ARTICLE

Lac-Mégantic : analyse de l’urgence environnementale, bilan etévaluation des impactsRosa Galvez-Cloutier, Gaëlle Guesdon et Amandine Fonchain

Résumé : L’explosion survenue le 6 juillet 2013 dans la ville de Lac-Mégantic, au Québec, d’un train appartenant a la compagnieMMA transportant des hydrocarbures pétroliers légers, a dévasté le centre-ville de cette commune de près de 6000 habitants. Unbilan tragique porte a 47 morts le nombre de victimes et a 5978 m3 de produits dérivés de pétrole déversés dans le lac Mégantic,la rivière Chaudière, sans compter les produits issus de la combustion incomplète dispersés avec la fumée de l’incendie. Il s’agitdu pire déversement pétrolier terrestre au Canada. L’accident et la gestion de la catastrophe environnementale ont, a ce jour,révélé des lacunes importantes a plusieurs niveaux : la sécurité du transport de substances dangereuses, la préparation desmunicipalités face a des urgences environnementales, la pertinence et l’adéquation de mesures d’urgence, l’évaluation du risqueenvironnemental, l’évaluation de la contamination et le choix et la rapidité des mesures de réhabilitation. Cet article décritl’accident, les mesures d’urgence appliquées et les impacts environnementaux causés par des contaminants pétroliers.Il présente et analyse les données de caractérisation des eaux, des sols, des sédiments et de l'air divulguées par le gouvernement, lesorganismes environnementaux et les universitaires. Il aborde les problèmes et solutions sanitaires tels que l’alimentation en eaupotable qui s’effectue pour certaines communes dans la rivière Chaudière, les problématiques de contamination d’eau desurface, des eaux souterraines, des sédiments et des sols ainsi que le devenir des contaminants et leurs futurs impacts cumulatifspotentiels. L’article vise a faire état des manques et des besoins critiques en réglementation, infrastructure, formation etconnaissances sous la forme de recommandations afin que les populations et services municipaux soient mieux préparés a faireface a des situations et évènements futurs similaires.

Mots-clés : contamination, déversement accidentel, impacts environnementaux, prévention, produits pétroliers, toxicité.

Abstract: On 6 July 2013, in Lac Mégantic, Quebec, the explosion of an MMA train, carrying light petroleum hydrocarbons,annihilated the downtown area of this 6000-inhabitant community. A total of 47 people lost their lives in this tragic accident and5978 m3 of petroleum sub-products spilled into Lake Mégantic and the Chaudière River, not counting the incomplete combus-tion products that were dispersed with the smoke form the fire. This was the worst petroleum spill on land in Canada. Theaccident and the management of the environmental catastrophe revealed major deficiencies at several levels: transport safety ofhazardous materials, preparedness of municipalities facing environmental emergencies, relevance and adequacy of emergencymeasures, environmental risk assessment, assessment of contamination and selection and speed of rehabilitation measures.This article describes the accident, the emergency measures applied and the environmental impacts of petroleum contaminants.It states and analyses the characterization data on water, soils, sediment and air supplied by the government, environmentalorganisations and universities. It addresses sanitary issues and solutions, such as potable water supply for some communitiesalong the Chaudière River, surface water, groundwater, sediments and soil contamination issues, as well as the future ofcontaminants and their potential long-term cumulative impacts. This article proposes recommendations for signaling thedeficiencies and critical needs as pertains to regulations, infrastructure, training and knowledge so the populations andmunicipal services may be better prepared to face future similar situations and events. [Journal translation]

Key words: contamination, accidental spill, environmental impacts, prevention, petroleum products, toxicity.

1. IntroductionÀ l’été 2013, le déraillement d’un train de la compagnie Mon-

treal, Maine and Atlantic Railways (MMA) transportant du pétroleléger non ramifié du Dakota du Nord est a l’origine d’une des pirescatastrophes écologiques et sociales au Canada, provoquant lacontamination du lac Mégantic et de la rivière Chaudière dans laprovince du Québec. Dans cet article, basé sur les faits, les en-quêtes, les prospections et les résultats d’analyses mis a disposi-tion et connus a ce jour, on vise a faire un bilan environnementalet a proposer une réflexion sur le transport des hydrocarbures,l’anticipation des risques associés ainsi que les mesures d’atténuation etde réhabilitation a mettre en place.

1.1. Historique de l’accidentLa ville de Lac-Mégantic (45° 34= 51,20== nord, 70° 53= 17,16== ouest)

est située au sud de Québec dans le bassin versant de la rivièreChaudière. Cette rivière, longue de 185 km, prend sa source dansle lac Mégantic et traverse plusieurs villes de la région ChaudièreAppalaches, dont Sainte-Marie, Saint-Georges, Beauceville et Saint-Joseph-de-Beauce avant de se jeter dans le fleuve Saint-Laurent, ala hauteur de Lévis (fig. 1) (Comité de Bassin de la RivièreChaudière 2012). Quatre barrages sont aménagés sur la rivière (una Lévis et trois a Saint-Georges-de-Beauce) permettant de régulerson débit et de contrôler son niveau d’eau. Plusieurs municipali-tés dont Charny et Saint-Georges ont des prises d’eau directementdans la rivière (dans la région 47,2 % de la population est ali-

Reçu le 8 janvier 2014. Accepté le 3 avril 2014.

R. Galvez-Cloutier, G. Guesdon et A. Fonchain. Faculté des Sciences et Génie, Département de génie civil et génie des Eaux, Université Laval, Québec(Québec), Canada.Auteur correspondante : Rosa Galvez-Cloutier (courriel : rosa.galvez@gci.ulaval.ca).

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Rev. can. génie civ. 41: 531–539 (2014) dx.doi.org/10.1139/cjce-2014-0011 Publié à www.nrcresearchpress.com/cjce le 11 avril 2014.

