Les tremblements de terre dévastateurs du Sichuan à présent liés à des opérations de fracturation hydraulique

Texte français : Marlène
Le 25/04/2019

Une nouvelle étude publiée dans Seismological Research Letters, révèle que deux tremblements de terre de magnitude moyenne qui ont frappé le sud de la province chinoise du Sichuan en décembre et janvier derniers, ont probablement été causés par des opérations de fracturation hydraulique, à proximité. Les tremblements de terre de magnitude 5,7 de décembre 2018 et de magnitude 5,3 de janvier 2019 dans le bassin sud du Sichuan ont causé des dégâts considérables dans les fermes et autres structures de la région.

Le tremblement de terre de décembre a été particulièrement destructeur, blessant 17 personnes et entraînant une perte économique directe d'environ 50 millions de yuans renminbi chinois (environ 6,66 millions d'euro). Le bloc de gaz de schiste de Changning, dans le bassin sud du Sichuan, a été le théâtre d'opérations de fracturation hydraulique depuis 2010, avec des puits d’injection de fracturation horizontale de grande envergure devenus plus courants depuis 2014. Le taux de tremblement de terre dans le bloc de Changning a augmenté de façon spectaculaire au moment même où la fracturation systématique a commencé.

 

Carte des tremblements de terre de la province chinoise du Sichuan en septembre 2018.
Carte des tremblements de terre de la province chinoise du Sichuan en septembre 2018.

 

Aux États-Unis, l'évacuation des eaux usées provenant des opérations pétrolières et gazières, qui consiste à réinjecter dans les couches rocheuses l'eau produite pendant l'extraction des hydrocarbures, est considérée comme la principale cause des tremblements de terre induits, en particulier en Oklahoma. Toutefois, il est de plus en plus évident que la fracturation hydraulique, ou fissuration, qui utilise l'eau injectée pour fragmenter les couches rocheuses pendant l'extraction des hydrocarbures, peut avoir provoqué des séismes de taille moyenne à certains endroits de l’ Ohio, de l’Oklahoma et de l'Ouest canadien.

L'évacuation des eaux usées et les fracturations ont provoqué des tremblements de terre dans le sud du bassin du Sichuan, explique Xinglin Lei,  et ses collègues, du Service géologique du Japon.. Dans leur nouvelle étude à SRL (Seismological Research Letters), les chercheurs présentent «une chaîne complète de preuves»  démontrant que les tremblements de terre de décembre et janvier ont été provoqués par des opérations de fracturation.

Ils ont localisé avec précision l'emplacement des séismes et ont constaté qu'ils étaient relativement peu profonds (entre 2 et 10 kilomètres sous la surface), contrairement à ce à quoi on pouvait s'attendre pour les séismes induits. Les tremblements de terre de décembre et de janvier ont également coïncidé dans le temps et dans l'espace avec des injections à proximité de plateformes d'exploitations de puits de fracturation voisines. Ils n’ont pas obtenu les volumes d'injection exacts qui leur auraient permis de mieux comprendre la relation entre les activités d'injection et l'évolution de la sismicité de ces plateformes pétrolières

La modélisation de l'activité sismique, par Lei et ses collègues, montre que la majeure partie de l'activité provenait des chocs principaux initiaux, avec peu d'activité de répliques, ce qui s’accorde également  avec le schéma observé lors des séismes induits. Enfin, leurs calculs montrent que la surpression sur les pores de la roche, produite par les injections de fracturation, était suffisamment forte pour activer des failles préexistantes dans la région. Les chercheurs ont noté que ces failles étaient généralement non cartographiées et ne présentaient pas de risque de  glissement lors d’une activité tectonique normale.

 

Les tremblements de terre dévastateurs du Sichuan à présent liés à des opérations de fracturation hydraulique (Image : 123RF)
Les tremblements de terre dévastateurs du Sichuan à présent liés à des opérations de fracturation hydraulique (Image : 123RF)

 

Bien qu'il ait noté que leur analyse soulevait la possibilité de voir des signes de réactivation de failles à partir de la sismicité précédente, M. Lei a déclaré:
 « Pour la plupart des plateformes de forage, la sismicité associée s'estompe rapidement après la fin ou l'arrêt de la fracture hydraulique.»

 «A mon avis, des tremblements de terre modérés répétés peuvent être provoqués tant que l'injection se poursuit, car un tremblement de terre modéré libère une pression très limitée.»

 «Il convient d’actualiser la réglementation nationale en Chine, avec l’obligation pour les opérateurs de prendre des mesures si des signes de réactivation des failles sont observés.»

Les chercheurs disent qu'il faut davantage d'informations sur les failles et leurs profils de déformation, dans les zones du bassin du Sichuan entourant les puits de fracturation, afin de guider le forage de manière à éviter une activité sismique modérée. Lei a ajouté:

«Des séismes modérés ont été observés dans un nombre limité de sites.»

«Si ces sites pouvaient être supprimés, le risque de séismes modérés serait considérablement réduit.»

Lei et ses collègues aimeraient que les chercheurs, les organismes de réglementation, et les exploitants pétroliers et gaziers, travaillent ensemble pour mieux comprendre les causes de la sismicité induite par injection dans le bassin sud du Sichuan, afin de permettre des opérations de fracturation efficaces et sûres.

Fourni par: Seismological Society of America [Note: le contenu et la longueur des documents peuvent être modifiés].