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Des chercheurs découvrent des preuves que la fracturation hydraulique peut déclencher un tout nouveau type de tremblement de terre

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L’extraction de pétrole et de gaz peut déclencher de petits tremblements de terre lents et de longue durée, que les scientifiques ont documentés pour la première fois dans les champs de fracturation hydraulique canadiens.

Une équipe de chercheurs de la Commission géologique du Canada a documenté un nouveau type de séisme résultant de ruptures lentes près d’un puits de gaz actif. Cela aide à expliquer comment des séismes presque imperceptibles induits par les processus d’extraction de pétrole et de gaz peuvent déclencher des glissements sismiques et des tremblements de terre plus importants.

Environ 10 pour cent des quelque 350 tremblements de terre enregistrés sur 5 mois à quelques kilomètres d’un puit de gaz en Colombie-Britannique, au Canada, s’est rompu plus lentement et a duré quelques secondes de plus que les secousses typiques causées par la fracturation hydraulique, selon l’étude.

« Nous avions supposé que les tremblements de terre induits par la fracturation hydraulique se comportaient comme la plupart des autres tremblements de terre et avaient à peu près la même vitesse de rupture de deux à trois kilomètres par seconde », explique la sismologue Rebecca Harrington de la Ruhr-Universität Bochum, en Allemagne.

La fracturation hydraulique est un procédé utilisé par l’industrie pétrolière et gazière qui consiste à pomper des liquides sous pression dans un puits foré pour créer de petites fractures dans les roches souterraines.

De par sa conception même, la fracturation hydraulique provoque de petits tremblements de terre à peine détectables pour extraire le pétrole et le gaz piégés sous terre. Le processus pompe également d’énormes quantités d’eaux usées dans le sous-sol, ce qui peut endommager les failles géologiques existantes.

En utilisant un réseau de stations sismiques autour d’un puits d’injection, les chercheurs ont trouvé des preuves d’un processus difficile à détecter qui avait été prédit mais pas encore documenté à proximité des sites de fracturation hydraulique.

Le nouveau type de signaux « à glissement lent » documenté, surnommé les tremblements de terre de forme d’onde à fréquence hybride pour leurs caractéristiques distinctives, libèrent peu d’énergie sismique et mesure une magnitude de 2,0 ou moins.

Sur la base d’études de modélisation et expérimentales précédentes, on pense que la fracturation à haute pression induit des glissements sismiques qui interagissent avec les failles voisines, les roches de contrainte et conduisent à des événements sismiques plus importants, les formes d’onde à fréquence hybride étant une nouvelle preuve de cette transition qui se produit – quelques kilomètres des puits de gaz.

L’étude fait suite aux préoccupations croissantes selon lesquelles la fracturation hydraulique « génére des tremblements de terre de magnitude maximale de plus en plus importants ».

Le plus grand tremblement de terre causé par la fracturation hydraulique a frappé la Chine en 2018 et mesurait une magnitude de 5,7, la même magnitude que, par exemple, un tremblement de terre naturel au Pakistan qui a fait au moins 20 morts en 2021. Ainsi, bien que ces tremblements de terre d’origine humaine soient rares, ils ont le potentiel de causer de graves dommages.

Ces dernières années, des études ont lié les tremblements de terre lointains à la fracturation hydraulique, constatant que l’injection de fluide peut induire des tremblements de terre « beaucoup plus rapidement et plus loin » qu’on ne le pensait auparavant.

Ce type de recherche, qui cherche à comprendre comment la fracturation provoque des secousses mineures conduisant à des tremblements de terre plus importants, fournit des preuves essentielles reliant les processus d’extraction aux dommages causés par les tremblements de terre, notamment pour les résidents vivant à proximité des sites de fracturation qui s’opposent depuis longtemps à la pratique, craignant des dommages aux biens, à l’eau fournitures et moyens de subsistance.

« En l’absence d’un mécanisme connu par lequel la fracturation hydraulique pourrait provoquer des tremblements de terre à plus d’un mile ou deux des sites de forage, les opérateurs ont souvent nié la responsabilité de tels tremblements de terre », a écrit la géologue Gillian Foulger dans The Conversation vers 2019.

Une grande partie de cette recherche a été stimulée par une augmentation spectaculaire de l’activité sismique dans le Midwest des États-Unis au cours des dernières décennies, ainsi que par des observations de tremblements qui persistent des mois, voire des années après l’extraction.

De plus, une étude de 2013 a montré que les gisements de pétrole et de gaz stressés par l’évacuation des eaux usées sont sujets à des tremblements de terre de taille moyenne déclenchés par d’autres grands tremblements de terre à des milliers de kilomètres, avec des épicentres sous d’autres continents.

Alors que certains sismologues soutiennent qu’une meilleure compréhension des tremblements de terre causés par la fracturation hydraulique aide à gérer et à atténuer les risques associés, et que les tremblements de terre induits sont rares, la question qui préoccupe beaucoup de gens est de savoir si la fracturation hydraulique devrait avoir lieu, étant donné la trajectoire sur laquelle notre planète est – une voie vers un réchauffement climatique catastrophique qui ne peut être évité que si nous éliminons progressivement les combustibles fossiles.

Sur ce point, cet ensemble de recherches sur les tremblements de terre déclenchés par la fracturation hydraulique a également de sérieuses ramifications pour les technologies de capture et de stockage du carbone déjà controversées , qui n’ont pas encore fait leurs preuves à grande échelle et impliquent également l’injection de carbone capturé profondément sous terre.

« Une rupture induite par un tremblement de terre d’un réservoir artificiel de dioxyde de carbone annulerait les efforts coûteux pour empêcher le gaz de pénétrer dans l’atmosphère, et poserait 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. « , a écrit Foulger .

L’étude a été publiée dans Nature Communications.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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