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mentée par les eaux de surface et 52,8 % par les eaux souterraines)(MDDEFP 2002). Le 5 juillet 2013 a 23 h, un convoi de 72 wagons-citernes remplis de pétrole, et de 5 locomotives s’arrête dans laville de Nantes, a une dizaine de kilomètres de Lac-Mégantic. Unincendie se déclare dans l’une des locomotives a 23 h 50. Lespompiers de Nantes sont prévenus, coupent le moteur de la loco-motive et éteignent le feu. Plus tard, alors que les équipes depompiers ont quitté le site de l’incendie, le train, sans conducteur,commence a rouler. La pente, de 1,2 % entre Nantes et Lac-Mégantic, combinée au poids des wagons, fait augmenter la vi-tesse du train et provoque un détachement des locomotives(Gouvernement du Canada 2013). Le 6 juillet, aux alentours de1 h 15, le train déraille dans la ville de Lac-Mégantic provoquantl’explosion de quatre wagons. Avec la chaleur provoquée parl’incendie du pétrole déversé (température de l’ordre de 1500 °C),

des wagons supplémentaires vont par la suite exploser. Les pom-piers mettront 40 h pour venir a bout de l’incendie. Cette catas-trophe a entraîné la mort de 47 personnes (Sûreté du Québec2013), la destruction d’une partie du centre-ville de Lac-Méganticainsi qu’une pollution environnementale majeure, de l’eau, del’air et des sols. Le convoi complet transportait 7679 m3 de pétroledont 961 m3 ont pu être récupérés (neuf wagons sont restés in-tacts) et 740 m3 furent transbordés et récupérés avant qu’ils ne sedéversent. Au total, selon la dernière estimation du Ministèredu Développement durable, Environnement, Faune et Parcs(MDDEFP), 5978 m3 de pétrole se sont donc déversés ou ont brûlélors de la catastrophe et 100 m3 de pétrole se seraient déversésdans la rivière Chaudière. De par ces chiffres, cette catastropheserait le pire déversement de pétrole terrestre qu’a connul’Amérique du Nord après la catastrophe de Kalamazoo dans le

Fig. 1. Bassin versant de la rivière Chaudière (COBARIC 2012).

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Michigan en 2010 (Lemieux 2013). Les opérations de pompage dansla rivière Chaudière ont permis de récupérer 52 m3 d’eau huileuseet 41 603 m3 ont été captés par le réseau d’égouts, ou par pompagedans le lac et sur les terrains contaminés. À l’heure actuelle, au-cune estimation précise sur la quantité de pétrole contenue dansces eaux huileuses n’a été publiée du fait de leur compositionvariable (entre 2 et 50 % de pétrole selon le MDDEFP 2013a). Moinsde 12 h après l’accident, les autorités ont mis en place des esta-cades sur la rivière Chaudière afin de contenir le pétrole qui s’yétait déversé. La Société d’intervention maritime pour l’est duCanada (SIMEC), organisme financé par les compagnies pétrolières, aégalement disposé des barrières flottantes pour freiner l’avancéedu pétrole. Le débit du barrage Mégantic (situé a l’exutoire du lac)a été réduit de 25 a 3,5 m3/s afin de limiter la propagation dupétrole dans la rivière (MDDEFP 2013a). Ce débit a été maintenujusqu’au 11 juillet puis a été augmenté progressivement jusqu’a20 m3/s afin de faciliter les opérations de nettoyage du lac. Unenappe de pétrole a pu être observée sur la rivière Chaudière, le7 juillet 2013 (MDDEFP 2013a) formant une fine pellicule d’huileentre Lac-Mégantic et la ville de Saint-Georges-De-Beauce. Des té-moignages ont fait part d’une autre nappe d’huile a la hauteur dela ville de Charny, le 12 juillet, sur une surface de 180 m2. Lesanalyses réalisées montrent cependant que le pétrole a été trèsdilué (teneur en pétrole non significative). Les municipalités quiavaient une prise d’eau dans la rivière Chaudière ont été con-traintes de mettre en place en urgence des systèmes de prélève-ment dans d’autres cours d’eau (MDDEFP 2013a). A des fins desécurité, les autorités ont divisé la ville de Lac-Mégantic en troiszones de protection : un périmètre jaune (toujours actif au 11 mars2014) correspondant a la zone a accès contrôlé, un périmètrerouge (inactif au 11 mars 2014) correspondant a la zone restreinteaux intervenants d’urgence, et un périmètre vert (inactif au11 mars 2014) étant la zone de réintégration progressive de lapopulation (Gouvernement du Québec 2013).

1.2. Contaminants et risque de toxicitéNi le MDDEFP, ni MMA n’ont fourni d’informations précises en

ce qui concerne la composition exacte du pétrole déversé. Dansces conditions, il est difficile de prédire avec précision le com-portement et le devenir des hydrocarbures lorsqu’ils sont disper-sés dans l’eau et le sol, et dans quelles proportions ils sont volatils.Le pétrole transporté était du pétrole de schiste brut léger, enprovenance du Dakota du Nord. Ce type de pétrole est extrait dusous-sol par fracturation hydraulique. Peuvent s’y ajouter des im-puretés et des gaz naturels, ainsi que des additifs utilisés afin derendre transportable le pétrole (plus de 250 produits tels que dessolvants, alcools, biocides, surfactants, acides ainsi que des inhibi-teurs de corrosion et de dépôt; American Petroleum Institute2010; Lenoir et Bataille 2012; Bernard 2013; Vermilion Energy Inc.2013). Le pétrole brut léger a une densité inférieure a 870 kg/m3

(Centre canadien d’information sur l’énergie 2002). Il contient enmajorité des composés saturés (chaînes carbonées ramifiées), eten moins grande proportion des hydrocarbures aromatiques poly-cycliques (HAP), des hydrocarbures aromatiques monocycliques(HAM) ou des composés organiques volatils (COV) tels que leben-zène, toluène, éthylbenzène et xylène (BTEX) ainsi que des com-posés polaires (résine et asphaltènes).

