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Exploitation minière et sismicité induite? Un éclairage historique sur une controverse d’actualité: l’exemple de la Belgique et du Nord de la France, années 1880-années 1980 (3/3)

La Commission d’étude sur le grisou de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 1898-1906 ou comment des géologues ont empêché les recherches sur la séismicité induite en Belgique et en France au début du 20e siècle

Comme on l’a vu dans les deux premiers billets que je t’invite, chère lectrice, cher lecteur, à lire avant d’entamer la lecture de ce billet (ici pour le premier, pour le deuxième), la controverse règne entre d’un côté les géologues proches des milieux charbonniers comme Cornet et de Munck, et de l’autre, les scientifiques comme Lancaster, directeur de l’Observatoire royal de Belgique, éloignés du milieu extractif et qui n’hésitent pas à attribuer ces séismes aux affaissements et effondrements miniers. Dès la fondation des premières stations sismologiques, la question de la sismicité induite est bien présente.

Existe-t-il un lien entre l’extraction du charbon et les tremblements de terre survenant dans les bassins miniers ? La question se pose dès les années 1860 lorsque la production de charbon européenne explose. Des petites secousses secouent les régions minières, notamment en Allemagne. Le lien est très vite établi entre extraction du charbon et secousses sismiques. Les charbonnages causent ou augmentent le ressenti des tremblements de terre à la surface. Ils peuvent être donc tenus pour responsables des dégâts occasionnés. Il en va de même pour d’autres projets comme les barrages[1].

Déjà en 1884, Karl Fuchs, professeur de géologie et de minéralogie à l’Université d’Heidelberg, aborde le sujet dans la 4e édition en français de son étude sur les volcans et les tremblements de terre[2]. Pour lui, les tremblements de terre qui surviennent dans les bassins charbonniers sont dus à la fois à la poursuite de la décomposition du charbon (le charbon est composé de débris végétaux), décomposition transformant le charbon en fluides gazeux (pex. en méthane, composant principal du grisou) et créant des vides souterrains qui sont comblés soit par un affaissement lent et graduel, soit par un écroulement brusque et soudain. C’est ce dernier phénomène qui, selon Fuchs, libère suffisamment d’énergie pour causer un séisme pouvant être ressenti à la surface. Une autre cause peut également expliquer l’émergence de tremblements de terre dans les bassins charbonniers, à savoir l’extraction du charbon par l’Homme. Il cite plusieurs exemples de secousses sismiques qui ont été ressenties dans des bassins houillers. En 1869, des secousses font trembler Charleroi au point que la terre fut crevassée en beaucoup d’endroits et l’on put constater de nombreux affaissements du sol[3]. Toujours en 1869, un séisme frappe Kohlscheid dans le bassin houiller proche d’Aix-la-Chapelle. Enfin, en septembre et en octobre 1873, plusieurs tremblements de terre touchent Herzogenrath et Aix-la-Chapelle. Des séismes surviennent également dans le bassin de la Ruhr entre 1860-1870. Tous partagent le point commun de survenir en terrain houiller et dans des zones où le charbon commence à être exploité de manière intensive. Fuchs maintient son propos en 1895 dans la 6e édition de son ouvrage[4].

Au début du 20e siècle, le phénomène semble prendre de l’ampleur et susciter l’intérêt et/ou l’inquiétude des gouvernements allemand et polonais. En 1908, le premier laboratoire de surveillance de la sismicité induite est créé à Bochum dans le bassin charbonnier de la Ruhr[5] et dans les années 1920, le premier réseau de stations sismologiques dédié à l’étude des séismes induits est établi dans le bassin charbonnier de Haute Silésie en Pologne[6].

En Belgique et en France, la question suscite les passions. En effet, si ce fait est avéré, le coût pour les charbonnages pourrait être bien plus faramineux que celui des affaissements et autres dégâts miniers. Le lien entre sismicité induite et extraction du charbon pourrait causer la ruine du système minier. Les charbonnages et « leurs » géologues vont évacuer cette question avec célérité.

Dès le début de la mise en place du réseau de surveillance sismique, la question des séismes induits transparaît. Le projet initial d’Eugène Lagrange présenté en 1898 devant la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie prévoit d’organiser cinq autres stations en plus de celle d’Uccle: au littoral, au puits de la mine de charbon de l’Agrappe à Frameries, dans le bois de Colfontaine, dans les carrières de porphyre de Quenast et à Liège (également dans la galerie d’une mine de charbon). L’objectif poursuivi par ce projet consiste à montrer le lien entre augmentation de l’activité sismique et coup de grisou. L’hypothèse de départ postule que l’activité sismique augmente dans les régions minières avant qu’un coup de grisou survienne[7].

La question intéresse fortement les charbonnages afin de sécuriser leurs chantiers d’exploitation et renforcer la sécurité des mineurs. Le projet avance bien, la Société est enthousiaste, des fonds sont trouvés pour acheter le matériel nécessaire, même Jules Cornet montre son intérêt en tant que membre de la Société. Un accord est trouvé avec le charbonnage de l’Agrappe pour installer un sismographe dans une de ses galeries.

Toutefois, il semble que la Société belge de géologie poursuit un autre but. Certains de ses membres, dont de Munck, espèrent que les stations sismologiques permettront de répondre à la question de la sismicité anthropogénique. Après le tremblement de terre de la vallée de la Scarpe en 1896, De Munck se demande si :

« les régions minées par l’industrie du charbon et d’équilibre affaibli, qui s’étendent à la fois dans le Pas-de-Calais, dans le département du Nord et en Belgique, n’avaient pas simplement subi le contre-coup de troubles souterrains graves, perçus aussi en différents points du globe, ou bien si ce n’est pas la suite naturelle d’un ensemble de phénomènes sismiques constatés à l’étranger peu avant la date de la secousse franco-belge du 4 septembre [1896][8]»

Pour éclaircir cette question, le secrétaire général de la société belge de géologie, Ernest Van den Broeck, propose d’établir des instruments enregistreurs de phénomènes sismiques et microsismiques à proximité des sites d’extraction[9]. En fait, le projet de la Société belge de géologie poursuit un double objectif : vérifier si les microséismes sont annonciateurs de dégagements de grisou et si l’exploitation du charbon est liée aux séismes ébranlant les bassins houillers. Durant les séances préliminaires à l’installation des stations sismologiques, Paul Habets, professeur d’exploitation des mines à l’Université libre de Bruxelles, se montre enthousiaste quant à la portée du projet :

« M. Habets insiste sur l’importance qu’il y aurait à ausculter le sol des régions charbonnières de notre pays. Il signale que, à côté des vibrations intéressant l’ensemble de la région, il y a des mouvements locaux, souvent plus importants, résultant des affaissements causés par l’exploitation même. Ces mouvements peuvent aussi avoir une influence sur les dégagements du grisou et il importe de distinguer les accroissements de dégagements dus à ces macrosismes de ceux qui seraient produits par les microsismes d’origine endogène[10]»

Ernest Van den Broeck résume les questions auxquelles le futur réseau de surveillance sismographique est destiné à répondre le 18 juillet 1898. Il y fait clairement mention des causes anthropogéniques : Quelles relations y-a-t-il entre les dégagements normaux et anormaux du grisou avec les phénomènes météorologiques de pression atmosphérique, de magnétisme, de manifestations sismiques, d’état électrique, d’affaissements produits par des causes naturelles ou accidentelles ?[11].

En 1903, la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie installe des instruments de sismologie à Quenast et aux charbonnages de l’Agrappe dans la fosse Grand-Trait à 850 mètres de profondeur, afin de vérifier si les coups de grisou peuvent effectivement être des phénomènes précurseurs d’événements sismiques ultérieurs[12]. Ces stations sont cependant rapidement abandonnées vu les difficultés rencontrées pour les alimenter en électricité. Eugène Lagrange dit au sujet de ce projet en 1904 : la phase d’installation a réclamé beaucoup de temps, énormément de peines et a eu à surmonter maintes difficultés inattendues […] À Frameries, dans les profondeurs de la mine grisouteuse, ce furent les recherches relatives à la suppression du danger de l’éclairage électrique (par accumulateurs, à remplacer journellement) qui ont été le principal obstacle à la mise en train et au bon fonctionnement des appareils[13]. Dans leur article Van Camp et Camelbeeck, de l’ORB, ne poussent pas l’analyse plus loin. Pourtant, Lagrange présente des données issues de la station de Frameries devant la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie durant sa séance du 21 mars 1906. La station est parfaitement opérationnelle. Ce sont plutôt, d’après les sources disponibles, le désintérêt des charbonnages et du gouvernement à soutenir le projet de la Société belge de géologie, et le manque de financement, qui sont la cause de son arrêt[14]. Sans doute par peur des résultats, le projet est abandonné en ce qui concerne le sismographe du charbonnage de l’Agrappe[15]. Il n’en est plus fait mention après 1907.

Station sismique installée au charbonnage de l’Agrappe à Frameries en 1903 (Source: VAN CAMP et CAMELBEECK, 2004, p. 170).

Entretemps, les géologues belges et français proches des charbonnages nient rapidement tous liens entre l’exploitation du charbon et la survenue de tremblements de terre dans des régions auparavant peu sismiques. Jules Cornet, concernant les séismes de la vallée de la Scarpe en 1896 et de Mons en 1911, Henri Douxami, Fernand Montessus de Ballore, entre autres, contestent toute responsabilité des charbonnages dans la survenue des tremblements de terre touchant les régions minières des deux pays[16]. Ils comparent ceux qui affirment le contraire à des affabulateurs et à des charlatans.

Ainsi, pour Jules Cornet et Henri Douxami, les secousses d’Havré de 1887 considérées comme dues au déhouillement par un grand nombre de savants sont attribuées par Cornet à la présence de nombreuses failles et dislocations dans les terrains crétacés qui surmontent le terrain houiller[17]. Le séisme de la vallée de la Scarpe de 1896 n’est nullement dû au déhouillement. Il est vital de l’affirmer sans cesse. Pour Douxami, l’étendue de la zone épicentrale du séisme sur une longueur de 27 kilomètres nous paraît s’accorder difficilement avec la cause généralement invoquée […] nous voulons dire le déhouillement produit par les progrès de l’exploitation amenant un tassement d’anciennes galeries déhouillées, insuffisamment remblayées. Pour Montessus de Ballore en 1906 :

« La bande houillère est assez riche en épicentres sur toute sa longueur, et a été parfois ébranlée par de sévères tremblements de terre […] Dans le bassin du Douaisis, ces séismes sont généralement attribués à des effondrements ou à des tassements dans les galeries anciennes abandonnées. Cette opinion est contredite par les études classiques de Jicinski[18]. Il a montré par de nombreuses observations que les mouvements du sol, résultant de l’exploitation des mines, sont des phénomènes d’une extrême lenteur, exigeant plusieurs années pour se parfaire complètement, ce qui exclut, d’après le mode même de leur formation, toute possibilité de secousses brusques, séismiques en un mot. Les chocs du Douaisis ont le plus souvent un caractère très local et ceux du 12 septembre 1888 et du 9 décembre 1892, à Sin-le-Noble, ont été, dit-on, accompagnés d’affaissements d’immeubles. Si donc l’on se reporte aux études précédemment rappelées, au lieu de voir dans ce dernier fait une confirmation de l’opinion courante, il faudra plutôt considérer l’affaissement comme une conséquence du séisme que comme son origine[19]»

Jules Cornet clôt le débat en Belgique et en France une première fois dans son étude sur le tremblement de terre de la vallée de la Scarpe en 1896 et une seconde fois en 1911 dans son article sur le séisme de Mons. Il y affirme que dans aucun cas, on ne peut faire intervenir les vides produits par l’exploitation de la houille comme causes de ces phénomènes [les séismes]. Le déhouillement donne lieu à des affaissements lents et graduels qui abaissent le niveau du sol et fissurent les constructions, mais jamais il ne produit de secousses brusques ni surtout d’ébranlements sensibles sur de grandes surfaces[20]. Cette citation sera reprise sempiternellement par les géologues belges, anciens disciples de Cornet généralement, comme argument d’autorité[21]. Le maître a dit cela c’est que c’est vrai.

Jules Cornet (Source: Académie royale de Belgique)

Enfin, dans un article paru en 1912, Henri Douxami, géologue lillois proche de Jules Gosselet, enterre définitivement la question. Après un relevé exhaustif des séismes survenus dans le nord de la France entre 330 et 1911, Douxami cherche les causes probables des tremblements de terre du nord de la France[22]. Il conteste vigoureusement l’opinion publique pour qui ces tremblements de terre auraient en quelque sorte une cause humaine et seraient le résultat des tassements brusques qui se produiraient dans les régions profondes déhouillées dans les mines par l’homme et insuffisamment remblayées. Douxami n’y croit pas. Les causes sont purement naturelles :

« Le déhouillement, et d’une façon générale les exploitations souterraines, ne donne lieu qu’à des affaissements lents et graduels qui abaissent le sol et peuvent fissurer les maisons, mais jamais il ne se produit de secousses brusques ni surtout d’ébranlements sensibles sur de grandes étendues […] Pour un certain nombre de savants, les mouvements qui ont si profondément dérangé et disloqué les couches de houille que nous exploitons aujourd’hui ne seraient pas encore terminés : les morts-terrains qui surmontent la houille dans le Hainaut, sont en effet plissés et le sillon occupé par la Sambre et la Meuse au pied de l’Ardenne est un sillon qui s’est accentué depuis que l’homme existe, ainsi que l’a montré M. Cornet. M. Jules Gosselet a révélé l’existence de grandes cassures ou failles qui ont affecté les terrains crétacés et tertiaires plus récents que la houille. Il n’est donc pas douteux que la bande houillère qui s’étendu du Boulonnais en France jusqu’à Dortmund en Allemagne ne soit une région instable où des mouvements très récents du sol ont été constatés par les géologues, mais pour nous, ce sont seulement les failles et les fractures qui affectent les terrains houillers et les morts terrains qui les surmontent ou simplement ces derniers qui peuvent être le siège, à l’époque actuelle, de mouvements donnant naissance à des tremblements de terre superficiels[23]»

L’explication de Douxami est bien commode. Il reconnaît cependant l’existence d’un seul et unique séisme induit dans le nord de la France. Ce dernier aurait eu lieu le 31 octobre 1873 dans une mine de sel à Varangeville-Saint-Nicolas en Lorraine. Un éboulement […] provoqua un ébranlement du sol qui fut ressenti à Nancy à 12 kilomètres de là. C’est, à notre connaissance, un des rares exemples, dans notre région, d’un tremblement de terre, d’ailleurs très localisé, paraissant bien dût à l’exploitation humaine[24]. Ne s’agissant pas d’un séisme causé par un charbonnage, il est sans doute plus aisé d’en faire mention.

Le problème de ces démonstrations, c’est qu’elles sont assez sommaires et affirment la non responsabilité des travaux miniers de manière catégorique et définitive[25]. Les bassins houillers du Nord-Pas-de-Calais et de Belgique, par un « miracle géologique non identifié » sont exempts de séismes induits. Toutes les secousses se produisant dans ces régions sont dues à des causes naturelles au grand soulagement des sociétés minières. Alors qu’ailleurs en Europe, les réseaux de surveillance de la sismicité induite dans les mines de charbon se développent, le projet de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie de mettre en place d’un réseau de surveillance similaire est abandonné faute d’intérêt de la part des charbonnages et du gouvernement.

L’explication la plus évidente à cette « dénégation » de la séismicité induite engendrée par les travaux miniers est la crainte partagée par les géologues, les gouvernements et les charbonnages eux-mêmes de voir l’activité minière cesser purement et simplement si le fait était prouvé scientifiquement. Dans son analyse du séisme de Ransart en 1911, Cambier se révèle lucide quant aux conséquences d’une telle découverte : cette hypothèse, si elle se vérifiait par un examen méthodique de la topographie souterraine, pourrait avoir des conséquences sérieuses pour l’avenir des charbonnages du nord-est de Charleroi et de la Basse-Sambre[26]. Les charbonnages gèrent de plus en plus difficilement les dégâts que leurs affaissements miniers créent à la surface. Ces derniers demeurent cependant localisés géographiquement. Dans le cas d’un tremblement de terre induit, la zone touchée est plus vaste que celle d’un affaissement et les plaignants plus nombreux. Le montant des indemnités serait sûrement colossal en cas de reconnaissance de leur responsabilité. De plus, la peur des séismes qui se répandrait au sein des populations des régions minières pourrait entraîner un vaste mouvement de contestation envers les charbonnages. Ces derniers devraient sans nul doute cesser toute activité et se mettre en liquidation, mettant au chômage plusieurs milliers de familles, créant un climat de tension sociale pouvant aboutir à la révolte et compromettant l’avenir économique de la Belgique et de la France. Le secteur charbonnier doit être protégé de cette menace qui pèse sur lui. Les explications « scientifiques » providentielles comme celles de Jules Cornet ou d’Henri Douxami y contribuent[27].

