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L'injection d'eau dans le sous-sol pour l'exploitation des gaz de schistes ou la géothermie provoque des séismes. Selon la nature de la roche, ils peuvent se propager jusqu’à 10 kilomètres du puits d'injection, bien plus loin qu’on ne le pensait.
Les forages à grande profondeur, pour l'exploitation d'hydrocarbures par fracturation hydraulique ou pour la production d'énergie par géothermie, peuvent provoquer des séismes. Connu depuis plusieurs dizaines d’années, ce risque sismique est considéré comme limité, avec des secousses de faible magnitude. Mais depuis une dizaine d’années, avec l’augmentation des forages, certaines régions, comme l’Oklahoma aux États-Unis, semblent plus affectées que prévu : les séismes de magnitude supérieure à 5 y sont de plus en plus fréquents.
Afin de limiter ces risques, la communauté scientifique a dans un premier temps émis des recommandations sur le choix des sites de forage. La nature de la roche en profondeur est l’un des critères, les roches sédimentaires étant considérées comme moins susceptibles d'engendrer des séismes que les roches cristallines, plus rigides. En compilant les données issues de 18 sites de séismes induits par des forages, Thomas Goebel et Emily Brodsky, de l’université de Californie, à Santa Cruz, montrent aujourd'hui que ces recommandations devraient être révisées.
Les deux chercheurs ont sélectionné des séismes spécifiquement reliés à un seul puits d’injection, géothermique ou de fracturation, situés dans des régions ayant une activité sismique naturelle très faible. En cherchant à comprendre la relation entre le nombre de séismes induits et la distance au puits d’injection, ils ont mis en évidence l’existence de deux types de séismes.
Les premiers sont bien connus et bien compris. Ils sont reliés à la présence de roches cristallines. L’injection de fluides dans la roche provoque une augmentation de la pression de l’eau infiltrée dans les pores de celle-ci au sein des fractures situées autour du point d’injection. Cette pression facilite les glissements le long des failles, qui, quand ils sont brusques, provoquent les secousses sismiques.
Les séismes induits selon ce mécanisme sont généralement localisés dans la zone connectée hydrauliquement à la rupture, dans un rayon de moins d’un kilomètre autour du puits. Mais ce mécanisme n’explique pas le second type de séismes induits observé par les chercheurs. Les ruptures correspondant à ces séismes, moins brusques, se produisent beaucoup plus loin, jusqu’à plus d’une dizaine de kilomètres du puits. En outre, ces séismes sont associés aux puits creusés dans des roches sédimentaires.
Pour expliquer ce second type de séismes, les chercheurs ont proposé un mécanisme de couplage dit poro-élastique. Ce processus, par lequel l’augmentation de pression du fluide dans les fissures de la roche change les propriétés élastiques de celle-ci, provoquerait des modifications des contraintes dans des pans de roches éloignés du puits, augmentant ainsi la probabilité d’une rupture sismique sur les failles avoisinantes qui ne sont pourtant pas en contact direct avec le fluide injecté.
D’après Clara Duverger, sismologue au CEA, ces travaux sur l'origine des séismes induits « sont primordiaux pour estimer les aléas et les risques sismiques et protéger les populations. Ces problématiques touchent particulièrement les régions où les gaz de schiste sont exploités, comme l'Alberta au Canada ou l'Oklahoma aux États-Unis, ou l’énergie géothermique, comme en Alsace ».
https://www.pourlascience.fr/sd/geo...voque-des-seismes-a-longue-distance-14696.php
L'injection d'eau dans le sous-sol pour l'exploitation des gaz de schistes ou la géothermie provoque des séismes. Selon la nature de la roche, ils peuvent se propager jusqu’à 10 kilomètres du puits d'injection, bien plus loin qu’on ne le pensait.
Les forages à grande profondeur, pour l'exploitation d'hydrocarbures par fracturation hydraulique ou pour la production d'énergie par géothermie, peuvent provoquer des séismes. Connu depuis plusieurs dizaines d’années, ce risque sismique est considéré comme limité, avec des secousses de faible magnitude. Mais depuis une dizaine d’années, avec l’augmentation des forages, certaines régions, comme l’Oklahoma aux États-Unis, semblent plus affectées que prévu : les séismes de magnitude supérieure à 5 y sont de plus en plus fréquents.
Afin de limiter ces risques, la communauté scientifique a dans un premier temps émis des recommandations sur le choix des sites de forage. La nature de la roche en profondeur est l’un des critères, les roches sédimentaires étant considérées comme moins susceptibles d'engendrer des séismes que les roches cristallines, plus rigides. En compilant les données issues de 18 sites de séismes induits par des forages, Thomas Goebel et Emily Brodsky, de l’université de Californie, à Santa Cruz, montrent aujourd'hui que ces recommandations devraient être révisées.
Les deux chercheurs ont sélectionné des séismes spécifiquement reliés à un seul puits d’injection, géothermique ou de fracturation, situés dans des régions ayant une activité sismique naturelle très faible. En cherchant à comprendre la relation entre le nombre de séismes induits et la distance au puits d’injection, ils ont mis en évidence l’existence de deux types de séismes.
Les premiers sont bien connus et bien compris. Ils sont reliés à la présence de roches cristallines. L’injection de fluides dans la roche provoque une augmentation de la pression de l’eau infiltrée dans les pores de celle-ci au sein des fractures situées autour du point d’injection. Cette pression facilite les glissements le long des failles, qui, quand ils sont brusques, provoquent les secousses sismiques.
Les séismes induits selon ce mécanisme sont généralement localisés dans la zone connectée hydrauliquement à la rupture, dans un rayon de moins d’un kilomètre autour du puits. Mais ce mécanisme n’explique pas le second type de séismes induits observé par les chercheurs. Les ruptures correspondant à ces séismes, moins brusques, se produisent beaucoup plus loin, jusqu’à plus d’une dizaine de kilomètres du puits. En outre, ces séismes sont associés aux puits creusés dans des roches sédimentaires.
Pour expliquer ce second type de séismes, les chercheurs ont proposé un mécanisme de couplage dit poro-élastique. Ce processus, par lequel l’augmentation de pression du fluide dans les fissures de la roche change les propriétés élastiques de celle-ci, provoquerait des modifications des contraintes dans des pans de roches éloignés du puits, augmentant ainsi la probabilité d’une rupture sismique sur les failles avoisinantes qui ne sont pourtant pas en contact direct avec le fluide injecté.
D’après Clara Duverger, sismologue au CEA, ces travaux sur l'origine des séismes induits « sont primordiaux pour estimer les aléas et les risques sismiques et protéger les populations. Ces problématiques touchent particulièrement les régions où les gaz de schiste sont exploités, comme l'Alberta au Canada ou l'Oklahoma aux États-Unis, ou l’énergie géothermique, comme en Alsace ».
https://www.pourlascience.fr/sd/geo...voque-des-seismes-a-longue-distance-14696.php