(A) En ce qui concerne l’impact sur l’eau , plusieurs processusentrent en jeu lorsque l’hydrocarbure est déversé dans l’eau telleque la volatilisation et la photo-oxydation. Sur une quantitéde pétrole brut léger donnée, il a été mis en évidence quel’évaporation est de 50 % en 20 h (American Academy ofMicrobiology 2011), le phénomène étant facilité lorsque la massed’eau dans laquelle le pétrole est déversé est calme. Les HAP sontles plus sensibles a la photo-oxydation, formant des sous-produitsoxygénés souvent plus toxiques (effets mutagènes, cytotoxiqueset génotoxiques) que les composés de départ (Durand et al. 1996;Lundstedt et al. 2007). Certains composés volatils et facilement

dégradables se dissolvent dans l’eau, induisant un risque de tox-icité pour la vie aquatique. Les pétroles légers sont plus facilementdispersés dans la colonne d’eau que les pétroles lourds qui ten-dent a sédimenter et a s’accumuler au fond de la rivière. Le phé-nomène de dispersion est le plus souvent engendré dans unemassed’eauturbulente; aussi ladispersiondupétroleestprobablementfaible dans le lac Mégantic étant donné que sa masse d’eau estplutôt calme. Le phénomène de dispersion est plus importantdans la rivière Chaudière dont l’écoulement turbulent est associéa des variations de débits au cours de l’été. Les investigationsmenées par le MDDEFP permettront de confirmer ou infirmer laprésence d’hydrocarbures au fond de la rivière Chaudière(MDDEFP 2013a). Suivant la viscosité du pétrole et les conditionsmétéorologiques, un brassage peut provoquer une émulsiond’eau (mousses) du pétrole en quelques heures, ce qui augmentela viscosité de l’hydrocarbure et rend les opérations de récupéra-tion et de pompage plus compliquées.

(B) En ce qui concerne l’impact sur les sols , il existe un risqueque le pétrole se dépose sur les berges lorsqu’il est transporté parl’eau. L’inspection des berges de la rivière Chaudière avant l’hiver2013–2014 et au printemps 2014 par les équipes du MDDEFP per-mettra de déterminer les endroits nécessitant une interventiondes équipes de nettoyage. Le pétrole répandu sur le sol a tendancea s’oxyder pour se solidifier progressivement, facilitant la décon-tamination du sol par des techniques d’excavation. Cependant,avant d’arriver a son état solide, les risques d’infiltration du pé-trole sont élevés, et c’est ce qui a pu se produire a Lac-Méganticnotamment lors de l’observation d’une épaisse couche de bouecontaminée dans la zone rouge, la plus touchée par les déverse-ments au sol (MDDEFP 2013a).

(C) En ce qui concerne l’impact sur l’air, une partie du pétrole abrûlé lors de l’incendie des wagons, mais la combustion incom-plète du pétrole forme des produits de transformations autres quele CO2 et l’eau. Des suies sont également libérées, provoquantl’émission dans l’air de particules fines, dangereuses pour la santépuisqu’elles peuvent pénétrer dans l’appareil respiratoire; leurseffets vont de la simple gêne respiratoire a des cancers desbronches (en cas d’exposition chronique). Les hydrocarbures im-brûlés et cancérogènes issus de cette combustion incomplète sontessentiellement des HAP dont le benzo[a]pyrène, mais aussi desdioxines et du furane, ainsi que le benzène et le toluène (Daniel2010). D’un point de vue écotoxicologique, les contaminants dé-tectés et (ou) suspectés se distinguent autant par leurs propriétésphysico-chimiques que par leur toxicité (Tableau 1), ce qui fait deleur présence un risque pour l’environnement et pour la santéhumaine. Jusqu’a présent, les informations du gouvernementn’indiquent pas la manière dont le pétrole s’est réparti dans l’eau,l’air et le sol, mais les premiers résultats d’analyses, détaillés ci-après, indiquent l’avancée de la pollution depuis la zoned’accident vers le lac et la rivière, ainsi que l’avancement du pa-nache de fumée produit par la combustion du pétrole vers unedirection ouest-sud-ouest (moyenne de 250°) (MDDEFP 2013a).

2. Étendue et ampleur de la contaminationLes données recueillies depuis les premières investigations por-

tent sur l’air, les eaux de surface, le sol, les eaux souterraines et lessédiments (Tableau 2). Nous reprenons ici les résultats diffusés parle MDDEFP, les organismes environnementaux et les universita-ires. La figure 2 présente les dépassements de seuils dans les ma-trices air, eau et sédiments.

2.1. AirLes analyses d’air ont été effectuées du 6 au 9 juillet a l’aide

d’une unité mobile. Les valeurs mesurées en SO2 ne dépassentjamais les normes d’exposition de courte ou longue durée surl’ensemble des mesures. Toutefois, il est possible que d’autresformes de gaz soufré aient été présentes tel le H2S qui n’a pas étémesuré. Les valeurs de NO2 dépassent les critères d’exposition de

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courte durée sur 24 h. Les concentrations en HAP totaux enregis-trées atteignent une valeur maximale de 17 000 ng/m3 dans lecentre-ville de Lac-Mégantic toutefois aucune norme n’encadre lesconcentrations en HAP dans l’air ambiant au Québec permettantune évaluation d’écotoxicité. Aucune donnée d’analyse n’a étérapportée pour les dioxines ou furanes. Les analyses de l’air am-biant ont uniquement été réalisées dans la ville de Lac-Mégantic,aucune analyse n’est disponible pour les villes aux alentours pourles jours suivant l’accident. Le jour de l’accident, les vents de20 km/h ont pu déplacer un panache de fumée pouvant trans-porter poussières et suies ayant un effet sur l’environnement hu-main et naturel situé a plusieurs kilomètres du centre.