Toutefois, le doute demeure dans l’esprit de certains géologues. Montessus de Ballore réserve un passage à la fin de sa Géographie sismologique à ce qu’il nomme les tremblements de terre dans les travaux de mines ou pseudoséismes. Dans cette partie de son ouvrage, il émet des doutes quant à l’absence de lien entre extraction minière et microséismes. Pour lui, la production des séismes par le déhouillement ou par l’exploitation de mines quelconques, est très importante aussi bien au point de vue pratique qu’à celui de la séismologie pure. Les conclusions négatives de Jicinsky et de Cornet lui semblent trop catégoriques[28].

Montessus de Ballore développe alors un argumentaire qui va à l’encontre de ce qu’affirme de façon péremptoire Jules Cornet. Se basant sur les travaux de Jules Gosselet portant sur les assises tertiaires et crétaciques des fosses et sondages du nord de la France[29], Montessus de Ballore délimite ce qu’il entend par « pseudoséimes » que l’on nommerait de nos jours « séismes induits » :

« Les tremblements de terre dont il s’agit ici présentent des caractères très particuliers : leur aire d’extension est à peu près circulaire et ne dépasse guère 7 à 8 kilomètres ; l’intensité du choc, assez grande au centre, diminue avec une rapidité bien plus grande que pour les séismes ordinaires. N’ayant pas, du moins ainsi qu’on le pense, une origine purement naturelle, mais dépendant de causes artificielles, on peut les qualifier de « pseudoséismes »[30]»

Revenant sur le séisme de la vallée de la Scarpe de 1896, Montessus de Ballore remet en question les conclusions de Jules Cornet quant à l’irresponsabilité des travaux miniers comme origine du tremblement de terre :

« Gosselet a déterminé au moyen des résultats de plus de 300 forages ou sondages, la forme des surfaces des différentes couches du sous-sol profond des environs de Douai. Le savant géologue a déduit de ses recherches d’intéressantes conclusions relativement aux faibles secousses locales qui ébranlent de temps à autre le bassin houiller du Nord de la France, et il est d’autant plus nécessaire d’examiner si ses déductions sont, ou non, d’accord avec les faits d’observation, que Cornet ne s’y rallie pas plus en 1905 qu’il n’avait, à l’occasion du tremblement de terre du 2 septembre 1896, admis le rôle séismogénique généralement attribué au déhouillement dans le bassin franco-belge ; il fait, en effet, observer que les 100 kilomètres d’extension qu’a présentée ce séisme sont incompatibles avec cette explication. La raison est, dans ce cas, péremptoire[31]»

En effet, se basant sur la topographie souterraine créée par Gosselet Montessus de Ballore constate que les surfaces supérieures du terrain primaire et les cinq assises principales du Crétacé et du Tertiaire du bassin du Douasis sont en étroite dépendance les unes avec les autres et forme un « paléocreux » très sensible à l’action des travaux miniers :

« La topographie superficielle du Primaire présente, à l’ouest de Douai, un creux allongé presque dans la direction nord-sud, et limité de chaque côté par de fortes pentes, plus accentuées encore à l’est qu’à l’ouest […] Le paléocreux de Douai est limité à l’est par un large escarpement, et les couches crétacées présentent là une forte pente. Cette grande inclinaison fait comprendre, dit Gosselet, comment sous l’influence de l’affaissement de la surface primaire dû à l’exploitation [de la houille], il a pu y avoir des glissements dans les terrains morts. On se rend ainsi compte des tremblements de terre qui agitent la surface du sol et qu’on ne ressent pas dans les terrains profonds. Il n’y aurait même rien d’étonnant à ce qu’il se produisit des crevasses et des modifications de distance de quelques monuments superficiels. C’est sous une forme nouvelle, revenir à l’influence séismogénique du déhouillement[32]»

Face à ces nouvelles conclusions, Montessus de Ballore plaide pour que l’étude de la séismicité induite soit un projet de recherche prioritaire pour les gouvernements belges et français et pour les charbonnages, en opposition frontale avec les affirmations catégoriques de Jules Cornet et de Jicinsky :

« De tout cela résulte que les secousses dues, plus ou moins directement, aux travaux des mines, méritent d’être l’objet d’études spéciales, et l’emploi d’instruments enregistreurs paraît nécessaire pour déceler l’origine de ces mouvements au moyen des caractères propres de leurs séismogrammes. Alors seulement on pourra définitivement émettre un avis sur l’influence séismogénique de l’exploitation des mines, soit de houille, soit d’autres substances minérales. En fin de compte, l’opinion de Jicinski nous paraît trop absolue dans le sens de la négation, et, au moins dans certains cas particuliers de légères secousses locales, la relation de cause à effet semble s’imposer. Les stations séismographiques profondes établies à l’Agrappe en Belgique et à Przibram en Bohême sont destinées à élucider la question dans un sens ou dans l’autre, et il est à souhaiter que cet exemple soit suivi dans un plus grand nombre d’établissements miniers[33] »

Malheureusement, en Belgique et en France, c’est l’opinion catégorique défendue par Jules Cornet qui l’emporte. La station de l’Agrappe est abandonnée de même que les recherches sur la séismicité induite pour la simple raison que certains scientifiques ont réussi à (se) convaincre que dans les bassins houillers belges et français, ce phénomène n’existe tout simplement pas.

[1] Rothé J.-P., Séismes artificiels, in Tectonophysics, 9, 1970, p. 215-238 ; McGarr A. F., Simpson D. et Seeber L., Case Histories of Induced and Triggered Seismicity, in International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology, 81A, 2002, p. 647-661.

[2] Fuchs K., Les volcans et les tremblements de terre, Paris, 1884 (4e éd.), p. 149-160.

[3] Fuchs K., Les volcans et les tremblements de terre, p. 154.

[4] Ibid., 1895.

[5] Mintrop L., Die Erdbebenstation der Westfälischen Berggewerkschaftskasse in Bochum, in Glückauf, 45, 1909, p. 357-365

[6] Gibowicz S. J. et Kijko A., éd., An Introduction to Mining Seismology, San Diego, Academic Press, « International Geophysics », 55, 1994, p. 2.

[7] Van den Broeck E., Séance spéciale supplémentaire du mardi 14 juin 1898 consacrée à l’exposé préliminaire de l’étude du grisou dans ses rapports avec les phénomènes de la météorologie endogène et au point de vue de sa prévision par l’observation des microsismes, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 12, 1898, p. 7-12.

[8] De Munck E., Le tremblement de terre dans le Nord de la France, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 10, 1896, p. 175.

[9] Id., Considérations au sujet du tremblement de terre du 2 septembre 1896, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 10, 1896, p. 173.

[10] Procès-verbal de la séance spéciale du mardi 5 juillet 1898, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 12, 1898, p. 38-39.

[11] Procès-verbal de la séance spéciale du lundi 18 juillet 1898, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 12, 1898, p. 58.

[12] Somville O., Les tremblements de terre en Belgique, Gembloux, J. Duculot, 1936, p. 1-24 et Van Camp M. et Camelbeeck T., Histoire des stations sismiques belges. De la station « Solvay » au réseau national de surveillance sismique, in Ciel et Terre, 120, novembre-décembre 2004, p. 162-176.

[13] Van Camp M. et Camelbeeck T., Histoire des stations sismiques belges…, p. 170-171.

[14] Rapport relatif aux stations simiques de Quenast et de Frameries, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 20, 1906, p. 43-56

[15] La Société belge de géologie est dès le début du projet confrontée aux réticences des charbonnages et de l’Administration des Mines à leur fournir des renseignements. Le secrétaire général de la société, Ernest Van den Broeck prévoyait dès 1899 d’envoyer des lettres-circulaires aux gérants des charbonnages belges et français pour leur demander leur collaboration dans l’étude des phénomènes sismiques liés aux travaux miniers (et pas uniquement ceux relatifs au dégagement de grisou). Des membres de la société, attachés au milieu charbonnier, signale au secrétaire général que les charbonnages risquent de se méfier face à une telle demande. La crainte que le projet de recherche de Van den Broeck prouve le lien entre sismicité induite et extraction minière transparaît en filigrane dans les réponses qui lui données : M. Habets craint que le procédé d’études proposé par M. Van den Broeck ne conduise, par la constatation de quelques coïncidences toutes fortuites, à des conclusions hâtives et dangereuses. Il croit ce mode opératoire peu efficace et craint d’ailleurs que les exploitants ne restent sourds à l’appel que voudrait nous voir faire M. Van den Broeck. M. Flamache opine dans le même sens et croit plus opportun de limiter les recherches à un cas particulier [les microséismes liés aux dégagements de grisou] avant de porter les investigations sur une aire étendue (Phénomènes grisouteux du Charbonnage de Marchienne à Marchienne-au-Pont (janvier et février 1899), procès-verbal de la séance du 26 avril 1899, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 13, 1899, p. 110).

[16] Douxami H., Les tremblements de terre. Essai sur l’état actuel de la séismologie, Lille, Danel, 1911 ; Id., Les tremblements de terre ou séismes dans la région du Nord de la France, in Bulletin de la Société de géographie de Lille, 58, 2e semestre, 1912, p. 30-58 et Montessus de Ballore F., Les tremblements de terre, géographie séismologique, Paris, Armand Colin, 1906.

[17] Douxami H., Les tremblements de terre ou séismes…, p. 47

[18] Jicinsky, Bodensenkungen durch den Bergbau, in Die Erdbebenwarte, 2, 85, 1902.

[19] Montessus de Ballore F., Les tremblements de terre, géographie séismologique…, p. 71-72.

[20] Cornet J., À propos du récent tremblement de terre de la Belgique et du Nord de la France, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 10, 1896, p. 131.

[21] Voir, entre autres, Charlier C., Secousses séismiques ressenties en Belgique (Hainaut) en mars 1944, in Ciel et Terre, 60, janvier-février 1945, p. 52-53 et 93 ; Fourmarier P. et Charlier C., Les séismes dans la province de Hainaut de 1900 à 1949… ;  Marlière R., Les tremblements de terre d’avril-mai 1949 dans la région de Mons, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 60, 1951, p. 17-27; Renier A., Les tremblements de terre envisagés comme les manifestations les plus récentes des phénomènes de plissement du sol belge, in Société géologique de Belgique. Livre jubilaire, 2, Bruxelles, 1924, p. 149-155 ou encore Stevens C., Déformations tectoniques récentes observables en Belgique. La vallée de la Haine s’affaisse-t-elle encore de nos jours ?, in Publications de l’association des ingénieurs de l’école des mines de Mons, 1er fasc., 1933, p. 211-225.

[22] Douxami H., Les tremblements de terre ou séismes…, p. 55.

[23] Ibid., p. 57.

[24] Douxami H., Les tremblements de terre ou séismes…, p. 46.

[25] Descamps L., Relations entre l’activité sismique dans le Hainaut et l’activité minière, Université de Mons, Faculté polytechnique, 2009 (Mémoire de master 2 en ingénierie civil des mines-géologie inédit), p. 13-14.

[26] Cambier R., Les tremblements de terre de Ransart (mars, juin, juillet 1911), in Annales de la Société géologique de Belgique, 39, 1911-1912, p. B100.

[27] Sur le lien entre crainte de l’effondrement économique, social et politique et la falsification de données scientifiques, voir l’ouvrage fondamental de Oreskes N. et Conway E. M., Les marchands de doute, ou comment une poignée de scientifiques ont masqué la vérité sur des enjeux de société tels que le tabagisme et le réchauffement climatique, Paris, Le Pommier, 2014. Voir également les développements récents en histoire environnementale dans les ouvrages de Le Roux T., Le laboratoire des pollutions industrielles. Paris, 1770-1830, Paris, Albin Michel, 2011 et Fressoz J.-B., L’Apocalypse joyeuse. Une histoire du risque technologique, Paris, Le Seuil, « L’univers historique », 2012, p. 216-223 et pour le cadre belge de Maréchal J., La guerre aux cheminées. Pollutions, peurs et conflits autour de la grande industrie chimique (Belgique, 1810-1880), Namur, Presses universitaires de Namur, 2016, p. 271-365 et de Zimmer A., Brouillards toxiques. Vallée de la Meuse, 1930, contre-enquête, Bruxelles, Zones sensibles, 2016, p. 113-130.

[28] Montessus de Ballore F., Les tremblements de terre, géographie séismologique…, p. 461.

[29] Gosselet J., Les assises crétaciques et tertiaires dans les fosses et les sondages du Nord de la France, 1 : Région de Douai, Paris, Ministère des Travaux publics, « Études des gîtes minéraux de la France », 1904.

[30] Montessus de Ballore F., Les tremblements de terre, géographie séismologique…, p. 461.

[31] Montessus de Ballore F., Les tremblements de terre, géographie séismologique…, p. 461-462. Voir également Cornet J., L’allure de la surface des terrains primaires et celle des couches crétacées et tertiaires dans la région de Douai, d’après un récent travail de M. J. Gosselet, in Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, 19, 1905, p. 112).

[32] Montessus de Ballore F., Les tremblements de terre, géographie séismologique…, p. 462-463.

[33] Ibid., p. 464

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1. Aux fondements de l’impérialisme minéral. Connaître le sous-sol et la mine, acclimater le charbon à la société en Belgique et en France au 18e siècle

« En vain a-t-on opposé à l’emploi de la houille l’inconvénient de la fumée noire et son odeur, soit-disant malsaine ; en vain a-t-on cherché à dégoûter les consommateurs ; l’exemple, la raison et le temps qui triomphent de tout, sont là pour vaincre les oppositions routinières, et pour faire valoir et prédominer ce qui est véritablement bon et utile. Aussi la consommation de la houille en France et à Paris même, va-t-elle toujours en croissant, non seulement pour le service des usines, mais qui plus est, pour les usages domestiques »

C.P. Brard, 1826[1].

Le développement de l’extraction du charbon au 18e siècle va de pair avec l’augmentation de son utilisation en tant que combustible domestique et industriel. Le charbon de terre permet de pallier à la pénurie de bois touchant l’Europe occidentale au 18e siècle[2]. Toutefois, le recours au charbon de la part des populations ne s’opère pas sans réticences. Jusqu’à la fin du 18e siècle et même encore au 19e, le charbon suscite de nombreuses interrogations sur sa nocivité[3]. Son utilisation, contrairement à ce que l’on pourrait penser, ne va pas de soi. Des hommes de lettres et de sciences entreprennent de modifier les préjugés et de donner une image positive du charbon et de ses capacités calorifiques[4]. Le basculement culturel en faveur du combustible est un préalable à l’expansion de l’activité charbonnière en permettant la création de débouchés pour écouler la production.

L’importance croissante des activités extractives au sein des sociétés française et « belge » s’accompagne également d’un accroissement des savoirs sur le sous-sol et l’art des mines. La géologie en tant que science naît dans le courant du siècle des Lumières. L’étude du monde souterrain et des techniques minières permet de soutenir le développement des activités extractives[5]. La conquête du monde minéral nécessite une meilleure connaissance de celui-ci, de sa nature, des moyens d’en extraire les matériaux et des conséquences de cette exploitation[6]. Plongeons ensemble dans les fondements du système extractiviste actuel, remontons aux racines l’impérialisme minéral, c’est-à-dire, à l’entreprise de conquête et de domination du sous-sol par l’Homme.

Le charbon de terre, un combustible insalubre ?

Jusqu’à la fin du 18e siècle, le charbon n’est pas considéré comme un combustible de qualité, pire on lui prête un caractère nocif. Ce n’est pas encore le « pain de l’industrie » dont les commentateurs du 19e et du 20e siècles loueront les mérites et les bénéfices pour la « civilisation[7]».

Les préjugés sur la houille ont certainement retardé son utilisation selon Jean Vercleyen[8]. En Angleterre, le charbon est pendant longtemps considéré comme nuisible à la santé[9]. En France, il est taxé de combustible insalubre[10]. Henri IV en défend l’usage sous peine d’amendes et de peines d’emprisonnement. Dans l’Empire Germanique, Athanasius Kircher prétend en 1665 que la houille provoque l’apoplexie[11] tandis qu’en 1740, Hoffmann la rend responsable de la pleuro-pneumonie, de l’asthme et de la phtisie, maladies qui selon lui existent à l’état endémique dans les régions charbonnières de Liège et de Londres[12].

Les voyageurs traversant les régions minières se plaignent fréquemment dans leurs récits de la puanteur de la fumée du charbon[13]. Pour De Pöllnitz, les voyageurs ne peuvent traverser Liège sans trouver à médire de la houille. Le chauffage en est très désagréable par la mauvaise odeur qui surpasse celle du charbon d’Angleterre et qui rend Liège, en hiver, aussi noire et aussi sombre que Londres[14]. En Autriche, des sujets des Pays-Bas autrichiens envoyés à Vienne par le prince Charles de Lorraine en 1757 échouent à faire adopter aux Autrichiens l’usage de la houille[15].

