La fracturation hydraulique pour extraire les combustibles fossiles piégés peut déclencher des tremblements de terre. La plupart sont si petits ou si éloignés des maisons et des infrastructures qu'ils peuvent passer inaperçus; d'autres peuvent faire trembler les fenêtres, balancer les appareils d'éclairage et secouer les gens du sommeil; certains ont endommagé des bâtiments.

Les géophysiciens de l'Université de Stanford ont simulé et cartographié le risque de secousses notables et les dommages possibles aux bâtiments dus aux tremblements de terre causés par la fracturation hydraulique sur tous les sites de fracturation potentiels de la formation de schiste Eagle Ford au Texas, qui a accueilli certains des plus grands tremblements de terre déclenchés par la fracturation hydraulique aux États-Unis.

Publié le 29 avril dans Science , les résultats montrent que les zones les plus densément peuplées, en particulier une section étroite de Eagle Ford nichée entre San Antonio et Houston, sont confrontées au plus grand risque de secousses suffisamment fortes pour endommager les bâtiments ou être ressenties par les gens. « Nous avons constaté que les risques de nuisances ou de dommages varient considérablement dans l'espace, en fonction principalement de la densité de population, " a déclaré l'auteur principal de l'étude Ryan Schultz, un doctorat étudiant en géophysique à Stanford.

Licence sociale

Des dizaines de milliers de puits forés dans la vaste formation au cours de la dernière décennie ont contribué à alimenter le boom du schiste américain et ont contribué à une augmentation spectaculaire des tremblements de terre dans le centre et l'est des États-Unis à partir de 2009. Bien que les séismes destructeurs soient rares, les auteurs écrivent, « les risques perçus de la fracturation hydraulique ont à la fois suscité l'inquiétude du public et entravé le développement de l'industrie. »

Dans les zones peu peuplées de la partie sud-ouest de Eagle Ford, les chercheurs ont découvert que les dommages sont peu probables, même si la fracturation hydraulique provoque des tremblements de terre d'une magnitude de 5,0. Permettant des tremblements de terre si puissants, cependant, pourrait mettre en péril la « licence sociale d'exploitation, " écrivent-ils. La phrase, qui a émergé au sein de l'industrie minière dans les années 1990 et a depuis été adopté par les militants du climat, fait référence à l'acceptation officieuse par les membres de la communauté locale et la société civile au sens large que le pétrole, les opérations gazières et minières doivent faire des affaires sans conflits coûteux.

« La sismicité fait partie du permis social de la fracturation hydraulique, mais loin d'être le seul problème, " a déclaré le co-auteur de l'étude Bill Ellsworth, professeur de recherche en géophysique à la Stanford's School of Earth, Sciences de l'énergie et de l'environnement (Stanford Earth). "L'élimination totale de la sismicité de la fracturation hydraulique ne changerait aucune des autres préoccupations."

Parmi ces préoccupations figurent les menaces pour la santé de vivre à proximité de puits de pétrole et de gaz et les émissions de gaz à effet de serre provenant de la production et de l'utilisation de combustibles fossiles. L'annonce récente par la Californie de son intention de cesser de délivrer de nouveaux permis pour la fracturation hydraulique d'ici 2024, par exemple, s'inscrit dans le cadre d'un effort visant à éliminer progressivement l'extraction de pétrole et à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Commencer par le risque

Les chercheurs disent que leur objectif est de faciliter la tâche des opérateurs, régulateurs, les résidents locaux et les propriétaires fonciers pour discuter des risques qui sont importants pour eux sans expertise technique. « L'approche que nous avons développée propose le risque de nuisance ou de dommage comme référentiel commun et outils pour l'évaluer, " a déclaré le co-auteur de l'étude et professeur de géophysique Greg Beroza, co-directeur du Stanford Center for Induced and Triggered Seismicity (SCITS).

La nouvelle analyse des risques applique une technique publiée pour la première fois l'année dernière pour déterminer où se trouvent les personnes et les structures, ainsi que les prévisions de la magnitude maximale des tremblements de terre et les facteurs géologiques qui peuvent amplifier ou atténuer les secousses lorsqu'elles se déplacent sous terre. L'approche permet de commencer avec un certain niveau de risque, comme une probabilité de 50 % que 30 ménages subissent des secousses excitantes mais pas effrayantes, sur la base de questionnaires communautaires et calculez la plus grande magnitude de tremblement de terre qui maintiendrait le risque à ce niveau ou en dessous.

Les auteurs proposent d'utiliser ce type d'analyse comme point de départ de la gestion du risque sismique induit par la fracturation hydraulique à l'aide d'un système appelé protocole de feux tricolores. Adopté dans des États comme l'Ohio et l'Oklahoma pour gérer les risques sismiques liés au pétrole, développement du gaz et de la géothermie, les protocoles de feux tricolores donnent aux opérateurs le feu vert pour procéder tant que les tremblements de terre restent relativement faibles. Les séismes plus importants peuvent nécessiter qu'un opérateur ajuste ou arrête les injections de fluide, sachant que les secousses peuvent continuer et même s'intensifier après l'arrêt des pompes.

« Si l'objectif est de traiter tout le monde sur un pied d'égalité en termes de risque, notre analyse montre que des mesures devraient être prises à des ampleurs inférieures pour les sites de forage à proximité des villes au nord de Eagle Ford que pour ceux des zones rurales au sud, " a expliqué Ellsworth, qui est également co-directeur de SCITS.

Selon les chercheurs, il est "injuste" de fixer un seuil uniforme pour la quantité de secousses autorisées à travers une grande formation comme l'Eagle Ford. "Les seuils à valeur unique peuvent autoriser des seuils trop permissifs dans les régions urbaines ou trop restrictifs dans les régions rurales, " dit Beroza, le professeur Wayne Loel à Stanford Earth. "Au lieu, si vous commencez avec une tolérance au risque, vous pouvez définir des seuils qui varient en fonction de l'évolution du risque."