2.2. Eaux de surfaceL’analyse des eaux de surface a été effectuée depuis le lac Mé-

gantic jusqu’a la prise d’eau potable de Saint-Nicolas située a183 km. Le MDDEFP a suivi 3 sites d’échantillonnages, répartis suret en aval du barrage du lac Mégantic, ainsi que 11 sites sur larivière Chaudière. Les données diffusées débutent au 8 juillet pourl’analyse d’eau du lac Mégantic, soit 2 j après l’accident et le

7 juillet pour les analyses d’eau de la rivière Chaudière. Cesvaleurs sont comparées aux critères de qualité des eaux de surfacecorrespondant aux concentrations apportant un effet aigu ou uneffet chronique (MDDEFP 2013b). Les concentrations relevées aLac-Mégantic présentent un danger notable pour l’environnement,car les concentrations ont dépassé a plusieurs reprises le seuild’effet chronique. Le délai d’intervention explique les concentra-tions élevées : les estacades ont été installées sur la rivièreChaudière a partir du 7 juillet, soit le lendemain de l’accident, et lepompage des eaux huileuses issues de l’extinction de l’incendie adébuté quelques heures après l’accident (MDDEFP 2013a). L’heureprécise d’arrivée des équipes d’urgence environnementale n’estpas connue. Une partie des eaux s’étant déversée dans le réseaud’égout pluvial, le temps que toutes les opérations visant a conte-nir les hydrocarbures soient mises en place (moins de 12 h sontestimées d’après une synthèse des communiqués de presse duMDDEFP), un volume important du pétrole s’est répandu dans lelac et dans la rivière. Des concentrations en hydrocarbures élevéessont également retrouvées en amont et en aval du barrage Sarti-

Tableau 1. Propriétés et toxicité des contaminants.

Contaminants Propriétés (Watts 1997) Toxicité (Watts 1997)

Hydrocarbures pétroliers C10–C50 Quasiment insoluble dans l'eau, non volatil, (dépend desa nature chimique)

Dépend de sa nature chimique

HAP - Soluble, hydrophobe et volatil (varie en fonction dunombre d'atomes de carbone)

- Dépend de sa nature chimique :

- Exemple de solubilité dans l'eau (a 25 °C) : naphtalène32 mg/L; anthracène 0,059 mg/L; pyrène 13 mg/L.

- Homme : mutagène (altération del'ADN), cancérogène ettératogène (altération dudéveloppement de l'embryon)

- Densité : peut varier entre 0,980 (phénanthrène) et1,351 (benzo[a]pyrène)

- Benzo[a]pyrène est un des HAP lesplus toxiques

- DL50 (chez le rat) : naphtalène 490 mg/kg;phénanthrène 700 mg/kg; pyrène 2,7 mg/kg

- Environnement naturel :génotoxique, bioconcentrationchez les organismes aquatiques

Benzène - Liquide volatil peu soluble dans l'eau - Homme : effets mutagènes etcancérogènes

- Environnement naturel : impactsur la croissance des végétaux,toxique pour toute forme de vieaquatique

- Solubilité dans l'eau (a 25 °C) : 1770 mg/L- Densité : 0,877- Durée de vie dans l'atmosphère varie de quelques

heures a quelques jours- DL50 (chez le rat) : 3,306 mg/kg

Toluène - Liquide aux conditions normales de pression et detempérature

Homme : nocif, écotoxique,neurotoxique

- Solubilité dans l'eau (a 25 °C) : 546 mg/L- Quasiment insoluble dans l'eau- Densité : 0,867- DL50 (chez le rat) : 5 mg/kg

Ethylbenzène - Volatil a la surface de l'eau Homme : effet sur le systèmenerveux central suite a uneexposition prolongée a desconcentrations élevées

- Solubilité dans l'eau (a 25 °C) : 181 mg/L- Quasiment insoluble dans l'eau- Densité : 0,867- DL50 (chez le rat) : 3,5 mg/kg

Xylène (o-xylène, m-xylène, p-xylène) - Liquide Homme : effet neurologique nocif- Solubilité dans l'eau (a 25 °C) : entre 163 et 221 mg/L- Quasiment insoluble dans l'eau- Densité : entre 0,864 et 0,881- DL50 (chez le rat) : 5 mg/kg

Dioxine et furane - Volatil et lipophile Maladies de la peau, troubles,hépatiques, affaiblissement dusystème immunitaire, del'appareil endocrinien et desfonctions de reproduction, effetssur le développement dusystème nerveux et d'autres casde développement; certainstypes de cancers.

- Solubilité dans l'eau (a 20 °C) : entre 10 g/L, solubledans les solvants et les graisses

- DL (dépend du type d'animal) : de 0,0006 a 5 mg/kg(AFSSA, 2005)

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gan situé sur la rivière Chaudière, montrant que le déversement aLac-Mégantic avait déja atteint ce site seulement 24 h aprèsl’accident. Les estacades installées au niveau du barrage ont puretenir la pollution évitant de retrouver de fortes concentrationsen aval. Jusqu’a la fin de la campagne d’échantillonnage (26 juillet),des concentrations en hydrocarbures supérieures a la limite dedétection et ne respectant pas au moins un des critères de qualitédes eaux de surface sont observées sporadiquement pour chacun despoints d’échantillonnage. L’identification des hydrocarbures in-dique des composés possédant entre 14 et 36 carbones. En aval dubarrage situé a l’exutoire du lac Mégantic, l’identification indiquedes composés plus légers comportant entre 8 et 36 carbones. Lesseuils de toxicité chronique ou aiguë sont régulièrement dépassésjusqu’au 19 juillet, pour l’ensemble des points d’échantillonnage.L’analyse des COV indique de faibles concentrations jusqu’au10 juillet, malgré l’enregistrement d’un pic de toluène. L’ouvertureprogressive du barrage du lac Mégantic a facilité la récupération etla dépollution des hydrocarbures déposés sur les berges de larivière Chaudière en aval et a permis de baisser le niveau d’eau dulac (MDDEFP 2013a). Les BTEX étant très volatils et en présenced’une atmosphère libre, il est normal que, par dilution, les con-centrations de chaque composant retrouvé soient toutes inféri-eures aux critères de toxicité chronique ou aiguë.

