L'impact environnemental et social négatif de la fracturation hydraulique dans le Karoo suscite des inquiétudes. Crédit :Martin Heigan/Flickr
Le gouvernement sud-africain envisage la fracturation hydraulique pour réduire l'énorme dépendance du pays à l'égard du charbon comme source d'énergie. La fracturation consiste à pomper des fluides sous haute pression dans des formations rocheuses pour libérer des réserves de pétrole et de gaz.
Les estimations des gisements de gaz dans la principale région du Karoo en Afrique du Sud varient considérablement. Quelques études ont été réalisées pour le gouvernement sur le potentiel du gaz de schiste dans le pays. Il s'agit notamment d'un rapport sur l'état de préparation technique d'une industrie du gaz de schiste, une évaluation environnementale stratégique sur le gaz de schiste et un livre universitaire multi-auteurs sur la fracturation hydraulique dans le Karoo. Le gouvernement doit maintenant intégrer cette information dans la politique et élaborer des règlements pour l'industrie de la fracturation hydraulique.
Les groupes environnementaux et les propriétaires fonciers sont préoccupés par l'impact environnemental et social négatif de la fracturation hydraulique. Ils disent que cela pourrait avoir un impact sur la qualité et la quantité de l'eau, et pourrait également causer la fragmentation et la perte de l'habitat. Ils s'inquiètent également d'une éventuelle augmentation de la sismicité associée aux opérations d'injection d'eaux usées et de fracturation hydraulique dans les puits profonds.
Notre recherche visait à examiner le lien entre les tremblements de terre et la fracturation hydraulique. Il faisait partie de la cartographie de la vulnérabilité pour la fracturation hydraulique en Afrique du Sud. Nous avons constaté que les zones les plus vulnérables à la sismicité liée à la fracturation hydraulique se trouvaient dans les parties du Cap occidental, Gauteng, Province du Nord-Ouest, Mpumalanga, KwaZulu-Natal et l'un des voisins de l'Afrique du Sud, Swaziland. Même si aucun gaz ne devrait être trouvé dans bon nombre de ces zones, ils seraient toujours sujets aux effets sismiques de la fracturation hydraulique dans le bassin du Karoo, le site de ce qui est supposé être les plus grands gisements de gaz du pays.
Les risques sismiques en Afrique du Sud ne sont pas élevés par rapport aux normes internationales. Mais il pourrait y avoir des dommages importants aux infrastructures si la sismicité augmente.
Fracking et tremblements de terre
Pendant la fracturation d'un mélange d'eau, le sable et les produits chimiques – connus sous le nom de fluide de fracturation hydraulique – sont pompés sous haute pression dans un puits pour fracturer la roche et libérer des hydrocarbures. Ces hydrocarbures sont extraits en tête de puits avec les eaux usées qui contiennent un mélange de fluide de fracturation et d'eau de formation. Les eaux usées peuvent être évacuées en les injectant sous terre par des puits profonds.
Il a été démontré que l'extraction et l'injection souterraine de fluides provoquent des tremblements de terre. Mais l'ampleur de ces événements n'est pas claire; allant de tremblements de terre relativement petits tels que la magnitude 2,3 à Blackpool, l'Angleterre au séisme de magnitude 5,7 à Prague, Oklahoma en novembre 2011.
Il y a eu au moins deux événements sismiques préoccupants d'une magnitude égale ou supérieure à 7,0, à la fois à Gazli en Ouzbékistan où le gaz est retiré. Bien qu'ils ne puissent pas être directement liés à la fracturation hydraulique, ils ont montré certaines caractéristiques associées aux tremblements de terre induits par la fracturation hydraulique.
Le lien entre le pompage des eaux usées et la sismicité est incontestable. Les scientifiques croient, que trois facteurs sont responsables des événements sismiques induits ou déclenchés par la fracturation hydraulique :
Carte de l'aléa sismique pour l'Afrique du Sud montrant la PGA attendue avec une probabilité de 10 % d'être dépassée au moins une fois sur une période de 50 ans. Crédit :Esterhuyse et al., 2014
Activité sismique en Afrique du Sud
Les données sismiques des événements passés en Afrique du Sud sont incomplètes car le réseau national sud-africain de sismographes surveille principalement les zones de sismicité liée aux mines dans les parties centrale et nord du pays.
Les premiers enregistrements sismiques ont commencé en 1620, mais ceux-ci contiennent des lacunes importantes dans les données. Les informations sur les failles actives pouvant provoquer des tremblements de terre sont limitées; c'est pourquoi les informations provenant de zones tectoniques similaires comme le centre et l'est des États-Unis sont normalement utilisées.
Ce que nous savons, c'est que les grands événements sismiques – ou tremblements de terre – sont rares en Afrique du Sud. C'est parce que le pays est positionné à l'intérieur d'une plaque tectonique, une zone relativement rigide qui est plus stable par rapport aux autres limites de plaques.
Le pays a connu plusieurs grands tremblements de terre liés à l'exploitation minière dans le passé. L'un s'est produit à Stilfontein le 9 mars 2005; un autre près des Orcades le 5 août 2014. Les deux tremblements de terre, avec des magnitudes 5,3 et 5,5 respectivement, étaient suffisamment puissants pour endommager les infrastructures environnantes.
Le séisme d'origine tectonique le plus dévastateur d'Afrique du Sud, mesure de magnitude 6,3, s'est produit du Cap à Sainte-Lucie le 31 décembre 1932. Le 29 septembre 1969, un tremblement de terre de 6,3 a frappé des villes du Cap occidental, tuant 12 personnes et causant d'importants dégâts.
Risque sismique en Afrique du Sud
L'effet de la fracturation hydraulique sur la région sismique locale peut être mesuré en analysant la sismicité avant, pendant, et après le processus de fracturation.
Mais il y a peu de connaissances sur les informations géologiques pour la région du Karoo où la fracturation a été proposée. La figure 1 montre la répartition de l'aléa sismique en Afrique du Sud. Cela signifie que des défauts potentiellement dangereux dans la région peuvent ne pas être détectés. Il est important d'obtenir plus d'informations géologiques et tectoniques ainsi que des données sur le degré et les profondeurs du processus de fracturation proposé dans la région. Cela pourrait nous dire à quel effet sismique s'attendre à la suite de la fracturation hydraulique.
Il est extrêmement important de surveiller l'activité sismique locale avant que la fracturation ne commence à créer une base de référence pour le site spécifique et les zones environnantes. La surveillance sismique avant l'exploration aidera à identifier l'emplacement des failles et la nature du champ de contrainte dans les zones où elle est actuellement inconnue. Cette, lié à la surveillance sismique pendant et après la fracturation, peut aider les scientifiques à effectuer des évaluations des risques fiables pour aider à une réglementation appropriée.
Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original. 