Ces opinions négatives ont néanmoins des contreparties plus favorables au charbon. Pour Waleffe, la houille a un rôle bénéfique pour les habitants du pays de Liège : les Liégeois ont naturellement beaucoup d’esprit, ils sont capables des sciences les plus abstraites avec un grand feu d’imagination. L’air pur du pays et la vapeur du charbon qu’on y respire, rempli de soufre et de nitre, peuvent y avoir part[16]. Morand, membre de l’Académie des Sciences française, effectue des expériences publiques sur l’usage de la houille afin de vaincre l’aversion des Parisiens pour ce minéral. Il écrit : les Liégeoises, qui sont au moins aussi coquettes que nos Françaises, emploient presque exclusivement de la houille pour se chauffer[17]. Le charbon ne serait pas nocif pour la beauté des femmes, heureuse nouvelle…

L’opinion négative et méfiante envers le charbon s’inscrit dans la logique hygiéniste des circumfusa ou « choses environnantes ». Sous ce terme, les médecins du 18e siècle incluent les airs, les eaux, les lieux de la médecine hippocratique et tous les autres éléments ayant une influence sur la santé[18]. Les fumées de charbon font partie des « choses environnantes » pesant sur la santé des habitants. Elles apparaissent logiquement menaçantes à certains médecins et intellectuels[19]. Les vapeurs et les fumées sont considérées comme étant la cause de maladies. Par exemple, Dubos considère en 1719 que le déclin des Romains depuis l’Antiquité est dû à la destruction des égouts par les envahisseurs barbares et par l’expansion des mines d’alun dont les vapeurs ont altéré l’air de la ville[20].

Les vapeurs artisanales sont vues d’un œil méfiant par la bourgeoisie urbaine qui craint pour sa santé et son bien-être[21]. La fumée dégagée par la combustion du charbon fait partie, selon cette logique, des circumfusa qu’il s’agit de circonscrire voire d’éliminer du milieu urbain afin de l’assainir.

La police d’Ancien Régime est très active dans la régulation des activités industrielles et artisanales en milieu urbain. Geneviève Massard-Guilbaud et Thomas Le Roux ont bien montré pour le cas parisien l’influence des lieutenants de police dans la gestion des pollutions industrielles au 18e siècle et l’obstacle que constitue pour l’industrialisation les compétences des magistrats de police en la matière[22]. Ces magistrats limitent l’usage de la houille dans les villes à cause de l’aversion d’une partie des habitants pour les fumées de charbon3. Après la Révolution, plusieurs scientifiques et industriels, notamment Chaptal et Payen, vont mener un « lobbying » intense auprès des instances gouvernementales républicaines afin de restreindre les compétences des magistrats de police en plaçant les affaires industrielles hors du champ de compétence de la police. La régulation de la pollution est transférée à l’administration civile et le règlement des conflits à la juridiction civile[23]. Après 1810, le « verrou policier » saute définitivement, permettant l’usage non restrictif du combustible fossile[24].

 Ces quelques exemples d’avis positifs et négatifs sur la houille, la fumée que sa combustion dégage, sa puanteur et son caractère déplaisant, montrent que l’utilisation du charbon est sujette aux réticences d’une partie de la population. Hormis les habitants proches des lieux d’extraction, les personnes disposées à recourir au charbon pour le chauffage domestique à la place du bois ou à remplacer le charbon de bois par du charbon de terre dans les forges et les fourneaux sont encore peu nombreuses dans la première moitié du 18e siècle[25].

Sauver les forêts, promouvoir l’usage du charbon

La promotion de l’usage du charbon pour le chauffage domestique et son usage industriel ainsi que l’intérêt accru du gouvernement français et de celui des Pays-Bas autrichiens pour la recherche et la mise en exploitation des mines de charbon s’expliquent, en grande partie, par une crise environnementale touchant l’Europe occidentale : la pénurie de bois et la déforestation[26].

 Durant tout le 18e siècle, la France comme les Pays-Bas sont confrontés à une envolée du prix du bois due à sa raréfaction. Jars témoigne de cette pénurie de bois et de l’utilité de remplacer le bois par le charbon de terre dans ses Voyages métallurgiques en 1763 :

« L’utilité des houilles ou charbons de pierre est depuis longtemps reconnue en France et rend précieuses les carrières de ce minéral qu’elle possède. On l’emploie dans les forges et on le substitue avec avantage dans plusieurs cas, au charbon fait avec le bois, dont il importe d’autant plus de diminuer la consommation, que l’on se plaint avec raison que la quantité en diminue sensiblement dans le royaume et que les forêts se détruisent par les coupes sans être remplacées par des plantations équivalentes[27] »

Déjà au milieu du 17e siècle, l’État français s’inquiète du déboisement[28]. Une ordonnance prise par Colbert en 1669 sur les eaux et forêts est censée réguler la déforestation et réglementer les usages du bois, notamment par le contrôle étatique à travers la Maîtrise des Eaux et Forêts, mais son efficacité est limitée[29]. Après les années 1750, la situation empire, le combustible tend à manquer au fur et mesure que les forêts et les bois sont exploités. L’accroissement démographique, la recherche du confort et l’essor des grandes manufactures exigent des quantités de plus en plus importantes de bois[30]. Selon Louis Trénard, le Nord du royaume de France est particulièrement touché :

« Les ateliers textiles anéantissent les forêts : on file et on tisse en Flandre et en Picardie, Saint-Quentin produit 100000 pièces de toile, Valenciennes 50000, Maubeuge fabrique des serges, Condé des siamoises ; Saint-Amand des molletons, Lille des bas… Partout, les chaudières engloutissent des bûches[31] »

Dans le Nord, cette surconsommation de bois conjuguée à la séparation du comté de Hainaut en deux parties rend l’approvisionnement en bois et en charbon difficile. Selon Marcel Gillet et Hubert Watelet, cette pénurie énergétique aurait incité les entrepreneurs à mener des prospections afin de découvrir des gisements de charbon de terre exploitables pour pallier le manque chronique de bois et de charbon de bois[32]. Dans les Pays-Bas autrichiens, et particulièrement le Hainaut, l’usage du charbon de terre est plus répandu mais demeure insuffisant pour régler la pénurie de bois frappant la contrée. C’est seulement vers les années 1760-1770 que l’impératrice Marie-Thérèse en favorise officiellement l’emploi[33]. Dans une lettre de Van Swieten, médecin particulier de l’impératrice, au médecin Morand, auteur d’un célèbre traité sur l’exploitation des mines, il indique que Sa Majesté pensait très avantageusement de l’usage de la houille qu’elle donnait des récompenses aux maréchaux-ferrants, aux faiseurs de briques, et aux chaufourniers qui s’en servaient[34].

Certains scientifiques de l’époque craignent également que la déforestation massive ne mène à un changement climatique irréversible. Il s’agit en l’occurrence d’un refroidissement généralisé du globe[35]. Cette crainte inspire directement des théories climatiques de l’époque. C’est le cas notamment de l’ingénieur des Ponts et Chaussées François Antoine Rauch dans son étude de 1802 intitulée Harmonie hydro-végétale et météorologique, ou recherches sur les moyens de recréer avec nos forêts la force des températures et la régularité des saisons par des plantations raisonnées[36]. La déforestation perturberait le cycle de l’eau. Les arbres assurent la stabilité climatique. Leur diminution entraîne un phénomène de refroidissement car l’eau étant moins absorbée par les végétaux, elle a tendance à demeurer dans l’atmosphère, à favoriser la création de nuages et à retomber sous forme de pluie et de neige[37]. Sauver les forêts en recourant à plusieurs sources d’énergie et combustibles comme le charbon permettrait d’enrayer ce changement climatique. Le charbon est vu comme un potentiel sauveur de la planète à la fin du 18e et au début du 19e siècle…[38].

La France régénérée vous demande à recréer cette belle nature sur toute sa surface, Harmonie hydrovégétale, 1802.

L’augmentation du prix du bois, la disparition des forêts, la crainte de voir le climat changer de manière irréversible, l’urbanisation croissante et le développement de l’industrie post-1750 accélère le basculement culturel en faveur du charbon et encourage le développement des activités charbonnières[39]. On assiste dans les dernières lueurs de l’Ancien Régime, aux prémices du passage d’une économie « organique », fondée sur les énergies « renouvelables » (bois, eau, vent, muscles), caractéristique des sociétés depuis l’Antiquité, à une économie « minérale », celle qui est la nôtre, dépendante de la production de combustibles fossiles et de minerais en grande quantité afin d’en assurer la pérennité[40].

Usage domestique du charbon

Pour accroître l’utilisation du charbon pour le chauffage domestique, outre les réticences psychologiques, les foyers de cheminée et les habitations en général doivent être adaptées. Les foyers à bûche ne sont pas conçus pour brûler du charbon de terre. Certains s’interrogent sur la manière de construire des cheminées qui pourraient utiliser le charbon de manière satisfaisante et bien chauffer. Une « science » spécifique, la « caminologie » se développe. Des études sont menées sur la réflexion des rayons calorifiques sur la brique de terre cuite ou sur la forme des conduits pour améliorer le flux d’air. On mesure la force ascensionnelle de l’air chaud ainsi que sa pression augmentant avec la température. La calorimétrie, la dynamique des gaz, l’étude de la combustion découlent d’un souci de confort caractéristique de la science des Lumières[41]. Les cheminées sont aménagées pour utiliser le charbon et recueillir ses cendres. Le fond de la cheminée est maçonné en briques au lieu d’avoir une plaque en fonte, les boulets et agglomérés de charbon brûlent dans un bac grillagé afin d’en prévenir la dispersion[42].

Quelques Académies scientifiques organisent des concours en vue de trouver un système pour empêcher les cheminées de répandre de la fumée et de résoudre les nuisances causées par les fumées de charbon[43]. Entre 1783 et 1787, l’architecte lyonnais Joseph Desarnod améliore la cheminée « à la pensylvanienne » imaginée par Benjamin Franklin. Il propose d’établir une manufacture d’appareils de chauffage au charbon. La Convention nationale fait placer un des poêles de Desarnod dans sa salle de réunion. L’architecte reçoit plusieurs récompenses aux Expositions de l’an VI et de l’an XI. Toutefois, la diffusion du chauffage au charbon est relativement lente. En Alsace, les pôeles à charbon n’apparaissent que vers 1811[44]. La Société libre d’émulation de Liège propose plusieurs fois entre 1783 et 1787 la question suivante au concours : Quels sont les moyens de prévenir les dangers qui accompagnent l’exploitation de la houille au pays de Liège[45] ?

Utilisation industrielle du charbon

L’utilisation du charbon de terre dans les procédés artisanaux et industriels intervient tardivement aussi bien en France que dans le Hainaut. Sa consommation dans les forges et les fourneaux nécessitent aussi des aménagements à l’instar des appareils de chauffage domestique. Le charbon ne donne pas la même flamme et ne possède pas la même puissance calorifique que les bûches ou le charbon de bois. Les fours ne sont pas conçus pour un combustible qui brûle lentement. En France, la houille remplace progressivement le charbon de bois dans les verreries, les poteries, les briqueteries et les fours à chaux. Dans la métallurgie, par contre, l’adoption du charbon de terre à la place du charbon de bois s’effectue plus rapidement. Des deux côtés de la frontière, les industries s’inspirent du modèle anglais pour renouveler leurs techniques et recourir au coke[46]. On assiste au passage de la forge au charbon de bois à la métallurgie au coke même si le charbon de bois reste majoritaire dans les forges jusqu’aux années 1840[47]. Dans le Hainaut, les faïenceries et les verreries n’adoptent le charbon de terre que durant la période française. Par contre, dans le Tournaisis, les chaufourniers recourent massivement au charbon pour produire de la chaux[48].

Savoirs géologiques et extraction minière

L’extraction du charbon et l’expansion de l’activité charbonnière suscite l’intérêt d’un certain nombre de scientifiques. Le paysage souterrain est créé au 19e siècle avec le développement des mines[49]. Sa création est à mettre en parallèle avec celle du paysage montagneux forgé au 18e siècle[50]. Les savoirs géologiques se développent en même temps que l’activité minière occupe une place de plus en plus importante pour les sociétés occidentales[51].

Le sous-sol est un espace non maîtrisé, dangereux et mystérieux. C’est le ventre de la terre, un lieu ambivalent suscitant à la fois attraction et répulsion. Le souterrain est le réceptacle des Enfers, des défunts, des monstres, des démons et des divinités maléfiques. Au Moyen Âge, on se méfie des mines et des mineurs car le sous-sol est la source des forces maléfiques[52].

Les connaissances sur le monde souterrain se développent dès le 16e siècle sous l’impulsion de Georg Bauer, dit Agricola, et de son ouvrage De Re Mettalica paru pour la première fois en 1556[53]. Fruit de ses observations dans plusieurs mines, Agricola décrit les arts miniers, la manière de mener les travaux, les risques encourus par les mineurs, les impacts de l’extraction sur la surface et la nature des différents minéraux exploités à son époque. Jusqu’au 18e siècle, il demeure l’ouvrage de référence pour les exploitants miniers[54]. Durant ce siècle, l’exploitation des mines est en plein essor du fait de l’accroissement des besoins lié à l’industrialisation naissante et à la pénurie de bois touchant l’Europe occidentale. L’intérêt d’un nombre croissant de scientifiques et d’intellectuels pour la minéralogie et les arts miniers s’inscrit dans ce processus d’industrialisation et comme une réponse à la crise environnementale à laquelle les États d’Ancien Régime sont confrontés. Pour Gabriel Gohau, l’étude des couches de la terre n’est plus, au 18e siècle, la préoccupation des seuls théologiens qui dissertent sur le Déluge et la Création du monde[55]. La connaissance du sous-sol suscite l’intérêt d’industriels soucieux d’exploiter de manière profitable les ressources minières[56].

Il ne s’agit pas ici de retracer l’histoire de la géologie mais plutôt de montrer, succinctement, que le savoir géologique en bouleversant la manière de concevoir la Terre et le sous-sol, pose les bases du système « extractiviste » qui prend son plein essor à la fin du 19e siècle et au début du 20e[57].

Les naturalistes des Lumières contribuent à changer la temporalité du globe et la manière de percevoir le sous-sol et les matières que celui-ci renferme. Le monde souterrain cesse progressivement d’être considéré comme un don de Dieu pour devenir un stock de ressources à exploiter. Le savoir géologique permet de dépasser le cadre local des exploitations minières pour envisager le sous-sol dans sa globalité. Les géologues classent, repèrent, délimitent les masses souterraines, tracent des cartes géologiques, représentent un monde auparavant inconnu pour le révéler aux industriels[58]. Les prospections sont rendues plus sûres tandis que les notions de « ressource » et de « réserve » se répandent dans les milieux d’affaires et les administrations[59]. L’industrie minière, quant à elle, fournit aux géologues les données qui leurs sont nécessaires par les terres remontées des puits de sondages, les fossiles retrouvés dans les veines de charbon, etc. Géologie et activités minières se nourrissent mutuellement de leurs savoirs et de leurs avancées[60].

La détermination de l’âge de la Terre entre également en ligne de compte pour expliquer l’envolée de l’exploitation minière à la fin du 18e siècle. Pour certains naturalistes, comme Buffon, la Terre est bien plus ancienne que ce qu’affirme l’Église[61]. Pour lui, la Terre est âgée de 75000 ans au lieu de quelques milliers d’années[62]. Cet élargissement de l’horizon temporel du globe exerce une influence certaine sur la perception du contenu du sous-sol. Si la Terre est plus âgée qu’on le pensait auparavant, les ressources minérales disponibles doivent être forcément plus importantes. Au début du 19e siècle, cette confiance dans une nature-stock infiniment ancienne et donc immensément riche pour reprendre les termes de Jean-Baptiste Fressoz, favorise le basculement d’une énergie organique de surface vers une énergie fossile souterraine et soutient le développement de l’industrie minière. De la fin du 18e au début du 19e siècle, on passe d’une conception d’un sous-sol fini et limité à un sous-sol perçu comme un immense réservoir où l’industrie peut puiser ses ressources et assurer sa prospérité[63]. Ce qui permet à des économistes du début du 19e siècle comme Jean-Baptiste Say d’affirmer que les ressources souterraines permettent à l’être humain de s’affranchir des limites imposées par la finitude de la surface de la Terre :

« Heureusement que la nature a mis en réserve, longtemps avant la formation de l’homme, d’immenses provisions de combustibles dans les mines de houille, comme si elle avait prévu que l’homme, une fois en possession de son domaine, détruirait plus de matières à brûler, qu’elle n’en pourrait reproduire[64] »

Grâce à la nouvelle conception d’une Terre ancienne se développant à la fin du 18e siècle, malgré la finitude manifeste de sa surface, l’intérieur de la planète devient un réservoir apparemment illimité de ressources[65]. En quelques décennies, entre la fin du 18e et le début du 19e siècle, la géologie a transformé radicalement la crainte de la finitude des ressources et du déclin des sociétés par l’augmentation démographique et le manque de denrées alimentaires telle que développée par Malthus en un plaidoyer rassurant pour une croissance sans fin. L’écorce terrestre et ses richesses sont désormais considérées comme les moteurs du développement et du progrès humain[66].

