Nouvelle étude sur la sismicité induite : fracturation et séismes dans l’ouest du Canada

Par Vanessa Greebe
Le 10 janvier 2019

De nouvelles recherches approfondissent nos connaissances et ont des implications pour l’industrie et les organismes de réglementation

La fracturation hydraulique – c’est-à-dire l’injection, à très haute pression, de liquide pour fracturer des roches pendant le forage de puits de pétrole ou de gaz – a des effets radicalement différents d’une région à l’autre. Si la fracturation provoque rarement des séismes dans des provinces à faible risque sismique comme la Saskatchewan, elle en provoque cependant souvent dans le nord de la Colombie Britannique, une région de plus forte sismicité.

Les scientifiques se demandent depuis longtemps pourquoi la fracturation hydraulique cause des tremblements de terre à certains endroits, mais pas à d’autres. Des chercheurs de Ressources naturelles Canada (RNCan) ont fait un pas de plus vers la résolution de ce problème : une nouvelle étude a établi un lien entre les séismes induits et le taux de déformation des plaques tectoniques — ces plaques massives qui se déplacent lentement et forment la base des continents et des océans.

« Le taux de chargement tectonique de fond semble être l’un des principaux facteurs qui déterminent la réaction d’une région à un séisme induit par injection », explique Honn Kao, sismologue au Centre géoscientifique du Pacifique, à Sidney, en Colombie-Britannique. Les mouvements tectoniques qui agitent les zones frontières des plaques augmentent progressivement la déformation élastique le long des failles intraplaques, et le fragile équilibre qui existe entre ces forces peut se trouver perturbé par la puissante injection du fluide de fracturation, provoquant un tremblement de terre qui libère l’énergie tectonique accumulée.

Pour la première fois, des chercheurs ont effectué un suivi des mesures géodésiques pour vérifier s’il existait un lien entre les taux de déformation et les séismes induits par injection (SII). À l’aide d’une technologie de type GPS et des connaissances actuelles sur les frontières des plaques tectoniques, ils ont surveillé les SII et observé un schéma.

La majeure partie des séismes induits se sont produits dans des régions où le taux de déformation tectonique est relativement élevé — une bande de 150 kilomètres de large qui est située immédiatement à l’est des Rocheuses canadiennes et qui correspond en gros à la frontière entre la Colombie-Britannique et l’Alberta. Plus loin à l’est, où les taux de déformation géologique sont faibles, les séismes de ce genre sont beaucoup moins fréquents. Ces résultats ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters(en anglais seulement).

Grâce à cette étude, les sismologues savent maintenant qu’il n’existe pas de modèle de réglementation universel pour la fracturation hydraulique : le contexte tectonique régional doit être pris en considération.

Cette conclusion non seulement présente un intérêt sur le plan scientifique, mais revêt aussi beaucoup d’importance pratique pour les organismes de réglementation chargés d’encadrer la fracturation hydraulique, puisque le volume de fluide injecté a une incidence sur l’ampleur du séisme induit. La découverte de ce lien est un premier pas important qui aidera les exploitants utilisant la fracturation hydraulique à contrôler les activités d’injection de manière à éviter de provoquer de gros séismes dommageables.

Le lien entre la fracturation hydraulique et les séismes induits au Canada, découvert par des chercheurs de RNCan, a fait l’objet d’un article dans la Revue canadienne des sciences de la Terre en 2015.