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Gaz de schiste : l’enfouissement des eaux usées causerait des séismes

Selon plusieurs études, les risques sismiques liés à l’exploitation des gaz de schiste, ou plutôt au stockage des eaux usées issues de cette exploitation, seraient bien réels aux États-Unis. Plusieurs exemples ont été présentés durant la conférence automnale de l’American Geophysical Union.

Les liquides de fracturation usagés contiennent entre autres des métaux lourds, du radium 226 et du radium 228, des molécules chimiques cancérigènes et des perturbateurs endocriniens. © wcn247, Flickr, cc by nc 2.0 Les liquides de fracturation usagés contiennent entre autres des métaux lourds, du radium 226 et du radium 228, des molécules chimiques cancérigènes et des perturbateurs endocriniens. © wcn247, Flickr, cc by nc 2.0

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L’extraction des gaz de schiste requiert d’importantes quantités d’eau, de 10.000 à 20.000 m3 par puits, selon le groupe Total. Elles sont utilisées, après avoir été mélangées à du sable ainsi qu'à divers additifs chimiques, pour fracturer des couches rocheuses profondes et ainsi libérer le gaz naturel emprisonné. Problème : ces fluides se chargent en métaux lourds et en particules radioactives sous terre, avant de remonter en grande partie (entre 20 et 80 % du volume injecté) vers la surface dès la mise en exploitation des puits. Pour éviter d’avoir à les traiter, 90 % des compagnies de forage américaines auraient trouvé une solution simple : les réinjecter sous terre, pour un stockage à long terme, dans des puits dits d’injection (chiffre du Natural Resources Defense Council, NRDC). 

De vifs débats entourent cette pratique, car elle pourrait avoir un impact non négligeable sur l’environnement. Pour preuve, les activités sismiques d’États tels que le Colorado, l’Oklahoma ou le Texas auraient significativement augmenté ces dernières années. Or, l’exploitation des gaz de schiste est en plein essor dans ces régions. Difficile cependant d’établir un lien de cause à effet fiable. Des scientifiques de l’US Geological Survey (USGS) et des universités de l’Oklahoma et de Columbia viennent cependant de fournir quelques arguments supplémentaires durant la conférence automnale de l’American Geophysical Union

Les exploitations de gaz de schiste aux États-Unis, situées dans les régions colorées en rose. Les bassins sédimentaires sont figurés en rose pâle. Le stockage des eaux usées dans des puits d'injection pourrait avoir des conséquences sur l'environnement. © US Energy Information Administration
Les exploitations de gaz de schiste aux États-Unis, situées dans les régions colorées en rose. Les bassins sédimentaires sont figurés en rose pâle. Le stockage des eaux usées dans des puits d'injection pourrait avoir des conséquences sur l'environnement. © US Energy Information Administration

Des épicentres à proximité de puits d’injection d'eaux usées

Depuis 2010, plus de 250 séismes ont été recensés rien qu’en Oklahoma, non sans conséquences. Environ 200 immeubles ont ainsi été endommagés par un seul tremblement de terre de magnitude 5,6 sur l'échelle de Richter, survenu en novembre 2011. Ses répliques ont été suivies avec attention, l’objectif étant de cartographier le réseau de failles en cause… mais pas seulement. Les experts ont également cherché à comprendre comment la pression avait pu y augmenter au fur et à mesure que du liquide était injecté sous terre, parfois à moins de 500 m des épicentres.

Le nombre de séismes présentant une magnitude supérieure à 3, seuil au-delà duquel ils sont perceptibles par l’Homme, a continuellement augmenté dans le Colorado et au Nouveau-Mexique depuis 2001. Certains de ces événements géologiques ont été importants. Un tremblement de terre a par exemple atteint une magnitude de 5,3 en 2011. Selon des calculs de l’USGS, la probabilité que cette accélération soit naturelle serait extrêmement faible. L’injection d'eaux usées serait une nouvelle fois en cause. 

Des risques sismiques à prendre en compte pour le gaz de schiste

Selon Austin Holland de l’Oklahoma Geological Survey (OGS), il ne fait aucun doute que le lien existe entre exploitation du gaz de schiste et séismes. Cependant, il a précisé qu’aucun changement apparent dans les activités pétrolières et gazières ne permettait d’expliquer cette augmentation « spectaculaire » du nombre de tremblements de terre. Dernier détail : pour la majorité de ceux qui ont été détectés au sein de la formation géologique de Barnett Shale, les épicentres étaient situés à moins de 3 km d’un puits d’injection, d’après Cliff Frohlich de l’université du Texas à Austin. Attention toutefois, cela ne signifie pas pour autant que tous les sites d’enfouissement ont causé des problèmes !

Par conséquent, les risques sismiques ne devraient plus être négligés par les autorités américaines qui délivrent les permis d’exploitation, d’autant que leur nombre est amené à fortement augmenter à l’avenir. En effet, près de 20.000 puits de gaz de schiste devraient voir le jour aux États-Unis chaque année jusqu’en 2035. L’une des solutions au problème serait simple, du moins en apparence : développer et sécuriser la filière du traitement des eaux usées, car elle est également critiquée.


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