Pour les quatre premiers points d’échantillonnages sur la riv-ière Chaudière, des concentrations en HAP sont retrouvées enfaible proportion. Les composés méthylés du naphtalène sont lesplus présents, que ce soit au niveau du lac ou dans la rivière. Apartir de Sainte-Marie, les concentrations en HAP sont inférieuresaux limites de détection. Les effets combinés de dilution, de dé-gradation photochimique et microbienne ainsi que la volatilisa-tion, expliquent que ces concentrations diminuent au fur et amesure que l’on s'éloigne de la source. Des concentrations dépas-sant le seuil de toxicité aiguë en phénanthrène sont retrouvées auniveau du lac Mégantic et en aval du barrage de Sartigan. Cepolluant est très peu soluble dans l’eau et peu volatil (Duffort et al.2010). Les estacades installées au barrage de Sartigan ont permis deretenir un volume de ce composé, car de telles concentrations ne

sont pas retrouvées en aval. De plus, des analyses d’échantillons pré-levés 6 j après l’accident dans la rivière Chaudière sur la partiehuile flottante de type « brun filamenteux » ont été effectuées parla Société pour vaincre la pollution (SVP) et Greenpeace et mon-trent des concentrations en acénaphtène, phénanthrène, fluo-rène, fluoranthène et pyrène supérieures aux normes du MDDEFP(concentration totale des HAP de 7,1 mg/kg).

L’alimentation en eau potable de Saint-Georges, Sainte-Marieet Lévis a été affectée par cet accident, ces dernières furent enrestriction d’eau jusqu’au 18 septembre. Des entreprises agroali-mentaires (produits laitiers, volailles) situées le long de la rivièreChaudière ont dû également interrompre leur production. Dessolutions d’urgence avaient été déployées grâce a un approvision-nement en eau dans des points de substitutions temporaires. Lasituation est stable actuellement et un suivi régulier a été mis enplace par le MDDEFP. Cependant, des hydrocarbures accumulésdans les sédiments ou sur les berges de la Chaudière pourraientretourner en suspension dans l’eau lors des crues printanièresprovoquant un nouveau risque de pollution.

2.3. Sols et eaux souterrainesDepuis le 7 juillet 2013, la société Golder mène une caractérisa-

tion environnementale du site de déraillement et d’explosion dutrain concernant les eaux de surface, les sols et les eaux souter-raines sur une superficie de 31 ha. Elle a publié un rapport sur lesrésultats le 20 août 2013 (Golder Associés Lté 2013), rendu publicpar le MDDEFP. Les critères définis pour la qualité des sols provi-ennent de la Politique de protection des sols et de réhabilitationdes terrains contaminés du MDDEFP (MDDEFP 1999). Pour définirles critères de qualité, la zone d’étude a été subdivisée en dif-férents secteurs en fonction du type de sol. Les sols étaient classésselon les normes du MDDEFP en catégories nommées « B : limitemaximale acceptable pour des terrains a vocation résidentielle,récréative et institutionnelle, et commerciale situés dans un sec-teur residentiel » ou « C : limite maximale acceptable pour desterrains a vocation commerciale, non situés dans un secteurrésidentiel, et pour des terrains a usage industriel ». Les résultats

Tableau 2. Polluants recherchés et analyses.

Milieu environnemental Composés recherchésSources des données et desrésultats

Air HAP, SO2, CO, NO, NO2, NOX, matières particulaires totales ensuspension (TSP), particules de tailles inférieures ou égales a10 �m et 2,5 �m et BTEX

MDDEFP

Eau de surface (rivière Chaudière etlac Mégantic)

Composés organiques volatils (COV) appelé aussi BTEX :benzène, toluène, éthylbenzène, xylène

MDDEFP, Université Laval, SVP

Composés organiques semi-volatils (COSV) : diéthylphtalate,di-n-butylphtalate, butylbenzylphtalate etbis(2-éthylhexyl)phtalate,

MDDEFP

Hydrocarbures avec des chaines carbonées allant de 10 a 50carbones (C10 a C50)

MDDEFP, SVP

HAP (exemples : naphtalène, 2-méthylnaphtalène,1-méthylnaphtalène, 1,3-diméthylnaphtalène, 4,5,6-méthylchrysène, benzo[b+j]fluoranthène)

MDDEFP, SVP, Greenpeace

Métaux, surfactants nonylphénol polyéthoxylés, substancesperfluorées octanoïques

MDDEFP

Sédiments Métaux : arsenic, cadmium, chrome, cuivre, nickel, plomb,sélénium, zinc, vanadium, mercure

MDDEFP, SVP, Greenpeace

Hydrocarbures avec des chaines carbonées allant de 10 a 50carbones (C10 a C50)

MDDEFP

Composés organiques volatils (COV) MDDEFP, Université LavalHAP MDDEFP, Université Laval, SVP,

GreenpeaceSol et eau souterraine C10 a C50 Golder et Associés Lté

COVBTEXMétaux

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ont également été interprétés avec les normes de l’annexe I duRèglement sur l’enfouissement des sols contaminés (c. Q-2, r.18)qui fixe la limite de concentration d’un contaminant au-dela delaquelle il ne peut être enfoui dans un centre de traitement de solscontaminés en critère D (critère de plus forte pollution).

Les concentrations en hydrocarbures C10–C50 sont hétérogènes,mais généralement élevées avec des concentrations oscillant en-tre 4000 et 77 000 mg/kg dans la zone d’impact. Les sols superfi-ciels et les remblais sont les niveaux les plus touchés par leshydrocarbures. Dans certains secteurs, les sols sont pollués enprofondeur avec des concentrations de 12 000 mg/kg entre 1,83 et2,44 m de profondeur. Le bilan d’analyse des C10–C50 a montré que80 % des échantillons analysés avaient des concentrations inféri-eures au critère B du MDDEFP. Les prospections effectuées dansles eaux souterraines ont montré que seuls 3 échantillons sur les37 réalisés contenaient des hydrocarbures C10–C50.

Les COV les plus fréquemment détectés sont les BTEX avec desconcentrations également réparties de manière hétérogène sur lazone d’étude et les concentrations en COV les plus élevées sontétroitement liées aux concentrations élevées en C10–C50. Les résul-tats d’analyse ont été a 85 % au-dessous du critère B de la politiquedu MDDEFP. Dans les eaux souterraines, le benzène est en concen-

tration supérieure aux normes dans quatre puits du centre-ville,un point est non conforme pour le toluène et trois points le sontpour le xylène.