Connaître le charbon

Connaître le charbon, sa composition, le tracé des veines, l’importance d’un gisement devient une question cruciale et un passage obligatoire pour mener l’exploitation des couches de houille de manière profitable et mettre en valeur le gisement[67].

La hantise du gaspillage se développe au 18e siècle. Les « grattages » des propriétaires de la surface afin d’extraire le charbon superficiel, communément nommé « terre-houille », en France et dans les Pays-Bas autrichiens sont moins tolérés voire réprimandés[68]. Pour assurer l’approvisionnement des établissements industriels, l’exploitation doit être rationnelle et réfléchie. Pour ce faire, le développement des savoirs sur le charbon et sur l’art de l’exploiter sont encouragés par les gouvernements[69]. En France, avant la création de l’École des Mines en 1783, la volonté d’acquérir des informations scientifiques sur les gisements de charbon et sur les manières de les exploiter suscite des missions à l’étranger[70]. Entre autres, Jars et Duhamel parcourent les régions minières de l’Empire germanique, de l’Angleterre, de l’Écosse, de la Principauté de Liège pour observer les techniques employées dans les exploitations de ces contrées[71]. Dans la même optique, les traités sur l’art des mines, la minéralogie et la géologie publiés par les académies de Saxe et d’Autriche sont rapidement traduits en français[72]. Les connaissances acquises par ces voyages d’étude sont rapidement transmises auprès des exploitants et appliquées, surtout dans les grandes sociétés comme la Compagnie d’Anzin ou le Grand Hornu.

Les savoirs sur la nature du charbon se modifient également au 18e siècle. Pendant longtemps, le charbon est considéré comme une pierre renfermant un feu intérieur, le phlogistique. Inflammable, le charbon serait à l’origine des volcans et des tremblements de terre[73]. Pour Agricola, dans le De ortu, les feux souterrains qui alimentent les volcans et causent les séismes seraient produits par la combustion du charbon, du soufre et des bitumes dans les entrailles de la Terre[74]. Durant les Lumières, les conceptions changent. L’Encyclopédie fait le point sur les connaissances au milieu du siècle. Dans l’article « Charbon minéral » rédigé par d’Holbach en 1753, ce dernier décrit le charbon comme une  substance inflammable composée d’un mélange de terre, de pierre, de bitume et de soufre : elle est d’un noir foncé, formé par un assemblage de feuillets ou de lames étroitement unies les unes aux autres, dont la consistance, les propriétés, les effets et les accidents varient suivant les différents endroits d’où elle est tirée[75].

La question principale de l’époque consiste à savoir la nature du charbon. Certains, comme le minéralogiste Suédois Wallerius pensent que le charbon est produit par une « huile de pétrole ou du naphte » qui s’est mêlée à de la marne et du limon. D’autres, comme d’Holbach croient en l’origine végétale des bitumes. Ils prennent pour preuve les restes de végétaux fossiles que l’on trouve dans les morceaux de charbon et les radicelles fossilisées présentes sur le toit des galeries souterraines[76]. Une seconde preuve est fournie par l’aspect « feuilleté » du charbon, chaque feuille étant une couche de végétaux décomposés. D’Holbach en conclut qu’il

« y a tout lieu de croire que, par des révolutions arrivées à notre globe dans les temps les plus reculés, des forêts entières de bois résineux ont été englouties et ensevelies dans le sein de la terre, où peu à peu et au bout de plusieurs siècles, le bois, après avoir souffert une décomposition, s’est ou non changé en limon, ou en une pierre, qui ont été pénétrés par la matière résineuse que le bois lui-même contenait avant sa décomposition »

L’idée selon laquelle le charbon a une origine végétale exerce une influence primordiale sur son extraction. Certains intellectuels imaginent que le charbon se renouvelle en sous-sol comme les végétaux de la surface. En 1774, Claude Léopold Genneté, physicien de l’impératrice d’Autriche, publie ses Connaissances des veines de houille ou charbon de terre et leur exploitation dans les mines qui les contient. Il y expose une théorie, relativement répandue, selon laquelle les veines de charbon sont formées par un suc bitumineux qui distille du roc. Elles se reproduiraient en quarante ans alors que les minéraux ne possèderaient pas cette propriété ce qui explique la rareté de ces derniers[77]. La théorie du renouvellement des couches de charbon peut se justifier par les origines végétales du minéral mais les observations de terrain viennent vite contredire cet optimisme. Les gisements s’épuisent et ne se renouvellent pas malgré les ans qui passent[78].

Buffon étudie le charbon en suivant l’idée cartésienne que la connaissance scientifique de la nature permet à l’homme de la dominer. Il reconnaît l’origine végétale du charbon dans son Histoire naturelle des minéraux et en encourage l’exploitation[79]. D’autres encore accroissent les savoirs sur le charbon grâce à leurs voyages d’étude, leurs observations de terrain, leurs expériences sur le minéral et les traités qu’ils en tirent[80]. Les Académies organisent des concours cherchant à trouver les meilleurs moyens de tirer profit du charbon[81].

L’intérêt pour le charbon au 18e siècle est certain. Le combustible occupe une place de plus en plus importante dans la société que ce soit pour le chauffage ou pour les industries et surtout dans les sciences. Philosophes, naturalistes, intellectuels et scientifiques se penchent sur le précieux minéral. Ce dernier devient l’objet de nombreuses interrogations et de multiples convoitises au fur et à mesure que les savoirs à son propos se développent. Un dernier exemple de l’intérêt pour le charbon se trouve dans l’Encyclopédie méthodique publiée par Charles Panckoucke à partir de 1782. L’article « charbon » se trouve dans le premier volume dédié aux matières financières[82]. Le charbon occupe une place de choix dans les préoccupations économiques et scientifiques à la fin de l’Ancien Régime[83].

Reste à savoir comment l’impérialisme minéral se développe dans le courant du 19e siècle, mais cela c’est une autre histoire…

Notes

[1] Brard C.P., Minéralogie populaire ou avis aux cultivateurs et aux artisans sur les terres, les pierres, les sables, les métaux et les sels qu’ils emploient journellement, le charbon de terre, la tourbe, la recherche des mines, etc., Paris, Louis Colas, 1826, p. 90.

[2] Buridant J., Crise forestière et exploitation de la tourbe en France, 18e-19e siècle : essai de mise en parallèle, in Derex J.-M. et Grégoire F., éd., Histoire économique et sociale de la tourbe et des tourbières, Paris, Aestuaria, 2009, p. 77-86.

[3] Darquenne R., Controverses sur la nocivité du charbon de terre (18e-19e siècles), in Annales de la Société belge d’histoire des hôpitaux, 19, 1981, p. 33-45.

[4] Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle, in Trénard L., dir., Charbon et Sciences humaines. Actes du colloque organisé par la Faculté des Lettres de l’Université de Lille en mai 1963, Paris, Mouton, 1966, p. 67-75.

[5] Destatte J., Des mineurs et des savants. Comment l’exploitation houillère a contribué au progrès des sciences et des techniques, Blégny, « Les cahiers de Blégny-Mine », 2015, p. 15.

[6] Voir Laissus Y., Les cabinets d’histoire naturelle, in Taton R., dir., Enseignement et diffusion des sciences en France au 18e siècle, Paris, Hermann, 1986, p. 360-410 et Birembaut A., L’enseignement de la minéralogie et des techniques minières, Ibid., p. 658-712.

[7] Darquenne R., Controverses sur la nocivité du charbon de terre…

[8] Vercleyen J., Histoire du charbon, Bruxelles, Labor, 1965, p. 113.

[9] John Evelyn publie en 1661 un pamphlet retentissant adressé au roi Charles II où il y dénonce les nuisances causées à Londres par les fumées de charbon (Evelyn J., Fumifugium, or, The inconveniencie of the aer and smoak of London dissipated with some remedies humbly proposed by J.E. esq. to His Sacred Majestie, and to the Parliament now assembled, Londres, 1661). Sur la pollution de l’air engendrée par les fumées de charbon, voir l’étude de Perter Brimblecombe sur le cas londonien (Brimblecombe P., The Big Smoke. A history of air pollution in London since medieval times, Londres, Routledge, 2011, p. 22-38 [1e éd. angl., 1987]) et la synthèse de Peter Thorsheim (Thorsheim P., Inventing Pollution. Coal, Smoke, and Culture in Britain since 1800, Athens, Ohio University Press, 2006, p. 1-9).

[10] Déjà en 1520, la Faculté de médecine de Paris s’interroge sur la nocivité du charbon pour la santé (cité dans Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, Paris, Mouton, 1966, p. 55).

[11] Kircher A., Mundus Subterraneus quo Divinum Subterrestris Mundi Opisicium, mira Ergasteriorum Naturae in eo distributio, verbo πανάμοβον Protei Regnum, Universae denique Naturae Majestas et divitia summa rerum varietate exponuntur. Abditorum effectuum causae acri indagine inquisitae demonstrantur ; cognitae per Artis et Naturae conjugium ad humanae vitae necessarium usum vario experimentorum apparatu, necnon novo modo, et ratione applicantur, Amsterdam, 2, 1665, p. 70.

[12] Hoffmann F., Observationes physico-chimicae, Halle, 1736, p. 227.

[13] Destatte J., Des mineurs et des savants…, p. 17.

[14] De Pöllnitz C.-L., Mémoires de Charles-Louis baron de Pöllnitz, contenant les observations qu’il a faites dans ses voyages et le caractère des personnes qui composent les principales cours de l’Europe, 3, Liège, Joseph Demen, 1734, p. 222-223.

[15] Pfeiffer, Histoire du charbon de terre et de la tourbe, Paris, 1776, p. 17.

[16] Waleffe B.-H. de Corte, baron de, Les Titans ou l’Ambition punie, Liège, 1725, préface.

[17] Morand, Mémoires sur la nature, les effets, propriétés et avantages du feu de charbon de terre, etc., Paris, Delalain, 1770, p. 167-183.

[18] Fressoz J.-B., Circonvenir les « circumfusa ». La chimie, l’hygiénisme et la libéralisation des « choses environnantes » : 1750-1850, in Revue d’Histoire Moderne et Contemporaine, 56, 4, 2009, p. 39-76.

[19] Voir, entre autres, Barles S., La ville délétère. Médecins et ingénieurs dans l’espace urbain, 18e-19e siècle, Seyssel, Champ Vallon, 1999 ; Corbin A., Le miasme et la jonquille, Paris, Aubier, 1982 ou Le Roux T., Le laboratoire des pollutions industrielles. Paris, 1770-1830, Paris, Albin Michel, 2011.

[20] […] l’air de la campagne de Rome tue aussi promptement que le fer l’étranger qui ose s’exposer à son activité durant le sommeil. L’air y est toujours pernitieux de quelque costé que le vent soufle, ce qui met en évidence que la terre est la cause de l’altération de l’air. Cette infection prouve donc qu’il est survenu dans la terre un changement considérable, soit qu’il vienne de ce que la terre n’est plus cultivée comme du temps des Césars, soit qu’on veuille l’attribuer aux marais d’Ostie et à ceux de l’Ofante, qui ne sont plus desseichés comme autrefois, soit enfin que cette altération procède des mines d’alun, de souffre et d’arsenic qui depuis quelques siècles auront achevé de se former sous la superficie de la terre et qui présentement envoyent dans l’air, principalement durant l’été, des exhalaisons plus malignes que celles qui s’en échapoient lorsqu’elles n’avoient pas encore atteint le degré de maturité où elles sont parvenues aujourd’hui (Dubos abbé, Réflexions critiques sur la poésie et sur la peinture, Paris, Jean Mariette, 2, 1719, p. 266-268).

[21] Fressoz J.-B., L’Apocalypse joyeuse. Une histoire du risque technologique, Paris, Le Seuil, 2012, p. 149-337.

[22] Massard-Guilbaud G., Histoire de la pollution industrielle. France, 1789-1914, Paris, EHESS, 2010 et Le Roux T., Le laboratoire des pollutions industrielles…

[23] Fressoz J.-B. et Le Roux T., Protecting industry and commodifying the environment : the great transformation of French pollution regulation, 1700-1840, in Massard-Guilbaud G. et Mosley S., dir., Common Ground. Integrating the social and environmental in History, Cambridge, Cambridge Scholars Publishing, 2011, p. 340-366.

[24] Fressoz J.-B., « Mundus Oeconomicus » : révolutionner l’industrie et refaire le monde après 1800, in Pestre D., Raj K. et Sibum H. O., dir., Histoire des sciences et des savoirs, 2 : Modernité et globalisation, Paris, Le Seuil, 2015, p. 378-381.

[25] Woronoff D., Histoire de l’industrie en France du 16e siècle à nos jours, Paris, Le Seuil, 1998, p. 117-123.

[26] Bien que de nombreux historiens postulent l’existence de cette crise forestière à l’échelle européenne comme Rolf Sieferle, Kenneth Pomeranz, Paul Warde ou Thorkild Kjaergaard, celle-ci demeure controversée et n’a pas le même impact selon les régions. Pomeranz et Kjaergaard estiment que la couverteure forestière chute à 16 % du territoire pour la France contre 33 % au 16e siècle, à 4 % pour le Danemark alors qu’elle était entre 20-25 % en 1500, à 5 à 10 % pour l’Italie, l’Espagne, les Pays-Bas et la Grande-Bretagne vers 1850 (Kjaergaard T., The Danish Revolution (1500-1800) : An Ecohistorical Interpretation, Cambridge, Cambridge University Press, 1994 ; Pomeranz K., Une grande divergence. La Chine, l’Europe et la construction de l’économie mondiale, Paris, Albin Michel, 2010 ; Warde P., Forests, Energy and Politics in the Early Modern German States, in Cavaciocchi S., dir., Economia e energia secc. XIII-XVIII, Prato, Instituto Internazionale di Storia Economica « F. Datini », 2002 et Sieferle R. P., The Subterranean Forest…). Cette crise ne touche pas forcément les régions européennes de la même manière ni avec les mêmes gravité et intensité. Ainsi, Pierre-Alain Tallier, prenant le contrepied de la thèse de Goblet d’Alviella, constate que, dans leur ensemble, la situation des bois et forêts des Pays-Bas autrichiens est globalement satisfaisante (Tallier P.-A., Forêts et propriétaires forestiers en Belgique de la fin du 18e siècle à 1914. Histoire de l’évolution de la superficie forestière, des peuplements, des techniques sylvicoles et des débouchés offerts aux produits ligneux, Bruxelles, Académie royale de Belgique, « Mémoire de la Classe des Lettres, coll. in-8°, 3e série », 32, 2004, p. 97-108 et Goblet d’Aviella F., Histoire des bois et forêts de Belgique. Des origines à la fin du régime autrichien, 2, Paris-Bruxelles, 1928, p. 330). Par contre, la crise forestière semble toucher fortement le nord du bassin parisien comme le montre Buridant dans sa thèse d’habilitation à diriger les recherches (Buridant J., Le premier choc énergétique. La crise forestière dans le nord du bassin parisien (début 18e-début 19e siècle), Université Paris 4, 2008 (Thèse pour l’habilitation à diriger les recherches en histoire inédite). Voir également Corvol A., L’homme et l’arbre sous l’Ancien Régime, Paris, Economica, 1984.

[27] Jars, Voyages métallurgiques ou recherches et observations sur les mines et forges de fer, la fabrication de l’acier, celle du fer-blanc, et plusieurs mines de charbon de terre, faites depuis l’année 1757 jusques et compris 1769, en Allemagne, Suède, Norwège, Angleterre et Écosse suivies d’un mémoire sur la circulation de l’air dans les mines et d’une notice de la jurisprudence des mines de charbon dans le Pays de Liège, la province de Limbourg et le comté de Namur, Lyon, Gabriel Regnault, 1774, p. 325.

[28] Radkau J., The Age of Ecology. A global history, Cambridge, Polity Press, 2014 [1e éd. allemande, 2011], p. 13-14.

[29] Guttinger P., Droit minier et environnement, in Cornu M. et Fromageau J., éd., Genèse du droit de l’environnement, 2 : Droit des espaces naturels et des pollutions, Paris, L’Harmattan, 2001, p. 36-41.

[30] Debeir J.-C., Deléage J.-P. et Hémery D., Une histoire de l’énergie. Les servitudes de la puissance, Paris, Flammarion/NBS, 2013, p. 193-199.

[31] Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, p. 59.

[32] Gillet M., Les charbonnages du nord de la France au 19e siècle, Paris, Mouton, 1973, p. 25 et Watelet H., Une industrialisation sans développement : le bassin de Mons et le charbonnage du Grand-Hornu du milieu du 18e au milieu du 19e siècle, Louvain, « Recueil des travaux d’histoire et de philologie de l’Université de Louvain. 6e série »,  22, 1980, p. 164-165.

[33] Darquenne R., Histoire économique du département de Jemappes, in Mémoires et publications de la société des sciences, des arts et des lettres du Hainaut, 79, 1965, p. 121.

[34] Morand, L’art d’exploiter les mines de charbon de terre, 3 : Seconde partie. Suite de la quatrième section. Essai de théorie pratique sur les différentes manières d’employer le charbon de terre pour les manufactures, atteliers et usages domestiques, Paris, 1777, p. 1258-1259.

