Les petits tremblements de terre ne peuvent pas toujours prévenir des séismes plus importants liés à la fracturation hydraulique

Des recherches récentes révèlent que de petits séismes peuvent signaler que des activités humaines, telles que la fracturation hydraulique, exercent suffisamment de pression sur des failles souterraines pour déclencher un séisme plus important. Une analyse de données sismiques sur une décennie provenant du bassin sédimentaire de l’Ouest canadien montre que 92 % des séismes induits par la fracturation hydraulique ont été précédés de petites secousses, selon une étude publiée le 27 août dans la revue Science. Cependant, des incertitudes persistent sur les raisons et les mécanismes de ces présecousses, ce qui signifie qu’elles peuvent engendrer des prédictions de séismes à la fois faussement positives et faussement négatives.

Une étude marquante de 2015 a démontré que la fracturation hydraulique avait déclenché des dizaines de tremblements de terre dans l’Ohio. Depuis, de nombreuses recherches ont confirmé que les activités humaines impliquant l’injection de fluides dans le sol, que ce soit pour la fracturation hydraulique, l’énergie géothermique améliorée ou l’élimination des eaux usées, peuvent provoquer des séismes. La majorité de ces tremblements sont relativement faibles, mais certains, comme un séisme de magnitude 5,6 survenu en 2022, ont eu un impact significatif sur les communautés environnantes, notamment lors d’injections d’eaux usées près de Peace River, au Canada.

Les agences réglementaires à travers le monde ont mis en place un « protocole de feu tricolore » pour gérer ce risque sismique croissant. Un feu vert signifie que les opérations d’injection se poursuivent normalement. Lorsqu’une augmentation des données sismiques indique qu’un séisme potentiellement dommageable pourrait se produire — signalé par un feu jaune — les opérations sont suspendues. Idéalement, il devrait y avoir suffisamment de temps pour arrêter les injections avant que le feu ne devienne rouge.

Les petites secousses préliminaires sont le principal indicateur pour les opérateurs industriels de savoir si le feu a changé de couleur. Toutefois, il existe peu de compréhension sur ce qui provoque ces présecousses et sur la fréquence à laquelle elles annoncent réellement un séisme principal plus dangereux. Bei Wang, géophysicien à l’Université de Technologie de Zhejiang en Chine, et son équipe ont analysé des données sismiques de l’ouest du Canada entre 2014 et 2024, comprenant environ 70 000 tremblements de terre. Parmi ceux-ci, 77 événements principaux d’une magnitude d’au moins 3 étaient liés à la fracturation hydraulique.

Les présecousses ont eu lieu avant 71 de ces séismes liés à la fracturation, soit 92 % du temps. Cela signifie que, la plupart du temps, il y a un signal d’alerte qui permet aux opérateurs de stopper les injections de fluides, selon Ryan Schultz, sismologue à l’ETH Zurich. Cependant, cela signifie également qu’il y a 8 % de chances qu’aucun avertissement ne soit émis, ce qui peut conduire à un passage direct du feu vert au rouge.

Wang et ses collègues proposent trois pistes générales par lesquelles l’injection de fluides pourrait d’abord entraîner des présecousses, puis un séisme principal : les fluides pourraient affaiblir progressivement la fracture principale, augmenter la contrainte dans la région jusqu’à ce qu’elle échoue soudainement, ou créer un effet domino en provoquant des glissements sur plusieurs fractures successives.

Pour améliorer la compréhension des mécanismes de déclenchement, un accès ouvert aux données sismiques et aux informations de pompage collectées par les entreprises est essentiel. Cependant, cette disponibilité de données n’est pas garantie et varie d’un pays à l’autre, ou aux États-Unis, d’un État à l’autre.

Cette étude met en lumière les lacunes du protocole de feu tricolore, notamment la possibilité de passer directement du vert au rouge sans avertissement. Il est crucial de définir ce qui constitue un risque inacceptable en termes de dommages, afin de positionner le feu rouge à une distance suffisante pour permettre une réaction proactive.

Source : Science News