Les concentrations en HAP sont également élevées dans le sol demanière dispersée et hétérogène. La tendance observée pour lesHAP est la même que pour les COV en termes de répartition et decritère d’acceptabilité.

Contrairement aux polluants précédents, la présence des mé-taux dans les sols n’est pas associée aux concentrations les plusélevées en hydrocarbures C10–C50. Plusieurs métaux avaient desconcentrations supérieures aux critères B tels que l’arsenic, lecuivre, l’étain, le nickel, le plomb, le zinc et le molybdène. Leplomb a également été rencontré avec des concentrations supéri-eures a la norme du Règlement sur l’enfouissement des sols con-taminés.

Dans la zone d’impact, le sol contaminé au-dela du critère Breprésente un volume de 48 570 m3 (sur une épaisseur de 1,75 m).Une estimation sur différents secteurs du centre-ville de Lac-Mégantic a été effectuée, ramenant le volume total préliminairede sols contaminés a traiter entre 112 025 m3 (Golder et Associés2013) et 558 000 m3 (MDDEFP 2013a).

Fig. 2. Dépassements de seuils des polluants recherchés dans les matrices air, eau et sédiments en fonction des dates et lieux de l’échantillonnage.

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2.4. SédimentsLes échantillonnages et les analyses des sédiments effectués par

le MDDEFP ont été réalisés en 6 points du lac Mégantic et en 17points de la rivière Chaudière. Les prélèvements ont été effectuésle 16 août pour les points situés sur la rivière Chaudière et le21 août pour ceux réalisés dans le lac, soit plus d’un mois aprèsl’accident. Les critères qualitatifs utilisés par le MDDEFP pourtraiter les résultats d’analyse sont issus d’un document intitulé« Critères pour l’évaluation de la qualité des sédiments au Québecet cadres d’application : prévention, dragage et restauration »(Environnement Canada et MDDEP 2007 ). D’autres investigationsont été réalisées par l’Université Laval (Université Laval 2013) le25 septembre entre le lac Mégantic et Saint-Georges-de-Beauce (septpoints d’échantillonnage) et par SVP, conjointement avec Green-peace, les 2 et 3 octobre (six points d’échantillonnage).

Dans les sédiments prélevés dans le lac ainsi qu’a proximité desprises d’eau potable, tous les hydrocarbures pétroliers étaient endessous des limites de détection du protocole d’analyse, a l’exceptiond’un dépassement dans la phase liquide (MDDEFP, 21 août). Lacampagne menée par l’Université Laval a mis en évidence laprésence d’hydrocarbure C10–C50 dans les sédiments avec des con-centrations supérieures a la limite du critère B du MDDEFP. Cesconcentrations élevées ont été mesurées sur trois des sept sitesd’échantillonnage. Des dépassements de la norme pour les hy-drocarbures pétroliers ont également été mesurés par SVP dansles sédiments de la rivière Chaudière a 4,7 km du lac Mégantic(SVP 2013).

Dans les sédiments prélevés par le MDDEFP dans le lac Mégan-tic, ainsi qu’a proximité des prises d’eau potable, tous les COVanalysés étaient en dessous des limites de détection du protocoled’analyse. D’autres échantillons de sédiments, effectués parl’université Laval, ont montré une concentration en toluène su-périeure au critère de qualité.

D’après les résultats du MDDEFP, les sédiments prélevés dans lelac Mégantic et a proximité des prises d’eau potable ne sont pascontaminés par les HAP. La campagne d’échantillonnage réaliséepar SVP a mis en évidence, pour plusieurs composés (dont troiscomposés cancérogènes), des concentrations en HAP dépassant lanorme de concentration seuil produisant un effet. Ces concentra-tions ont été mesurées a 4,7 km du lac Mégantic dans une zone adébit lent favorisant la sédimentation.

Les résultats publiés par le MDDEFP ont montré que les sédi-ments du lac Mégantic étaient contaminés par des métaux, ades concentrations considérées comme « problématiques pourl’écosystème » (MDDEFP 2013a). Les métaux ainsi identifiés sontl’arsenic, le cadmium, le chrome, le cuivre, le nickel, le plomb etle zinc. Selon le MDDEFP, il serait peu probable que la présence deces métaux dans les sédiments soit rattachée a l’accident ferrovi-aire, mais plutôt a une ancienne contamination ou en raison desteneurs naturellement élevées dans la région. Cette conclusion duMDDEFP demanderait a être étayée ou complétée par des investi-gations supplémentaires. À proximité des prises d’eau potable, lessédiments présentent par endroits des dépassements de valeursseuils en métaux. Les mesures effectuées près du barrage Sartiganfont ressortir les mêmes résultats. La campagne réalisée par SVPpermet d’arriver a la même conclusion en ce qui concerne lesconcentrations d’arsenic dans les sédiments du lac Mégantic et dela rivière Chaudière. Les résultats présentés montrent que plu-sieurs mois après l’accident, des contaminants toxiques pourl’homme et l’environnement sont toujours présents dans la riv-ière Chaudière et le lac Mégantic et ce, malgré le nettoyage mis enplace par le MDDEFP. Les zones d’accumulation semblent corre-spondre au secteur a faible débit. Cependant, aucune campagned’échantillonnage connue a ce jour n’a été réalisée en aval de lacommune de Saint-Georges, ce qui serait pourtant nécessairepour caractériser la pollution sur l’ensemble du cours d’eau.

Les concentrations en C10–C50, HAP et COV sont inférieures auxcritères qualitatifs des sédiments. L’arsenic, le chrome et le zincont, sur quelques points d’échantillonnage, des concentrationssupérieures aux critères.