[35] Radkau J., The Age of Ecology…, p. 21-23.

[36] Rauch F. A., Harmonie hydro-végétale et météorologique, ou recherches sur les moyens de recréer avec nos forêts la force des températures et la régularité des saisons par des plantations raisonnées, Paris, Levrault, 2 t., 1802.

[37] Locher F., Changement climatique, agir humain et colonisation, in Pestre D., Raj K. et Sibum H. O., dir., Histoire des sciences et des savoirs, 2…, p. 435-450.

[38] Voir Fressoz J.-B. et Locher F., Modernity’s frail climate. A climate history of environmental reflexivity, in Critical Inquiry, 38, 3, 2012, p. 579-598 et Locher F., Le Savant et la Tempête. Étudier l’atmosphère et prévoir le temps au 19e siècle, Rennes, PUR, 2008.

[39] Leboutte R., Vie et mort des bassins industriels en Europe 1750-2000, Paris, L’Harmattan, 1997, p. 73-92.

[40] Wrigley E. A., The Path to Sustained Growth : England’s Transition from an Organic Economy to an Industrial Revolution, Cambridge, Cambridge University Press, 2016 et Blais M., Dieu, la Nature et l’Homme. L’originalité de l’Occident, Paris, Armand Colin, 2013, 2e partie, p. 81-106.

[41] Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, p. 78.

[42] Darquenne R., Histoire économique du département de Jemappes…, p. 123.

[43] Genneté C., Construction de cheminée qui garantit du feu et de la fumée, Paris, Lambert, 1759.

[44] Leuilliot P., L’Alsace au début du 19e siècle, 2 : Les transformations économiques, Paris, Sevpen, 1959, p. 142 ; cité dans Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, p. 78.

[45] Bertholet P., Inventaire des archives de la Société libre d’émulation de Liège, 1779-1790, Bruxelles, Archives générales du Royaume et Archives de l’État dans les Provinces, Archives de l’État à Liège, « X1 », 1999, p. 9.

[46] Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, p. 79-80.

[47] Woronoff D., Histoire de l’industrie en France…, p. 211-217.

[48] Darquenne R., Histoire économique du département de Jemappes…, p. 123-124.

[49] Terrin J.-J., Le monde souterrain, Paris, Hazan, 2008, p. 150 et suivantes.

[50] Williams R., Notes on the Underground. An Essay on Technology, Society, and the Imagination, Cambridge, The MIT Press, 2008, p. 82-120 et Mathieu J., The Third Dimension : A Comparative History of Mountains in the Modern Era, Cambridge, The White Horse Press, 2011.

[51] Quenet G., L’environnement et ses savoirs, in Pestre D. et Van Damme S., dir., Histoire des sciences et des savoirs, 1 : De la Renaissance aux Lumières, Paris, Le Seuil, 2015, p. 474-475.

[52] Terrin J.-J., Le monde souterrain…, passim.

[53] Bauer G., dit Agricola, De Re Metallica, 1556.

[54] Destatte J., Des mineurs et des savants…, p. 65.

[55] Gohau G., Histoire de la géologie, Paris, La Découverte, 1987, p. 106.

[56] Williams R., Notes on the Underground…, p. 22-29.

[57] Bednik A., Extractivisme. Exploitation industrielle de la nature : logiques, conséquences, résistances, Neuvy-en-Champagne, Le passager clandestin, 2016, p. 31-32.

[58] Voir au sujet de la construction de la « culture visuelle » du sous-sol, l’ouvrage d’Eric Nystrom sur le développement de la cartographie et de la modélisation minière aux États-Unis : Nystrom E. C., Seeing Underground. Maps, Models, and Mining Engineering in America, Reno-Las Vegas, University of Nevada Press, 2014.

[59] Quenet G., L’environnement et ses savoirs…, p. 472.

[60] Haoudy K. et Vincke V., Les énergies fossiles : l’exploitation des mines de charbon avant la Révolution industrielle, in Halleux R., Vandersmissen J., dir., Tomsin P., coll., Histoire des techniques en Belgique. La période préindustrielle, 1, Liège, Les éditions de la province de Liège, 2015, p. 243-249.

[61] Destatte J., Des mineurs et des savants…, p. 47-48.

[62] Voir les études très riches et complètes de Rudwick sur cette question : Rudwick M. J. S., Worlds before Adam. The Reconstruction of Geohistory in the Age of Reform, Chicago, The University of Chicago Press, 2008 ; Id., Bursting the Limits of Time. The Reconstruction of Geohistory in the Age of Revolution, Chicago, The University of Chicago Press, 2007 et Id., Earth’s Deep History. How it was discovered and why it matters, Chicago, The University of Chicago Press, 2014.

[63] Fressoz J.-B., « Mundus oeconomicus »…, p. 385.

[64] Say J.-B., Cours complet d’économie politique pratique, Bruxelles, Dumont, 1836, p. 127.

[65] Blay M., Dieu, la Nature et l’Homme. L’originalité de l’Occident, Paris, Armand Colin, 2013, p. 104.

[66] Bonneuil C. et Fressoz J.-B., L’événement Anthropocène. La Terre, l’histoire et nous, Paris, Le Seuil, 2013, p. 45-50.

[67] Caulier-Mathy N., La modernisation des charbonnages liégeois pendant la première moitié du 19e siècle. Techniques d’exploitation, Paris, Les Belles Lettres, « Bibliothèque de la Faculté de Philosophie et Lettres de l’Université de Liège », 192, p. 52. Sur le tracé des veines, voir, entre autres, Mémoire de M. de Wavrechin, in Saint-Léger A. de, Les mines d’Anzin et d’Aniche pendant la Révolution, 6, Paris, 1935, p. 89-92.

[68] Parmentier I., Histoire de l’environnement en Pays de Charleroi, 1730-1830. Pollution et nuisances dans un paysage en voie d’industrialisation, Bruxelles, Académie royale de Belgique, « Mémoire de la Classe des Lettres, coll. in-8°, 3e série, 47 », 2008, p. 35-38.

[69] Monnet A., Traité de l’exploitation des mines où l’on décrit la situation des mines, l’art d’entailler la roche et la substance des filons, de former les puits et les galeries, de procurer de l’air aux souterrains, d’en vider les eaux, d’élever les roches et les mines au jour, et de percer la terre, avec un traité particulier sur la préparation et le lavage des mines, Paris, 1773.

[70] Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, p. 80.

[71] Jars G., Voyages métallurgiques…

[72] Par exemple, la traduction par Monnet de : de Born, Voyage minéralogique fait en Hongrie et en Transylvanie par M. de Born, Paris, 1780.

[73] Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, p. 67.

[74] Bauer G., dit Agricola, De ortu et causis subterraneorum libri V. De natura eorum quae effluunt ex terra libre IIII. De natura fossilium libri X. De veteribus et novis metallis libre II. Bermannus, sive de re metallica dialogus. Interpretatio Germanica vocum rei metallicae, addito Indice foecundissimo, Bâle, Hieronymus Froben et Nicolaus Episcopius, 1546.

[75] Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers, 3 : Cha-Conjonctif, Paris, 1753, p. 186-190.

[76] Destatte J., Des mineurs et des savants…, p. 21.

[77] Genneté L. de, Connoissance des veines de houille ou charbon de terre et leur exploitation dans la mine qui les contient, avec l’origine des fontaines et de-là des ruisseaux, des rivières et des fleuves, 2 vol., Nancy, 1774.

[78] Gaier C., Huit siècles de houillerie liégeoise. Histoire des hommes et du charbon à Liège, Liège, Éditions du Perron, 1988, p. 22-23.

[79] Buffon G., Histoire naturelle des minéraux, 1, Paris, Imprimerie royale, 1783, p. 427-431.

[80] Voir Gohau G., Les Sciences de la Terre aux 17e et 18e siècles, Paris, Albin Michel, 1990.

[81] Trénard L., Le charbon avant l’ère industrielle…, p. 73.

[82] Encyclopédie méthodique. Finances, 1, Paris-Liège, Panckoucke-Plomteux, 1784.

[83] Voir par exemple les propos tenus par Delandine A., Des mines et carrières de charbon de terre, Paris, 1791. Pour un aperçu plus complet des théories scientifiques sur le charbon durant l’Ancien Régime, voir Benoît P. et Verna C., éd., Le charbon de terre en Europe avant l’usage industriel du coke. Actes du 20e congrès international d’histoire des sciences les 20-26 juillet 1997 à Liège, Turnhout, Brepols, « De Diversis Artibus, 44, 1999.

Exploitation minière et sismicité induite? Un éclairage historique sur une controverse d’actualité: l’exemple du Nord-Pas-de-Calais et de la Belgique, années 1880-années 1980 (2/3)

Avertissement

Cher(e) lecteur/lectrice,

Tu es encore là ? Tu n’as rien d’autre à faire de plus intéressant que de traîner tes yeux fatigués sur mon blog ? Si c’est le cas, je t’en remercie chaleureusement. Mais trêve d’effusion.

Tu t’apprêtes à lire la suite d’un billet relatif à la sismicité induite et aux exploitations minières. Il faut le vouloir mais je respecte ton choix. Qui suis-je pour juger de telle ou telle orientation personnelle ? Après tout, je suis l’auteur de ce billet. Dès lors, je t’encourage à poursuivre dans ton vice.

Je te conseille de lire d’abord ce premier billet ici avant d’entamer la lecture de celui-ci. Je préfère que les choses soient dites avant qu’on se fâche.

Puisque tu es toujours là, je t’invite à t’installer dans ton canapé et à profiter de la lecture de ce billet. Attention, ça risque de secouer.

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2. Les séismes dans le Nord de la France et le Hainaut belge, 1887-1983

a) La sismicité induite en Belgique et dans le Nord de la France

En 1867, dans une supplique au ministre des Travaux publics contre l’instauration d’une commission arbitrale (= tribunal arbitral privé instauré par les charbonnages actifs sous un territoire communal spécifique) dans sa commune, un habitant de Cuesmes, l’ancien architecte de la province du Hainaut, Valentin Van der Elst, mentionne déjà le lien qu’une partie des Borains opère entre les activités minières et les séismes :

« On comprend aisément qu’à chaque couche extraite, les mêmes mouvements se reproduisent toujours. Il s’ensuit que le banc de grès houiller, peu consistant par lui-même d’après sa nature, et séparatif de la couche extraite et de celle en extraction en-dessous, doit, seul, supporter tout le poids d’une masse de terres et de roches disloquées, sans aucune adhérence entre elles, formant un cube colossal de plusieurs centaines de mètres de longueur, de largeur, et de profondeur ou hauteur, soit 300 mètres de côté, ce qui donnerait vingt-sept milliers de mètres cubes pour neuf hectares de superficie. Chaque mètre cube, en moyenne, pesant 2000 kilogrammes formerait un poids total de cinquante quatre billions (milliards) de kilogrammes s’affaissant sur le banc de roche houillère dont il s’agit, qui s’affaissera lui-même avec cette énorme charge pour combler le vide créé par l’extraction de la houille de cette partie de couche. Quel fracas, quel broyement et quelles secousses résulteront de l’affaissement de cette masse, de ce poids énorme de terres et de roches diverses ! Qu’y-a-t-il alors qui puisse rester au sol sans s’ébranler, même à de grandes distances de verticales aux limites de l’extraction, et n’est-on pas en droit de hausser les épaules à ceux qui font l’incrédule quand on leur parle de tremblement de terre en ces lieux, comme on en éprouve de temps en temps à Cuesmes et autres endroits du Borinage ? »[Archives générales du royaume, Administration des mines. 1e série, 858/1, lettre de Van der Elst au ministre des Travaux publics, 30 juillet-5 août 1867].

Le Hainaut et le Nord de la France sont classés comme étant des zones d’aléa sismique respectivement élevée et modérée (figures 4 et 5). Pourtant, ces régions ont pendant longtemps été considérées comme étant relativement asismiques. Pierre Alexandre, de l’Observatoire royal de Belgique, ne relève que 10 séismes ayant leur épicentre dans le Hainaut ou le nord de la France entre 922 et 1783 alors qu’on en compte 35 entre 1887 et 1983. Même en tenant compte de l’effet de source et de l’absence de données instrumentales avant la fin du 19e siècle, on ne peut que s’étonner de la disparité entre l’activité sismique d’Ancien Régime et celle de la fin du 19e-fin 20e siècle [ALEXANDRE, 1990]. C’est à la suite d’une série de séismes de magnitude élevée survenue durant la période d’exploitation du charbon dans la zone exploitée que ces deux régions ont été considérées comme zones d’aléa sismique relativement élevé en comparaison des autres zones voisines (voir tableau 1).

Avant que l’exploitation du charbon ne prenne un tournant industriel vers les années 1850, aucune source historique ne mentionne des séismes d’une telle magnitude en Hainaut et dans le Nord de la France [DESCAMPS, 2009]. Ces séismes sont assez nombreux sur une période de temps réduite (entre 1887 et 1983) et localisés principalement dans les bassins miniers. On peut légitimement se poser la question suivante: existe-t-il une influence possible de l’activité extractive sur l’activité sismique ?

Cette question de la sismicité induite par les industries minières n’a fait l’objet d’une attention particulière de la part des géologues et des ingénieurs des mines belges que très récemment. La première et principale étude spécifique sur le sujet est, dans l’état actuel de mes recherches, celle de Leslie Descamps dans le cadre de son mémoire de master en ingénieur civil des mines-géologue à la Faculté polytechnique de l’Université de Mons (l’ancienne école des mines du Hainaut pour l’anecdote) en 2009 [DESCAMPS, 2009]. Dans son travail, elle ne cherche pas à répondre à la question mais plutôt à vérifier s’il est impossible ou non d’établir un tel lien. Sa recherche se veut être une base pour des études approfondies ultérieures.

Elle montre qu’il y a des indices permettant de penser qu’un lien entre activité extractive et activité sismique ne peut être écarté. Elle aboutit au constat qu’il y a une correspondance spatiale entre les zones où se sont produits les séismes et celles qui ont fait l’objet d’une exploitation du charbon. Cette étude se veut novatrice et est incontournable pour l’historien environnementaliste intéressé par les industries extractives. Toutefois, cette étude n’est pas exempte de défauts et de faiblesses méthodologiques, surtout au point de vue de la discipline historique. Je ne peux que regretter la pauvreté des sources utilisées (les données de l’ORB, des documents de la Cellule Sous-sol/Géologie du SPW DGARNE, les Annales des mines de Belgique et l’aide d’un ingénieur des mines retraité pour trouver des documents historiques traitant du lien possible entre l’activité minière et l’activité sismique) et de la bibliographie présentée sans que cela ne nuise au travail accompli et remette en question les hypothèses avancées. Pourquoi les articles de la revue de l’ORB Ciel et Terre n’ont-ils pas été mobilisés ? Idem pour ceux parus dans les deux principales revues géologiques de Belgique les Annales de la société géologique de Belgique et les Bulletins de la société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie ? Ce manque de rigueur dans la recherche heuristique et bibliographique et dans le traitement des données historiques est une raison de plus pour favoriser le partenariat entre chercheurs en sciences naturelles et chercheurs en sciences sociales et humaines.

Figure n° : Zonage sismique de la Belgique selon la norme Eurocode-8 (Source: Observatoire royal de Belgique).
Figure n° 4: Zonage sismique de la Belgique selon la norme Eurocode-8 (Source: Observatoire royal de Belgique). Le Hainaut et la province de Liège sont classés comme des zones d’aléa sismique élevé à cause des séismes qui ont eu lieu pendant la période d’activité des charbonnages [DESCAMPS, 2009].
Zonage sismique du Nord-Pas de Calais en 2010 (Source: BRGM).
Figure n° 5: Zonage sismique du Nord-Pas de Calais en 2010 (Source: BRGM). Le Valenciennois, l’Avesnois et le Cambrésis sont classés en zone de séismicité modérée.

La question de la sismicité induite est relativement neuve dans le paysage scientifique belge et demeure encore marginale dans les études des sismologues [voir notamment CAMELBEECK, PLUMIER et GARCIA-MORENO, 2013, p. 100-101, sur le tremblement de terre de Liège de 1983]. Cette absence ou, pour être plus direct, cette négligence, des travaux sismologiques belges pour la sismicité induite est due, on le verra plus loin, à l’action et à l’influence de certains géologues issus de l’école des mines de Mons et actifs à la fin du 19e et durant une large partie du 20e siècle. Dire pour autant que la thématique n’est pas présente à l’esprit des géologues et des sismologues belges est présomptueux. Le sujet apparaît en filigrane.

La première station sismologique belge est créée en 1898 à l’initiative d’Eugène Lagrange, professeur de physique à l’École royale militaire, et intégralement financée par Ernest Solvay, industriel et mécène belge. Cette station est installée à Uccle en région bruxelloise et enregistre des données sismiques depuis 1899 [VERHAS, 2009]. Jusqu’en 1958, elle reste la seule station sismologique du pays. En 1958, une station est installée à Dourbes et le réseau n’a cessé de s’étendre et de se développer jusqu’à compter 23 stations. À partir de 1999, le réseau sismique est complété par un réseau d’accéléromètres réparti à travers le pays.

