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  • HAL Id : tel-02936255 , version 1

Citer

Juan Durango. Impacts environnementaux de l'exploitation pétrolière en Amazonie équatorienne : de l'étude spatiale de la vulnérabilité à l'évaluation du risque. Ecologie, Environnement. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2019. Français. ⟨NNT : 2019TOU30005⟩. ⟨tel-02936255⟩
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