3. Discussion, analyse et recommandationsCet accident, impliquant des substances hautement dangere-

uses, se révèle être un évènement dramatique atteignant la sécu-rité civile et la santé des humains et des milieux naturels. Ce typede pollution soudaine demande des actions d’urgence pourlesquelles des plans d’intervention spécialisés et efficaces doiventêtre déployés. Trois éléments, identifiés dans la figure 3, influen-cent l’étendue et l’ampleur de la pollution dans l’accident de Lac-Mégantic : (i) la source de contamination, (ii) les voies de transportde contaminants et (iii) les récepteurs a protéger (humain et éco-

Fig. 3. Vecteurs de diffusion de la pollution.

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système). Les mesures d’urgence sont a appliquer pour chacun deces éléments. En ce qui concerne le confinement de la source, ledélai de réponse des équipes d’urgence fut d’au moins 36 h pourmaîtriser l’incendie et fermer le barrage. Toutefois, l’arrêt desinfiltrations et la fermeture du barrage ont peu duré. À un débit de25 m3/s, la réouverture du barrage a entraîné le déversement deproduits pétroliers dans la rivière Chaudière causant la dispersionaccélérée des contaminants en aval du lac Mégantic. Le Québec estdoté de services spécialisés en matière d’urgence tels que la Sûretédu Québec, Urgence-Québec, Urgence-environnement, cependantunemeilleurecoordinationdeleursefforts,ainsiquel’augmentationdeleurs capacités pourraient réduire le temps de réponse et d’action. Parexemple, en organisant des unités locales de gestion de crise dansdes secteurs où le risque d’incident et d’accident est identifié(p. ex. transport des matières dangereuses a travers les villes). Deplus, l’intervention militaire ou l’utilisation d’avions Canadairspourraient faire l’objet d’option d’urgence afin de réduire le délaid’intervention. Le manque d’outils de prévention a conduit ledirecteur du service environnement de la ville de Lac-Mégantic adécider, conjointement avec le Ministère de l’Environnement, delibérer vers la rivière Chaudière un volume de pétrole retenu dansles bassins de l’usine de traitement des eaux usées afin de ne pasendommager la station et d’éviter une contamination de la rivièrepar de la matière organique (Chernos 2013). Ce fait, hautementdommageable pour l’environnement, pourrait être évité si la sta-tion de traitement bénéficiait d’installations d’urgence comptetenu de sa proximité avec la voie ferrée transportant régulière-ment des cargaisons dangereuses et risquant un accident. Uneautre option pourrait inclure la construction de bassins tamponspour les urgences environnementales le long de voies ferrées. Uneréflexion sur la mise en œuvre d’outils de gestion d’urgence pro-pres a chaque environnement et situation devrait être conduite.

Dans le cas de l’accident de Lac-Mégantic, la source est représen-tée par la zone d’explosion où les produits pétroliers se sont déver-sés sur les sols et dans les eaux. Bien que la source soit connue, lacomposition exacte du produit reste inconnue alors que c’est unélément essentiel pour une réponse effective et rapide, un mani-feste de transport et une fiche signalétique du produit transportépour chaque wagon et avec des informations essentielles a utiliseren cas d’urgence doivent être fournis aux municipalités. Laprésence de gaz (H2S) et autres substances pouvant augmenterl’inflammabilité ou les causes d’ignition prématurée du pétrolesont a mieux contrôler. Le Bureau de la sécurité des transports duCanada (La Haye et Caron 2013) a prélevé des échantillons d’unproduit (étiqueté GE II) dans des wagons-citernes restés intacts eta déterminé que ce dernier présentait des caractéristiques d’unematière dangereuse inflammable plus volatile et plus dangereuseque ce qui avait été déclaré (GE III) et pour laquelle l’utilisationde wagons de classe DOT 111 ne serait pas appropriée (cette problé-matique sur l’utilisation du wagon-citerne 111 est soulevée depuisune quinzaine d’années et reste toujours un sujet d’actualité).Accélérer le processus entre les constats et recommandationsd’organismes régulateurs et l’application de réglementations révi-sées devrait être une priorité incontournable.

Les voies de transport des contaminants sont constituées par lelac Mégantic, le réseau d’égout de la ville, la rivière Chaudière, lesol, l’eau souterraine et l’air. La ville de Lac-Mégantic exploite leseaux souterraines pour son alimentation en eau potable et pos-sède plusieurs puits. Afin de protéger cette ressource, la ville a misen place depuis 2006 (Tremblay 2013), avec l’appui d’une sociétéspécialisée en hydrogéologie, un suivi et un comité de vigilance,constitué de citoyens censés réagir rapidement en cas de pollutionaccidentelle. Grâce a cet outil, elle a pu rapidement mettre enplace les mesures d’urgence visant a vérifier la migration poten-tielle des contaminants vers la zone aquifère exploitée. Cette ac-tion montre que les municipalités et les industries possédant desouvrages de captages d’eau potable (ressource souterraine et (ou)superficielle) devraient être munies des connaissances et d’outils

leur permettant de protéger leurs ressources naturelles en casd’urgence. Ce type d’outil pourrait être généralisable avec l’appuidu gouvernement. Les récepteurs, constitués par l’environnement hu-main et naturel, sont clairement identifiés, toutefois la différencedans les valeurs trouvées lors des campagnes d’échantillonnageest importante et ne permet pas de rassurer la population. Deplus, certains manquements sont regrettables, notammentl’absence de mesure d’impact sur la faune et la flore. Le MDDEFPn’a diffusé aucune information sur l’impact de la pollution sur lafaune benthique et la ichtyofaune ainsi que la flore aquatique etcela même après 6’ m. de l’évènement.

Bien que les concentrations mesurées soient souvent con-formes aux normes environnementales en vigueur au Québec, laréalisation de tests de toxicité mesurant l’impact d’un « cocktail »de polluants sur des organismes représentatifs des écosystèmesen santé serait un atout. L’évaluation de la qualité est faite tradi-tionnellement par comparaison entre les concentrations indivi-duelles et leurs seuils respectifs sans prendre en compte leur effetcombiné. Cette méthode seule n’est pas appropriée, car elle netient pas compte des effets cumulatifs ou synergiques en raison dela présence d’un ensemble de composés toxiques. Ainsi, des anal-yses de composés combinés permettraient de valider si les com-paraisons individuelles a des seuils sont représentatives du vrairisque et réel impact sur les composantes de l’écosystème et leshumains.