Dès le début de la mise en place du réseau de surveillance sismique, la question des séismes induits transparaît. Le projet initial d’Eugène Lagrange prévoit d’organiser 5 autres stations en plus de celle d’Uccle: au littoral, au puits de la mine de charbon de l’Agrappe à Frameries, dans le bois de Colfontaine (bassin houiller du Borinage), dans les carrières de porphyre de Quenast et à Liège (également dans la galerie d’une mine de charbon). Vers 1903, la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie installe des instruments de sismologie à Quenast et aux charbonnages de l’Agrappe dans la fosse Grand-Trait à 850 mètres de profondeur, afin de vérifier si les coups de grisou peuvent être des phénomènes précurseurs d’événements sismiques ultérieurs [SOMVILLE, 1936 ; VAN CAMP et CAMELBEECK, 2004]. Ces stations sont rapidement abandonnées vu les difficultés rencontrées pour les alimenter en électricité (j’émets quelque réserve quant à ces raisons). Eugène Lagrange dit au sujet de ce projet en 1904 : la phase d’installation a réclamé beaucoup de temps, énormément de peines et a eu à surmonter maintes difficultés inattendues […] À Frameries, dans les profondeurs de la mine grisouteuse, ce furent les recherches relatives à la suppression du danger de l’éclairage électrique (par accumulateurs, à remplacer journellement) qui ont été le principal obstacle à la mise en train et au bon fonctionnement des appareils [cité dans VAN CAMP et CAMELBEECK, 2004, p. 170-171]. Dans leur article Van Camp et Camelbeeck, de l’ORB, ne poussent pas l’analyse plus loin. Pourtant, Lagrange présente des données issues de la station de Frameries devant la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie durant sa séance du 21 mars 1906. La station est parfaitement opérationnelle. Ce sont plutôt, d’après les sources disponibles, le désintérêt des charbonnages et du gouvernement à soutenir le projet de la Société belge de géologie, et le manque de financement, qui sont la cause de son arrêt [Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, t. 20, 1906, p. 43-56].

Figure n° : Station sismique installée au charbonnage de l'Agrappe à Frameries en 1903 (Source: VAN CAMP et CAMELBEECK, 2004, p. 170).
Figure n° 6: Station sismique installée au charbonnage de l’Agrappe à Frameries en 1903 (Source: VAN CAMP et CAMELBEECK, 2004, p. 170).

La sismicité induite ressurgit à la fin des années 1960 lors du rehaussement du barrage de la Gileppe en province de Liège. Durant les travaux, le Ministère des travaux publics charge l’Observatoire royal de surveiller les événements sismiques engendrés par les explosions nécessaires pour la réalisation des travaux. Une station sismique est installée sur le chantier en octobre 1968 et fonctionne jusqu’en avril 1970. Suite à ces travaux sur le barrage de la Gileppe et comme il était beaucoup question dans la littérature scientifique de l’influence des grands réservoirs d’eau sur le déclenchement des tremblements de terre [notamment ROTHÉ, 1970], les responsables du Ministère des travaux publics ont demandé à l’Observatoire de s’occuper de la surveillance sismique des environs des barrages de la Gileppe et d’Eupen [VAN CAMP et CAMELBEECK, 2004, p. 173]. Une station est alors installée à Membach et fonctionne depuis 1977.

Dès lors, la question suivante se pose: pourquoi, alors que l’étude des séismes « artificiels » ou « déclenchés » apparaît dès la mise en place du réseau de surveillance sismique en Belgique à la fin du 19e siècle et que la question suscite de nombreux travaux dans le reste du monde, n’y-a-t-il aucune recherche spécifique sur le sujet avant le tremblement de terre de Liège de novembre 1983 [FRANÇOIS, PISSART et DONNAY, 1986] et surtout pour le Hainaut, avant l’étude de Leslie Descamps en 2009 ? Pour apporter des éléments de réponse à cette question, il faut aborder l’histoire des séismes touchant le Hainaut et le Nord-Pas de Calais durant la période d’exploitation du charbon, analyser principalement les discours scientifiques qui se développent autour de ces phénomènes et tenter de repérer l’influence que ces discours ont eu sur la perception de la sismicité induite en Belgique et dans le Nord de la France.

b) Les séismes des bassins miniers du Hainaut et du Nord-Pas de Calais entre 1887 et 1983

Entre 1887 et 1983, 35 séismes d’une magnitude supérieure à 3.0 Mw (c’est-à-dire perceptibles à la surface et pouvant causer des dégâts) touchent le Hainaut et le Nord-Pas de Calais. Ils sont principalement localisés, hormis quelques exceptions, dans la zone exploitée des deux bassins miniers. Certains ont causé quelques dégâts en surface et surtout des mouvements de panique au sein de la population.

Figure n° 7: Coupe du bassin houiller du Couchant de Mons. Les failles sont en noir, les veines de charbon en bleu, le Dévonien en brun. Source: BOULVAIN F. et PINGOT J.-L., Genèse du sous-sol en Wallonie, Bruxelles, Académie royale des Sciences, des Lettres et des Beaux-arts de Belgique, 2015, p. 112.
Figure n° 4: "Carte des séismes dans la province de Hainaut, 1900-1949" (Source: FOURMARIER P. et CHARLIER C., "Les séismes dans la province de Hainaut de 1900 à 1949", in "Bulletin de la Classe des Sciences de l'Académie royale de Belgique", t. 36, 1950, p. 210).
Figure n° 8: « Carte des séismes dans la province de Hainaut, 1900-1949 ». On remarque que la grande majorité de ces séismes surviennent dans les zones d’exploitation du charbon (Source: FOURMARIER P. et CHARLIER C., « Les séismes dans la province de Hainaut de 1900 à 1949 », in « Bulletin de la Classe des Sciences de l’Académie royale de Belgique », t. 36, 1950, p. 210).

Un séisme à Douai en 1885 ?

Dans son numéro du 3 juillet 1885, Le Progrès du Nord relate un tremblement de terre survenu dans les environs de Douai sans datation précise. Selon le journaliste le tremblement de terre de Douai, dont la cause était d’abord restée à l’état d’énigme, émeut vivement l’opinion depuis qu’on en connaît la véritable origine. On sait, en effet, aujourd’hui, qu’il est dû à l’écroulement sur plusieurs kilomètres de galeries de mines qui n’avaient pas été remblayées [Le Progrès du Nord, 3 juillet 1885].

L’article fait le lien entre l’augmentation de l’extraction du charbon et l’accélération du rythme d’exploitation et la survenue du séisme. Avant les années 1860, la Compagnie des mines d’Anzin remblayait souvent ses galeries. Jadis, les terres mêlées au charbon lors de l’abattage étaient laissées au fond et servaient, sur le côté de la partie bordée des galeries, à opérer ce que l’on nommait le rembourrage. Le coût de ce procédé est estimé à 1 franc français et 40 centimes par mètre cube. Mais plus tard, sous l’administration de M. de Marcilly, à l’époque où la Compagnie d’Anzin réalisait déjà par suite des hauts prix du charbon, des bénéfices énormes et où l’on voulut encore, dans un but de spéculation, pousser au maximum les dividendes à distribuer, on eut l’idée de remonter toutes les terres extraites. Cela réalisait une notable économie, puisque, ramené au jour, chaque mètre cube ne revint plus qu’à 15 centimes environ.

La volonté de la Compagnie d’Anzin d’augmenter ses profits en supprimant la séparation des terres stériles et du charbon au fond des galeries serait la cause de ce séisme. L’auteur de l’article incrimine l’Administration des Mines qui se montrerait trop tolérante envers les charbonnages. Les ingénieurs des mines, circonvenus par des relations mondaines, ferment les yeux sur les abus que commettent les compagnies, et font passer les intérêts mal ou bien entendus de celles-ci avant l’intérêt supérieur de la sécurité publique et de l’État. 

Il ressort explicitement de cette source que c’est le mode d’exploitation choisi délibérément par la Compagnie d’Anzin qui est la cause de ce séisme. L’absence de remblais dans les galeries abandonnées provoque l’effondrement brusque et soudain de ces dernières, générant une force suffisante pour créer une oscillation perceptible à la surface. La cause du séisme de Douai de 1885 apparaît être clairement d’origine humaine. Pour le journaliste, le tremblement de terre de Douai vient aujourd’hui de montrer à tous quelles peuvent être les suites d’une tolérance exagérée ,à l’égard de procédés d’exploitation inventés dans un but mercantile et dénués de toute préoccupation d’avenir.

Malgré l’absence de données historique sur le site SISFrance, ce séisme montre que, dès les débuts de l’extraction à l’échelle industrielle du charbon dans le Nord-Pas-de-Calais, la question de la sismicité induite se pose et génère des conflits entre compagnies minières, populations locales et ingénieurs des mines. Si la question est présente dans le débat public à la fin du 19e siècle, comment expliquer qu’elle disparaisse au 20e ? Pour cela, il faut passer de l’autre côté de la frontière et analyser l’influence des géologues belges dans le traitement de ce problème.

Les séismes d’Havré de 1887

Plusieurs séismes secouent Havré, une commune houillère située à l’est de Mons, en 1887 (en février et les 20 et 30 septembre ainsi que le 13 octobre). Emile de Munck présente ses recherches dans ce domaine durant la séance de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie du 26 octobre 1887. Il mène son enquête auprès d’un « grand nombre de chefs d’exploitations, d’ouvriers mineurs et de campagnards habitant la région où se sont produits les phénomènes sismiques » [Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, t. 1, 1887, p. 12].

Carte des tremblements de terre d'Havré du 19 novembre 1887 et du 27 novembre 1887
Figure n° 9: Carte des tremblements de terre d’Havré du 19 novembre 1887 et du 27 novembre 1887 (Source: DE MUNCK E., « Nouvelle note supplémentaire sur les tremblements de terre d’Havré (Séance du 18 décembre 1887) », in « Bulletin de la société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie », t. 1, 1887, p. 208).

De Munck décrit les séismes d’Havré de 1887 avec beaucoup de détails. Il constate que les secousses sont localisées et ressenties principalement à Havré où plusieurs types d’activités extractives sont présentes: carrières de sable et charbonnages. Le 15 février, le village est secoué une première fois. Les mouvements sismiques sont perçus en surface vers minuit et les bâtiments sont ébranlés. Les témoins parlent d’un bruit sourd, semblable à celui que produirait un chariot en marche lourdement chargé [Ibid., p. 179]. Cet incident, très localisé car toutes les parties de la commune ne l’ont pas ressenti, passe largement inaperçu pour la majorité des habitants d’Havré.

Une deuxième secousse touche Havré le 20 septembre au matin :

« Ce matin, à 6h40, Ducène Joseph, conducteur des travaux de la sablière d’Havré, était assis à son pupitre, dans le bureau distant d’environ 20 mètres du siège d’extraction. Tout à coup, il se sentit violemment secoué, tandis que tout le bâtiment, légèrement construit, craquait et paraissait vouloir s’effondrer. Le mur, contre lequel était adossé le pupitre, avait subi comme une irrésistible poussée.

Le premier mouvement de l’employé fut de s’élancer vers la porte. Au même instant, le machiniste se sauvait du hangar voisin qui abrite la machine d’extraction et qui est adossé au puits, disant qu’il avait cru que sa machine sautait, que le bâti des bobines ainsi que tous les engrenages craquaient comme pour se disloquer » [Ibid., p. 180].

La secousse dure environ deux secondes. Les ouvriers travaillant en surface n’ont presque rien ressenti. Par contre, au fond, tous les ouvriers étaient en émoi […] les mineurs se sont enfuis de leurs tailles pour parcourir les galeries voisines, pensant qu’elles s’étaient effondrées. De Munck se rend sur place, interroge les riverains et dresse une carte représentant l’étendue des terrains sur lesquels des oscillations ont été ressenties (figure 9). Il constate que le phénomène est très localisé et s’étendu sur une région circulaire dont le diamètre équivaut à environ 1000 mètres.

« Partout dans cette région, les mouvements sismiques ont sévi avec une intensité assez grande pour occasionner des tremblements accompagnés de bruit dans les habitations. Des campagnards qui travaillaient sur les champs ou dans leurs jardins ont ressenti des commotions dans le sens horizontal »

Une troisième secousse, de peu d’importance, frappe Havré le 30 septembre. Enfin, une dernière oscillation fait trembler la localité le 13 octobre. Elle se fait sentir dans la même zone que celles des 20 et 30 septembre. Dans les galeries souterraines de la sablière, deux ouvriers qui se trouvaient à 10h40 du soir […] à 20 mètres environ de profondeur, ont ressenti des secousses accompagnées d’un bruit sourd.

De Munck cherche ensuite quelles causes pourraient être à l’origine de ces tremblements de terre. Il envisage d’abord les mouvements du sol dûs aux affaissements causés par l’épuisement d’une couche aquifère mais écarte rapidement cette hypothèse. De Munck se demande alors si ces séismes très localisés auraient pu être engendrés par l’affaissement des galeries qui servent à l’extraction de la houille. Mais aussitôt cette idée émise, il la balaie soudainement. Sur base des propos du directeur du charbonnage et d’un ingénieur des mines, deux mots suffisent pour répondre à cette question [Ibid., p. 184]: comme les porions et les mineurs du charbonnage d’Havré travaillant au fond, à 400 mètres de profondeur, n’ont rien senti, les travaux miniers ne peuvent être mis en cause. De plus, l’absence complète d’affaissements, de dérangements, de glissements de couches, d’oscillations ou de bruit sourd dans les galeries, éloigne aussi l’idée d’un tassement dans la houille en formation. De Munck reprend la théorie communément admise par les géologues, les ingénieurs et les professionnels de la mine, postulant que les affaissements de terrains créés par le déhouillement des veines de charbon est lent, sans secousses ni bruit souterrain. Pour De Munck, les séismes d’Havré, bien que très localisés, ont une origine naturelle.

Néanmoins, l’idée selon laquelle les séismes d’Havré de 1887 présentent un caractère induit persiste. . D’abord, parce que les secousses ont une aire d’influence très réduites, et surtout, parce qu’elles surviennent dans une zone où sont actives deux entreprises extractives: la carrière de sable souterraine et le charbonnage d’Havré. On ne peut exclure le fait que les tremblements de terre aient été causé par l’effondrement brusque d’une galerie d’une de ces deux exploitations. D’ailleurs, Lancaster, directeur de l’Observatoire royal, pense que les mouvements constatés à Havré étaient très probablement dus à des glissements provoqués par les travaux des houillères [LANCASTER, 1897, p. 422]. Le rôle de l’exploitation houillère ne peut être négligée d’une part par sa proximité à la zone touchée et d’autre part, parce que l’extraction intensive du charbon commence en 1882 soit à peine 5 ans avant que les séismes surviennent à Havré, localité jusque là épargnée par ce type de phénomène.

Les mouvements de terrain brusques dans le Hainaut entre 1887 et 1895

Emile de Munck revient sur ses conclusions dans deux lettres adressés à la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie les 20 et 27 avril 1895. Celles-ci sont publiées dans le tome 9 du bulletin de la société. Dans sa lettre du 20 avril, de Munck évoque les nombreuses secousses que subissent les communes situées dans les régions houillères du Hainaut. Il fait remarquer à la société qu’ aujourd’hui les correspondants de nos journaux semblent attribuer, sans hésiter, les oscillations du sol survenue le 16 avril [1895, à Havré, Nimy, Ghlin, Obourg, Casteau, Boussoit, Thieu, Thieusies, Bracquegnies et La Louvière] dans une région ne comprenant pas moins de 10 communes, à des mouvements souterrains provoqués par de nombreuses exploitations minières [Bulletin de la société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, t. 9, 1895, p. 63].

De Munck est circonspect face à ces arguments. Il remarque que sur les 10 communes concernées, 4 ne possèdent pas de houillères sur leur territoire (Nimy, Obourg, Casteau et Thieusies). Pour lui :

« Il faudrait donc admettre, suivant l’hypothèse desdits correspondants, que le phénomène d’oscillation qui a si uniformément éprouvé une région relativement fort étendue et comprenant 10 communes, a été la cause d’accidents survenus dans les houillères de 6 localités seulement ou même de quelqu’une d’entre elles. Il y a là, à première vue, une sorte de disproportion qu’il faudrait expliquer » [Ibid., p. 64].

De Munck invite la société belge de géologie à se pencher sur ce problème afin de découvrir des points faibles dans les séries de couches, des parties ébranlables, sensibles au moindre accident, tassement, effondrement, etc., dû à l’action humaine, au déhouillement par exemple. 

