Les tremblements de terre menacent d'être un obstacle majeur à la fracturation hydraulique. Aux Pays-Bas, le plus grand gisement de gaz d'Europe sera fermé d'ici 2030 après que les dommages causés aux maisons par les tremblements de terre soient devenus trop graves. En Oklahoma, Les autorités américaines ont considérablement réduit les opérations après que l'injection d'eaux usées dans le sous-sol a provoqué plusieurs tremblements de terre de magnitude supérieure à cinq – un près de 180, 000 fois plus fort que le séisme de magnitude 2,3 qui a marqué une pause de sept ans sur la fracturation hydraulique au Royaume-Uni.

Alors que les opérations ont depuis repris en Grande-Bretagne, la pratique reste toujours un champ de bataille politique, avec des tremblements de terre au centre. Le commissaire à la fracturation hydraulique du gouvernement britannique, Natasha Engel, récemment démissionné, affirmant qu'un seuil de magnitude [déraisonnablement bas] de 0,5 pour les séismes tolérés s'élevait, en effet, à une interdiction de la fracturation hydraulique.

Les résidents, d'autre part, s'opposent largement à la fracturation hydraulique près de leurs maisons. Craintes de dommages aux biens et au puits lui-même sur un site de fracturation hydraulique dans le Lancashire, dans le nord de l'Angleterre, considérablement réduit les prix des maisons dans la région.

En l'absence d'un mécanisme connu par lequel la fracturation hydraulique pourrait provoquer des tremblements de terre à plus d'un ou deux milles des sites de forage, les opérateurs ont souvent nié la responsabilité de tels séismes. Cependant, de nouvelles recherches ont maintenant lié les tremblements de terre lointains à la fracturation hydraulique, fournissant la preuve que des zones beaucoup plus vastes entourant les sites peuvent être menacées par les opérations de forage que celles précédemment démontrées. C'est un problème critique non seulement pour la fracturation, mais aussi pour des solutions énergétiques plus propres.

Glissement sismique

La fracturation consiste à injecter un mélange d'eau sous haute pression, sable, et des produits chimiques dans les couches de schiste pour créer des fractures, ouvrant des voies le long desquelles le gaz piégé dans le schiste peut être extrait. Une fois que ces eaux usées ont atteint leur objectif, il peut être réutilisé pour des injections de fracturation sur un autre site. Intentionnellement, le bris de roche qui accompagne inévitablement à la fois l'élimination des eaux usées et la fracturation hydraulique produit de petits, tremblements de terre généralement imperceptibles.

Parfois cependant, l'injection de fluide de fracturation ou d'eaux usées peut provoquer des mouvements dans des failles géologiques naturelles préexistantes – de grandes fissures qui existent déjà dans la roche. Cela peut déclencher la libération de l'énergie chargée stockée dans le défaut, de la même manière qu'un skieur peut déclencher le déclenchement d'une avalanche. Si suffisamment grave, le tremblement de terre qui en résulte peut causer des dommages aux maisons, menaçant les communautés locales.

Certains de ces tremblements de terre se produisent très près du site de fracturation lui-même, mais d'autres ont été signalés jusqu'à 50 kilomètres, rendant difficile la garantie de la sécurité des zones environnantes.

La nouvelle étude, Publié dans Science , fait un grand pas en avant dans la compréhension de ce phénomène. Expérimenter dans des failles géologiques peu profondes, les chercheurs ont découvert que le pompage de l'eau dans ces zones faisait glisser lentement la roche le long des lignes de faille. Ces mouvements "silencieux" n'ont pas produit de tremblements de terre au point de glissement initial, mais augmentait progressivement la pression sur des parties plus éloignées des failles, induisant des tremblements de terre beaucoup plus loin du forage que le fluide injecté ne pourrait atteindre.

La recherche montre que par ce mécanisme, la fracturation hydraulique peut provoquer des tremblements de terre à des dizaines de kilomètres. En Oklahoma, où la fracturation hydraulique est une pratique établie, des millions de personnes risquent de subir des dommages matériels.

Cette, bien sûr, n'est pas une bonne nouvelle, mais la première étape pour évaluer si un problème peut être résolu est de le comprendre. Mettre de côté le débat plus large sur la légitimité de la fracturation hydraulique, les résultats sont un pas en avant important pour déterminer si le problème de sécurité clé lié à la fracturation hydraulique peut être résolu.

Par exemple, nous pourrons peut-être bientôt faire des calculs précis de l'étendue des zones vulnérables, et les échelles de temps auxquelles les tremblements de terre pourraient se produire. Être en mesure de fournir des informations fiables aux résidents et aux autorités permettrait de s'attaquer à l'inconnu dans ce qui est souvent un débat chargé d'émotion, et permettre à toutes les personnes impliquées de prendre une décision éclairée quant à l'autorisation ou non de la fracturation hydraulique.

Séismes d'énergie propre

Il est important de noter que le problème des séismes induits n'est pas seulement réservé à la fracturation hydraulique. Plusieurs sources potentielles d'énergie propre et de technologies d'élimination du dioxyde de carbone sont également susceptibles de provoquer des tremblements de terre. Par exemple, la plupart des centrales géothermiques réinjectent dans le sol l'eau chaude extraite pour la production d'électricité afin d'éviter que les réservoirs ne s'assèchent. Les centrales géothermiques de roche sèche injectent également de l'eau à haute pression dans des puits profonds pour extraire la chaleur de la roche fracturée près du noyau de la Terre, provoquant des tremblements de terre de la même manière que la fracturation hydraulique.

Le stockage souterrain du dioxyde de carbone capté – susceptible d'être essentiel pour soutenir la transition vers une énergie propre – peut également provoquer des tremblements de terre. Une rupture induite par un tremblement de terre d'un réservoir artificiel de dioxyde de carbone annulerait les efforts coûteux pour garder le gaz hors de l'atmosphère, en plus de poser des risques pour la santé des résidents locaux, il est donc impératif de comprendre comment gérer ces risques dans le développement d'une telle technologie.

Beaucoup de travail est encore nécessaire, et il n'est pas encore certain qu'il existe un moyen d'empêcher les injections de fluides souterrains de provoquer des tremblements de terre. Mais à tout le moins, nous sommes un pas de plus vers le découvrir.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.