Peu d’études ont été réalisées pour évaluer les effets d’une ex-position chronique aux composés pétroliers sur les espèces ani-males. Cependant, on peut s’interroger sur l’impact, par exemple,des hydrocarbures, desBTEX, des HAP qui, pris au piège dans lessédiments, ne seraient pas dégradés par manque d’oxygène. Cephénomène produirait un impact négatif sur la reproduction decertaines espèces de poissons pondant leurs œufs dans les sédiments ouencore, sur certains oiseaux se nourrissant d’invertébrés aquatiques.Aucune étude n’a été réalisée sur la présence de furane et dioxinedans l’air et l’eau, et l’impact environnemental de la mousse igni-fuge et des émulsifiants utilisés pour éteindre l’incendie n’a pasété analysé.

Les études, les enquêtes et les résultats évoluent au fur et amesure des nouvelles informations collectées sur le terrain. Suitea ce bilan réalisé a la fin de l’année 2013, la problématique dutransport des matières dangereuses et plus particulièrement desproduits pétroliers a resurgi. En effet, l’utilisation du train pourle transport des produits pétroliers est a la hausse depuis cesdernières années, et particulièrement entre 2012 et 2013, sans queles réglementations évoluent ou que les procédures de sécuritésoient plus strictes. Au Canada, la réglementation de la sécuritéferroviaire est de compétence fédérale et provinciale, les compag-nies transportant des matières dangereuses sont assujetties a laLoi sur la sécurité ferroviaire et a la Loi sur le transport des march-andises dangereuses. Ainsi, les compagnies de chemin de fer ontl’obligation de mettre en place des systèmes de gestion de la sé-curité approuvés et vérifiés par Transports Canada et des plansd’intervention d’urgence en cas d’accident. Le cas de Lac-Méganticn’est pas isolé. Une enquête du Bureau américain de la sécuritédes transports en 2009 préconisait de renforcer les parois en mé-tal des wagons-citernes DOT 111, les mêmes wagons qui ont ex-plosé a Lac-Mégantic et pour lesquels il est pressenti qu’ilspourraient fuir en cas de déraillement (Lapointe 2013). Donc, entant qu’organisme public, le Bureau de la sécurité des transportsdu Canada doit appliquer davantage le principe de précaution. Il aété mis en évidence que plusieurs facteurs liés a l’accident au-raient pu être éliminés (vétusté des wagons, identification duproduit transporté, insuffisance du freinage, train sans surveil-lance) (Senat 2013).

Les plans d’urgence devraient reposer sur différents critères telsque la conception d’installations fiables, sûres et performantes,des opérations très régulières d’entretien et d’inspection, des dis-positifs de détection précoce des fuites, des audits systématiques, le

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choix de modes de transport et d’itinéraires minimisant les risquesd’accident, l’identification de zones et (ou) sites vulnérables (telles lesvilles, zones naturelles sensibles), l'établissement des plans d’actionselon la vulnérabilité, des contrats d’assistance avec des organismesspécialisés, les formations a jour des opérateurs. De plus, sur leplan de l’urbanisme, la mise en place de zones non constructiblesde part et d’autre d’un oléoduc, d'une voie ferrée dédiée pour letransport de matières dangereuses devraient être développées. Lacroissance de la population nord-américaine et mondiale ainsique le développement des villes contribue a l’augmentation de lademande en pétrole pour maintenir les besoins quotidiens de lapopulation et des industries. Ce point est également un facteur aconsidérer dans la réflexion sur le transport des matières dangere-uses. Enfin, et même si le pétrole transporté n’était pas destiné ala consommation québécoise, mais pour exportation, la catastro-phe de Lac-Mégantic est peut-être une ouverture de réflexion aporter sur la dépendance aux énergies non renouvelables et a laplace qu’elles ont dans la société.

4. ConclusionLes enquêtes et analyses en cours, on l’espère, vont permettre

de mieux connaitre la composition du produit transporté parle train et ainsi d’optimiser la dépollution, le nettoyage et laremédiation des différentes parties de l’environnement touché.Actuellement a Lac-Mégantic, l’urgence concerne les opérationsenvironnementales de dépollution de la zone de déraillement(essentiellement des sols contaminés) et le nettoyage de la rivièreChaudière (eau et sédiments) a des coûts qui dépassent déja les200 M$ et qui sont assumés par tous les canadiens, puisque lesassurances de la compagnie MMA étaient insuffisantes. La popu-lation a été la première a subir l'impact de la catastrophe. Il estessentiel de développer des outils afin de mieux préparer et demieux informer les citoyens des risques d’accident majeur aux-quels ils peuvent être confrontés au quotidien afin de tendre versun risque minimal. Cependant, cet accident remet en question letransport des matières dangereuses et plus particulièrement lagestion des risques rattachés au déplacement des produits pétro-liers a travers le pays. Ce n’est pas aux villes de s’adapter autransport des produits dangereux, mais aux sociétés pétrolièresde prévoir dans leur plan de développement des moyens sécu-ritaires afin d’acheminer leurs produits en dehors des zones ur-banisées tout en respectant les réglementations et les normes. Peud’études montrent les effets cumulatifs d’un mélange de produitschimiques ou pétroliers dans l’environnement, de plus, les testsde toxicité sont essentiellement réalisés sur les contaminants in-dividuels. Le manque d’analyse et d’estimation des effets a longterme que produira cette pollution ne permet pas d’anticiper lesconséquences précises de la contamination, d’autant plus quecertaines parties de l’environnement (faune et flore) et suivi decontaminants toxiques (dioxine, furane) n’ont pas fait l’objetd’investigation approfondie. Afin de réduire le risque de pollutionet les coûts engendrés aux gouvernements pour la remédiation,les principales mesures a développer concernent la sécurité dumode de transport par la mise en place de réglementations etnormes plus strictes.

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