De Munck insiste pour que la Société se lance dans une telle enquête dans sa lettre du 27 avril. Il y signale que dans le journal Le National du 22 avril, un article incrimine encore les charbonnages pour les séismes faisant trembler le Borinage:

«  […] les mouvements du sol n’ont pas disparu dans le Borinage. À Quaregnon, aux confins de la commune de Flénu, les terrains s’affaissent d’une façon inquiétante, sur une grande étendue de territoire, ébranlant et lézardant les habitations. Les propriétaires, malheureusement, n’ont aucun recours à exercer, la Société charbonnière de Belle-et-Bonne, qui exploitait le sous-sol à cet endroit ayant disparu »

De Munck constate que :

« Les correspondants de nos journaux persistent donc à considérer les oscillations du sol survenues dans le Hainaut comme étant une conséquence des exploitations minières. Cependant aucune enquête sérieuse n’a été faite sur cette grave question. Certes, a priori, l’on serait tenté d’endosser toutes les responsabilités aux sociétés charbonnières. Mais il me semble qu’avant tout il faudrait contrôler scientifiquement et très impartialement les faits afin que, si responsabilité il y a, chacun puisse en assumer la part plus ou moins grande qui lui revient. Évidemment, c’est à l’autorité supérieure, au Corps des Mines, à prendre l’initiative d’une telle enquête. Mais rien n’empêche, me paraît-il, qu’une société comme la nôtre, spécialement compétente en matière de géologie et qui a déjà rendu de si utiles services à la chose publique, soit consultée »

Le sujet, on s’en doute, est loin de motiver les membres de la société liés aux charbonnages pour la simple raison que reconnaître, ne serait-ce qu’une infime responsabilité, que l’extraction du charbon puisse être à l’origine de tremblements de terre ou en augmenter le ressenti à la surface équivaut à exposer les charbonnages à des procès nombreux et coûteux. C’est tout le système minier qui pourrait être mis en péril.

Le séisme de la vallée de la Scarpe/Douaisis de 1896

La question de la sismicité induite par l’extraction du charbon surgit à nouveau en 1896. Un séisme ébranle tout le Nord-Pas-de-Calais ainsi que la Hainaut belge dans la nuit du 2 septembre [KUSMAN, LAMBERT, ALEXANDRE et CAMELBEECK, 2010]. Son épicentre, incertain, se situe dans la vallée de la Scarpe, entre les villes d’Arras et de Douai. Plusieurs journaux parlent de cet événement et attribuent ce tremblement de terre aux charbonnages de la région. Ainsi, entre autres, le journal La Croix du Nord du 4 septembre 1896 relate qu’à Douai:

« Une secousse assez violente provenant probablement d’un affaissement de terrain par suite de l’exploitation des mines, s’est produite mercredi à 21h15 à Douai. Les maisons s’ébranlaient, la vaisselle faisait entendre un cliquetis anormal, des objets tombaient des étagères; on entendait un sourd grondement. Cela dura deux secondes à peine qui suffirent à provoquer une panique générale. On s’interrogeait anxieusement sur les causes du phénomène; beaucoup l’attribuaient à une oscillation du terrain produite par l’exploitation des mines, mais tout donne à penser qu’il est dû à une cause sismique »

tandis qu’à Arras:

« Un fait très rare, extraordinaire même, une secousse de tremblement de terre, s’est produit […] à Arras. Tout-à-coup on entendit un bruit sourd analogue à un vent impétueux s’abattant sur la ville, puis le sol s’est mis à trembler: la secousse a duré à peine quelques secondes. Elle se dirigeait de l’est à l’ouest. Une vive panique s’est aussitôt emparée des habitants qui, pour la plupart, sont sortis de chez eux, s’interrogeant avec anxiété sur les causes qui avaient pu produire cette secousse en tout semblable à celle ressentie il y a quelques années, alors que le génie, à l’aide de fourneaux de dynamites, fit sauter une partie des remparts de la porte Baudimont »

Enfin, à Liévin, le correspondant de la Croix du Nord signale que :

« Beaucoup de personnes à Liévin n’osent se coucher que bien tard, crainte de voir la chose se reproduire, et que le lendemain certaines personnes étaient toutes prêtes à aller demander à M. le maire de faire procéder à une enquête établissant les responsabilités. Je suis sûr qu’on aurait mis le tremblement de terre sur le compte des mines. C’est l’habitude ».

En Belgique, le séisme est moins ressenti. Dans le Borinage et à Mons, une légère oscillation du sol a été constatée […] Dans certains charbonnages, surtout dans ceux qui possèdent de longues galeries, les ouvriers ont cru à un dégagement de grisou dans le puits voisin. On a aussi perçu une sorte de grondement de vagues. À Charleroi, les oscillations sont à peine perceptibles [LANCASTER, 1897].

La presse montre qu’une partie de la population touchée par ce séisme l’attribue aux travaux miniers souterrains. Lancaster, directeur de l’Observatoire royal semble également partager cet avis. Il constate que le séisme de la vallée de la Scarpe pourrait être un tremblement d’écroulement ou d’affaissement que l’on remarque notamment dans les terrains miniers.

De Munck s’intéresse également à ce séisme. Il établit le parallèle avec son enquête sur les séismes d’Havré en 1887. Il constate que ces derniers pourraient finalement être dus aux exploitations minières mais il s’est trouvé dans :

 » l’impossibilité […] de mener à bien une enquête approfondie sur les causes du phénomène [à cause de] la difficulté d’obtenir les renseignements nécessaires que seuls les exploitants pouvaient donner et que M. de Munck, malgré son insistance, ne put obtenir. Faut-il y voir un indice que le tremblement de terre d’Havré n’avait pas une cause tectonique, mais était plutôt la résultante mécanique de phénomènes de tassement dus, soit à l’exploitation et au déhouillement, soit à l’assèchement des nappes aquifères ? [Bulletin de la société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, t. 10, 1896].

Son souhait de susciter la discussion et de lancer des recherches dans le domaine de la sismicité induite reste lettre morte, faute de données fournies soit par les exploitants, soit par l’Administration des Mines.

Jules Cornet, membre de la même société et géologue, va porter un coup d’arrêt « fatal » à ce débat (voir le point 3 pour plus de détail). Dans un article sur le tremblement de terre de la vallée de la Scarpe paru dans le Mouvement géographique de la même année, le savant géologue s’insurge contre le fait que d’après ce qu’en ont publié les journaux quotidiens, il semble que l’opinion généralement répandue est que ce phénomène serait dû à des affaissements provoqués par l’exploitation de la houille dans les bassins français et belges et cet avis paraît être partagé par quelques savants. Dans son article de 10 pages exactement, Jules Cornet s’évertue à démontrer que le séisme de 1896 est dû aux mouvements tectoniques, et notamment au jeu des failles situées à proximité de la ville de Douai, et non aux travaux souterrains des charbonnages (or nous savons désormais que les travaux souterrains peuvent réactiver les failles). Il reconnaît que les incertitudes sont nombreuses et que la séismologie, qui est une science naissante, pourrait étudier la question des séismes induits mais il conclut son article par une formule lapidaire, une « parole d’évangile » qui sera reprise sempiternellement par ses « disciples » dans le courant du 20e siècle pour clore tout débat sur le sujet :

« Dans aucun cas, on ne peut faire intervenir les vides produits par l’exploitation de la houille comme causes de ces phénomènes [les séismes]. Le déhouillement donne lieu à des affaissements lents et graduels qui abaissent le niveau du sol et fissurent les constructions, mais jamais il ne produit de secousses brusques ni surtout d’ébranlements sensibles sur de grandes surfaces ».

Le séisme de Mons de 1911

Jules Cornet intervient encore lors du séisme qui touche Mons le 12 avril 1911. Ce jour là, entre 16h30 et 16h45, des secousses, ou plutôt une secousse du sol accompagnée de bruit a été ressentie par de nombreux habitants de Mons et de plusieurs communes voisines [CORNET, 1911-1912]. Au vu du caractère très localisé du tremblement de terre, Cornet procède à une enquête macroséismique afin de réunir des données précises sur ce phénomène. Il envoie par une lettre-circulaire datée du 16 avril une demande de renseignements à environ 150 personnes: instituteurs, ingénieurs, prêtres, etc., réparties sur une étendue de pays sensiblement plus grande que celle où, d’après les journaux locaux, l’ébranlement avait été signalé. D’après les réponses qu’il a récoltées, Cornet signale que :

« C’est à Mons même que la secousse et le bruit ont présenté la plus grande intensité et cependant, ils sont loin d’avoir été perçus par toute la population. Les personnes marchant ou même stationnant en plein air, dans les rues, les jardins, les champs, n’ont rien ressenti. C’est dans les habitations ou autres constructions, et notamment dans les églises, que la commotion et la rumeur ont été le plus sensibles […] Les témoins habitant la ville comparent la commotion et le bruit perçus à ceux que produisent le passage d’un chariot lourdement chargé […] À l’intérieur des appartements, dans la zone la plus ébranlée, les vitres ont tremblé, la vaisselle a été secouée dans les armoires, de même que les menus objets placés sur les tablettes des cheminées, les bibelots dans les salons, etc. »

Il en conclut que le phénomène est local, de faible importance et serait dû à des causes naturelles et pas, évidemment, à l’influence des travaux miniers. Pourtant, dans un article paru dans le Ciel et Terre de 1911, Lancaster se montre moins catégorique et considère que les charbonnages pourraient être responsables du séisme. Selon lui :

« Il semble que l’on soit ici en présence d’un de ces phénomènes sismiques artificiels, dirons-nous, ou d’ordre industriel, dont l’origine est à reporter aux exploitations houillières (sic). D’après les renseignements que nous avons pu recueillir, il ne serait pas impossible que le phénomène fut dû à un tassement (très faible) des morts-terrains situés sur la ligne que nous avons indiquée et dû à l’exhaure intérieure des eaux opérée dans les sables supérieurs, à faible profondeur, plus haut que les couches exploitées […] Ce point, qui semble une simple induction des auditeurs, sera intéressant à vérifier »

Les séismes de Ransart de mars-juin-juillet 1911

Au moment où survient le séisme de Mons, une série de secousses sismiques touche la région située au nord de Charleroi. Le géologue René Cambier en fait la relation dans les Annales géologiques de Belgique de 1911-1912.

En mars, juin et juillet 1911, plusieurs séismes frappent Ransart et les localités environnantes. C’est le 1er juin à 22h45 que la secousse la plus importante ébranle la région. Plusieurs autres surviennent le 19 juin, le 14 juillet et le 23 juillet. Cambier indique que la zone épicentrale se situe sous le territoire des communes de Gosselies, de Ransart et de Lambusart. À partir du 1er juin, les secousses ressenties y ont été assez violentes pour réveiller la plupart des habitants, abattre de nombreuses cheminées (voir figure 10) et occasionner des lézardes aux bâtiments les moins résistants. Ce séisme a des effets également très localisés comme celui de Mons : les localités immédiatement voisines de Roux et de Courcelles ont été moins affectées. Les dégâts s’y sont bornés à quelques rares cheminées abattues [CAMBIER, 1911-1912, p. B98).

Figure n° 2: "Cheminées abattues chaussée de Gosselies à Ransart suite aux tremblements de terre de mars-juillet 1911" (Source: CAMBIER R., "Les tremblements de terre de Ransart (mars, juin, juillet 1911)", in "Annales de la société géologique de Belgique", t. 39, 1911-1912, p. B100.
Figure n° 10: « Cheminées abattues chaussée de Gosselies à Ransart suite aux tremblements de terre de mars-juillet 1911 » (Source: CAMBIER R., « Les tremblements de terre de Ransart (mars, juin, juillet 1911) », in « Annales de la société géologique de Belgique », t. 39, 1911-1912, p. B100.

Cambier, à l’inverse de Jules Cornet, n’hésite pas à faire le lien entre activation des failles et travaux miniers. Selon lui :

« Il existe vraisemblablement, à cet endroit [sous Gosselies, Ransart et Lambusart], un noeud de failles formant un ensemble suffisamment instable pour être affecté par le développement relativement récent des travaux miniers de la région ou par toute autre cause plus profonde »

Cambier semble mesurer l’importance de ses propos et les conséquences que ceux-ci pourraient faire peser sur les charbonnages du bassin de Charleroi si le lien entre activité minière et activité sismique venait à être prouver :

« Cette hypothèse, si elle se vérifiait par un examen méthodique de la topographie souterraine, pourrait avoir des conséquences sérieuses pour l’avenir des charbonnages du nord-est de Charleroi et de la Basse-Sambre ».

Ce débat scientifique n’aura jamais lieu ni en Belgique ni dans le nord de la France, comme on le verra. Il faut attendre la fin des années 1940 pour que la question de la sismicité induite intéresse à nouveau les géologues.

Les séismes d’Havré d’avril-mai 1949

En avril et mai 1949, plusieurs séismes secouent la région de Mons et particulièrement Havré. Le géologue René Marlière, professeur à l’École des mines de Mons, mène une enquête macroséismique du phénomène. Il lance les 3 et 4 avril, le jour même du premier séisme et le lendemain, un appel radiodiffusé avec l’obligeant concours du poste de Radio-Hainaut et envoie à la presse le question suivant :

« La terre a tremblé dans le Hainaut, le dimanche 3 avril, vers 13h30.

Afin de déterminer les caractéristiques de ce tremblement de terre, on demande aux personnes qui en ont ressenti les effets, de répondre au plus tôt au questionnaire ci-après :

1. Où vous trouviez-vous ? (par exemple : au rez-de-chaussée, à l’étage, au sous-sol de votre habitation ou dans la rue, à la campagne…). Cette question est très importante; répondez avec précision.

2. Étiez-vous debout, assis, couché ?

3. Qu’avez-vous ressenti ? Dites, notamment, si vous avez perçu des oscillations, des bruits de vaisselle, des déplacements d’objets mobiliers.

4. Avez-vous constaté des dégâts matériels dans votre entourage ? « 

À partir des réponses recueillies, Marlière dresse une carte macroséismique du tremblement de terre (figure 11). Il constate que la séisme a été particulièrement ressenti autour de Mons et a eu des effets importants à Havré par rapport aux autres localités touchées.

Figure n° 3: "Carte macroséismique du tremblement de terre d'Havré du 3 avril 1949" (Source: MARLIERE R., "Les tremblements de terre d'avril-mai 1949 dans la région de Mons", in "Bulletin de la société belge de géologie, de paléontologie et d'hydrologie", t. 60, 1951, p. 24).
Figure n° 11: « Carte macroséismique du tremblement de terre d’Havré du 3 avril 1949 » (Source: MARLIERE R., « Les tremblements de terre d’avril-mai 1949 dans la région de Mons », in « Bulletin de la société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie », t. 60, 1951, p. 24).

Marlière constate que dans la région d’Havré, de Ville-sur-Haine et de Boussoit, on a compté environ 150 cheminées renversées complètement et plusieurs centaines à reconstruire entièrement. Les populations se sont émues dès les premières secousses (les plus violentes) et l’inquiétude fut entretenue par des répliques, répétées à intervalles plus ou moins longs durant les mois d’avril à mai 1949. Dans la recherche des causes du séisme, Marlière, un ancien « disciple » de Jules Cornet, rejette immédiatement les travaux miniers. Il reprend les paroles du « maître » sans chercher à aller plus loin :

« Certes on n’a jamais observé de cassures ou de déplacements des terrains en surface, dans les carrières ou dans les travaux souterrains des mines, et l’accord s’est fait unanimement autour de l’avis émis dès 1899 (sic, 1896) par Jules Cornet : « Dans aucun cas, on ne peut faire intervenir les vides produits par l’exploitation de la houille comme causes de ces phénomènes. Le déhouillement donne lieu à des affaissements lents et graduels qui abaissent le niveau du sol et fissurent les constructions, mais jamais il ne produit de secousses brusques ni surtout d’ébranlements sensibles sur de grandes surfaces » [Bulletin de la Société belge de géologie, de paléontologie et d’hydrologie, t. 60, 1951, p. 25]

Pourtant, dans l’enquête dressée par l’Observatoire royal de Belgique, l’influence minière sur le ressenti du séisme est clairement identifié. Pour les enquêteurs de l’ORB, le séisme a été peu ressenti à Mons car afin d’éviter les dégâts à la ville, les travaux miniers se sont arrêtés à sa périphérie. Mons, de ce fait, n’a subi que peu de dégâts lors des secousses sismiques. Par contre, le sud [de la ville] a subi plus de dégâts car les mines de Cuesmes viennent jusque là. L’ORB constate que la commune d’Havré a subi le plus de dégât et c’est l’endroit où les habitants ont été le plus effrayés. Il y a eu un début d’affolement après la deuxième secousse qui fut si violente que plus de 80 % des cheminées sur 1400 habitations sont ébranlées parmi lesquelles 50 % sont à reconstruire complètement et 150 circa ont été renversées entièrement. Or, Havré, comme on l’a vu, est une commune où se trouvent plusieurs puits de mines de charbon ainsi qu’une sablière souterraine et a déjà été secouée à de multiples reprises par des séismes entre 1887 et 1949.

Le lien entre travaux miniers et augmentation des dégâts subis à la surface à cause du séisme apparaît de manière encore plus évidente dans la description des dommages survenus dans les localités de Ville-sur-Haine, de Boussoit, de Villers-Saint-Ghislain et de Bray.

À Ville-sur-Haine, le village situé le long de la route Mons-Soignies et sur le versant nord de la vallée de la Haine n’est pas minier. Les dégâts ont été de ce fait fortement amoindris. 25 à 30 cheminées ont été lézardées et ébranlées. Certaines ont été tronquées. La commune de Villers-Saint-Ghislain s’étire le long de la grand’route Mons-Charleroi. Le sous-sol n’est pas exploité. La population a ressenti les mouvements du sol d’une façon fortement amortie. Les dégâts sont peu importants. Tandis qu’à Boussoit les chemins sont terriblement accidentés, l’aspect extérieur est celui d’un très vieux village dont le sol meurtri par les mines ne soutient plus qu’avec peine les habitations lézardées des habitants. Idem à Bray où l’ancien village s’agglomère en bordure de la grand’route Mons-Charleroi, où une nouvelle cité s’est formée près du charbonnage. Celui-ci travaille à grand rendement (terrils immenses). Les secousses furent très bien ressenties par la population. Les dégâts sont d’ailleurs beaucoup plus importants qu’à Villers-Saint-Ghislain.

Les séismes de la région du Centre, 1965-1967

Entre 1965 et 1967, plusieurs séismes frappent la région du Centre (La Louvière-Binche). Le 15 décembre 1965, la région de Strépy-Bracquegnies est touchée. Dans toutes les rues de la localité, des cheminées se sont abattues et de nombreuses vitres ont été brisées. Dans les localités minières de la région, comme Bray, Bracquegnies, Houdeng-Aimeries et Houdeng-Goegnies, la secousse a été fortement ressentie et les dégâts sont les plus nombreux alors que dans des communes proches mais où l’activité minière n’existe pas comme Braine-le-Comte et Soignies, le phénomène n’a pas été ressentiBracquegnies est jonchée de briques, car sur tout son territoire, des cheminées ont été abattues par la violence du sinistre. À Binche, l’effet fut surprenant et l’on crut partout que les maisons allaient s’écrouler [La Nouvelle Gazette, édition du Centre, 15 décembre 1965].

Le 16 janvier 1966, la terre tremble à nouveau et ébranle la région du Centre. Cette fois-ci, c’est la commune de Chapelle-lez-Herlaimont qui subit le plus de dégâts. Des cheminées sont abattues, des murs sont lézardés, des plafonds se sont effondrés et des vitres se sont brisées sous l’effet de la secousse [La Cité, 17 janvier 1966]. Le caractère là aussi localisé de ces séismes et le fait qu’ils surviennent dans des régions charbonnières laissent supposer leur caractère induit.

« Huit secondes pour briser une région »… Le séisme de Liège du 8 novembre 1983

Le dernier séisme abordé est sans doute celui qui a marqué le plus les esprits. Dans la nuit du 8 novembre 1983, vers 1h du matin, la région liégeoise est frappée par un séisme d’une magnitude de 4.9 sur l’échelle de Richter. De nombreuses maisons et infrastructures sont désolées, les dégâts se chiffrent en milliards de francs belges et l’on compte malheureusement deux victimes au matin.

Figure n° 5: "Carte macroséismique du tremblement de terre de Liège du 8 novembre 1983" (Source: FRANCOIS M., PISSART A. et DONNAY J.-P., "Analyse macroséismique du tremblement de terre survenu à Liège le 8 novembre 1983", in "Annales de la société géologique de Belgique", t. 109, 1986, p. 533).
Figure n° 12: « Carte macroséismique du tremblement de terre de Liège du 8 novembre 1983 » (Source: FRANCOIS M., PISSART A. et DONNAY J.-P., « Analyse macroséismique du tremblement de terre survenu à Liège le 8 novembre 1983 », in « Annales de la société géologique de Belgique », t. 109, 1986, p. 533).

Témoignage anonyme paru dans La Cité du 9 novembre 1983 (consultables sur le site du département Séismologie de l’ORB):

Endormi profondément, vous êtes saisi à bras-le-corps et dans un bruit sourd, violemment secoué. Réveil dans l’angoisse. La respiration bloquée. Hurlements du petit enfant dans la chambre d’à côté. En une seconde, des réactions réflexes s’enclenchent. Deux possibilités (exprimées à haute voix): « Ou bien c’est un tremblement de terre, ou bien c’est « la merde » (entendez « la bombe », « la guerre », …) [nous sommes encore en pleine Guerre froide, le bombardement nucléaire fait partie de l’imaginaire collectif]. En deux sauts, je suis à la fenêtre: aucune lueur, aucun souffle violent. La terre a donc tremblé (et dans mon esprit: « Ce n’est pas la bombe, on peut donc se sauver). Premier soupir de soulagement.

« Vite, la petite. Et dehors ».

Un pantalon, un pull, des chaussures, on emballe l’enfant et on déboule au milieu de la rue. Des voisins commencent, eux aussi, à sortir. D’autres restent à leur fenêtre. On se regarde, muets. Des hurlements de sirène montent de la ville.

« Qu’est-ce qui s’est passé? La terre a tremblé ! Mais cela n’arrive pas chez nous, en Belgique… »

Les minutes passent. Les sirènes n’arrêtent pas de hurler. Retour dans la maison pour tenter d’avoir des informations. Le 900 [numéro d’urgence de l’époque] est bloqué. La radio: la France et l’Angleterre émettent normalement. Rien à la RTBF [Radio-télévision belge francophone]. Et les radios libres ? Une nouvelle secousse nous fait ressortir. Que faire ? Embarquer dans la voiture et aller se garer à la plaine des sports ? Mais n’est-ce pas ridicule ? Le doute s’installe. Est-ce vraiment un tremblement de terre ? Dans la rue, les gens parlent d’un choc dans la région Huy-Tihange [localité où est implantée une centrale nucléaire]. D’autres d’un accident à Cockerill.

Il faut absolument avoir des informations. Il n’y a pas de radio dans la voiture et dans la radio portative, à l’intérieur de la maison, il n’y a pas de piles (comme on pense aux détails à ces moments-là).

Vite, il faut retourner à l’intérieur et refaire le tour des stations. A l’étranger, on ne parle de « rien » (de ce qui nous angoisse). La RTBF (source crédible) reste dramatiquement muette. Des radios libres « en » parlent. Deuxième soupir de soulagement.

Remarquable au moment où nous l’avons prise, FM-56 tente d’apporter des explications. Ils ont pu entrer en contact avec l’observatoire d’Uccle/Ukkel, la gendarmerie et l’IRM [Institut royal météorologique]. L’information scientifique tout de suite rassure. Troisième soupir de soulagement.

C’était bien un tremblement de terre. On ne connaît pas l’importance des dégâts. La seconde secousse était un « aftershock », comme disent les spécialistes. Une petite secousse de rééquilibrage des masses.

Nettement, à ce moment-là, une troisième fois, la terre recommence à trembler. Nouvelles explications: « Encore une réplique ressentie au-dessus des sols truffés de galeries de mines ».

Bien que l’on parle de la panique dans certains quartiers de l’agglomération (où il y a eu des dégâts considérables, une morte et des blessés, apprendra-t-on le lendemain), le ton se veut rassurant. A quatre heures, on envoie même une blague: « Mange des tomates, mon amour, ça donne bonne mine, c’est plein de vitamines… ». Et on encourage les gens à aller au lit. 

Dans les quartiers secoués mais moins touchés – les habitations étant plus récentes et plus solides – les gens retournent se coucher. Dans les zones sinistrées, beaucoup se retrouveront sans abri. Ce n’est qu’au petit matin que l’on mesurera l’ampleur des dégâts. La terre avait vraiment tremblé !

Ce soir, nous ne nous coucherons plus comme hier ».

Interrogé par un journaliste du journal La Cité, un groupe d’adolescents témoigne:

Marie-Noëlle: « Je suis tombée de mon lit et j’ai couru dans la chambre de mes parents. On est tous sortis dans la rue. Des gens croyaient que c’était une bombe. D’autres le gaz. Mon père disait que c’était un tremblement de terre ».

Thierry: « Le lustre de ma chambre est tombé et je l’ai presque reçu sur la tête. On a évacué la rue et on s’est rassemblé dans un grand pré. On a fait un grand feu. Vers 5 heures, on est venu nous dire que l’on pouvait rentrer. Il y avait là une cinquantaine de personnes environ ».

Carine: « Toute le monde gueulait dans la rue. Des choses comme « On va mourir ». Une femme d’en face, et qui a habité la Tunisie, a crié: « C’est un tremblement de terre ». Des gens pleuraient. Même des hommes ».

Thierry encore: « Au début, beaucoup de gens croyaient que c’était la guerre. On a toujours raconté que des tremblements de terre, cela n’arrivait pas en Belgique ».

Georges, un jeune grec, qui a vécu un tremblement de terre il y a deux mois, à Limmos, dans son pays, dit qu’il a tout de suite compris ce qui se passait ».

Les sismologues de l’Université de Liège mène une analyse macroséismique du tremblement de terre. Leurs résultats sont publiés en 1986 dans le tome 109 des Annales de la Société géologique de Belgique. Si les causes du séisme sont naturelles, leur étude démontre clairement que le séisme a été amplifié dans le synclinal houiller de Liège à cause de l’extraction du charbon. La carte macroséismique (figure 12) illustre bien leurs propos. Sur le territoire non concédé de la ville de Liège, le séisme a été moins ressenti par les habitants et ses effets ont été limité alors que dans les zones déhouillées avoisinantes, où le sous-sol a été exploité par les charbonnages et rendu plus fragile, les effets du tremblement de terre ont été plus importants, voire dévastateurs. Pour ces sismologues :

« Les observations locales indiquent que ce n’est pas le houiller lui-même qui a contrôlé l’intensité de la secousse mais bien les travaux miniers qui ont déconsolidé les terrains exploités. Cette influence apparaît le mieux en étudiant les profils d’intensité réalisés le long des coupes géologiques de Humblet (1941) au travers du bassin liégeois. Le profil se rapportant à la coupe 6 de Humblet montre en effet une chute marquée de l’intensité à l’emplacement du double anticlinal de Cointe et de la Chartreuse qui, en l’absence de couches de charbon, n’ont pas été exploités. D’autre part, celui réalisé le long de la coupe 8 de Humblet montre un minimum d’intensité très localisé sous le centre de la ville, c’est-à-dire sous une zone non concédée du sous-sol liégeois » [FRANÇOIS, PISSART et DONNAY, 1986, p. 535].

C’est la première fois, à ma connaissance, que des experts scientifiques abandonnent l’argument d’autorité de Jules Cornet et mettent directement en cause les travaux houillers dans l’augmentation du ressenti et des effets à la surface d’un séisme survenu en Belgique. Il faudra attendre ensuite les années 2000 et le travail de Leslie Descamps pour que le lien entre activité minière et activité sismique soit enfin reconnu comme avéré par les géologues belges.

Cette considération m’amène au dernier point de ce (long) billet, à savoir comment et pourquoi les géologues belges et français ont rejeté l’idée que les travaux miniers puissent avoir une influence sur l’activité sismique des bassins houillers ? Mais cela, ce sera pour un prochain billet  sur le sujet ;-).

Voilà c’est terminé (déjà ou enfin me diras-tu). J’espère que cela t’a plu et que tu n’estimes pas avoir perdu ton temps. Si ce n’est pas le cas, tu m’en vois ravi. Si c’est le cas, je n’en peux rien et sache que je n’en suis pas désolé. Si tu souhaites néanmoins extérioriser ta rage intérieure, je t’invite à faire comme moi et à te gaver de pudding au chocolat. Conseil d’ami ! Et rendez-vous pour le troisième et dernier billet sur la séismicité induite en territoires charbonniers !

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Sources

Sources en ligne

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Site de l’European Archive of Historical EArthquake Data: http://www.emidius.eu/AHEAD/main/

Site de la Sismicité historique de la France métropole: http://www.sisfrance.net/

Sources imprimées

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RUBINSTEIN Justin L. et MAHANI Alireza Babaie, Myths and Facts on Wastewater Injection, Hydraulic Fracturing, Enhanced Oil Recovery, and Induced Seismicity, in Seismological Research Letters, vol. 86, n° 4, juillet-août 2015, p. 1-7.

WEINGARTEN Matthew, GE Shemin, GODT Jonathan W., BEKINS Barbara A. et RUBINSTEIN Justin L., High-rate injection is associated with the increase in U.S. mid-continent seismicity, in Science, vol. 348, n° 6241, juin 2015, p. 1336-1340.

WILSON Miles P., DAVIES Richard J., FOULGER Gillian R., JULIAN Bruce R., STYLES Peter, GLUYAS Jon G. et ALMOND Sam, Anthropogenic earthquakes in the UK: A national baseline prior to shale exploitation, in Marine and Petroleum Geology, t. 68, 2015, p. 1-17.

Ouvrages et articles de sensibilisation

BELLANGER Boris, L’Homme fait trembler la terre, in Science & Vie, n° 1099, avril 2009, p. 44-59.

COOK Terri, Ground-shaking research: How humans trigger earthquakes, in Earth: The Science Behind the Headlines, 5 avril 2015 (http://www.earthmagazine.org/article/ground-shaking-research-how-humans-trigger-earthquakes).

KLOSE Christian D., Frack this! The untold story about earthquakes caused by humans, Bronxville, 2014 (Think Geohazards Inc.).

LOVETT Richard A., Coal Mining Causing Earthquakes, Study Says, in National Geographic News, 3 janvier 2007 (http://news.nationalgeographic.com/news/2007/01/070103-mine-quake.html).

Virginia Tech Seismological Observatory, Induced Earthquakes Throughout the United States, 2014 (http://www.magma.geos.vt.edu/vtso/induced_quakes.html).

Articles de journaux

BUSSARD Stéphane, Dans l’Oklahoma, le gaz de schiste provoque des séismes à répétition, in Le Monde, 15/01/2016 (http://www.lemonde.fr/planete/reactions/2016/01/15/dans-l-oklahoma-le-gaz-de-schiste-provoque-des-seismes-a-repetition_4847904_3244.html).

FOUCART Stéphane, Quand le gaz de schiste fait trembler la terre, in Le Monde, 29/03/2013 (http://www.lemonde.fr/planete/article/2013/03/29/quand-le-gaz-de-schiste-fait-trembler-la-terre_3150329_3244.html).

GALCHEN Rivka, Weather Underground. The arrival of man-made earthquakes, in The New Yorker, 13/04/2015 (http://www.newyorker.com/magazine/2015/04/13/weather-underground).

Ressources en ligne

Site de l’American Geosciences Institute sur la séismicité induite: http://www.americangeosciences.org/critical-issues/webinars/induced-seismicity-midcontinent

Site du Kansas Geological Survey: http://www.kgs.ku.edu/PRS/Seismicity/index.html

Site du Lawrence Berkeley National Laboratory sur la séismicité induite: http://esd1.lbl.gov/research/projects/induced_seismicity/primer.html#defined

Site de l’Oklahoma Geological Survey: http://www.okgeosurvey1.gov/pages/earthquakes/induced-seismicity.php

Site du Stanford Center for Induced and Triggered Seismicity, Stanford University: https://scits.stanford.edu/

Site de l’U.S. Geological Survey consacré aux séismes: http://earthquake.usgs.gov/research/induced/

Exploitation minière et sismicité induite? Un éclairage historique sur une controverse d’actualité: l’exemple du Nord-Pas-de-Calais et de la Belgique, années 1880-années 1980 (1/3)

AVERTISSEMENT

Cher(e) lecteur/lectrice,

Tu as trouvé mon blog et tu le consultes, je t’en remercie vivement. Mais trêve d’effusion. Il y a des choses graves dont tu dois être conscient(e) avant d’entamer la lecture de ce billet. Sache-le, je ne suis pas en charge de toi et de ta gestion du temps car ce billet risque d’être chronophage. A toi d’assumer tes responsabilités. Voilà qui est dit.

Pour mon premier billet en lien avec mes recherches, je me suis dit, « pourquoi pas un éclairage historique sur les liens entre séismicité induite et exploitation houillère ? » Après tout, le sujet est d’actualité et est principalement abordé dans le cadre des opérations de fracturation du sous-sol afin d’exploiter le gaz et le pétrole de roche-mère ainsi que l’énergie géothermique. Donc prépare-toi, cela risque d’être long et technique.

Si tu es toujours là et que tu souhaites poursuivre la lecture de ce billet, je t’en remercie chaleureusement. Mais trêve d’effusion. Passons aux choses sérieuses. Je t’invite à prendre un bon café bien chaud, à t’installer confortablement et je te souhaite une agréable et enrichissante lecture.

Coffee Time

Introduction

L’Homme peut-il créer des tremblements de terre ? Cette question peut sembler anecdotique, obscure et surtout très technique (que peut bien dire un historien sur un tel sujet ?), elle est pourtant d’une actualité « brûlante ». Les séismes causés par les activités humaines surviennent de plus en plus fréquemment, que ce soit dans certains États des États-Unis d’Amérique où le pétrole et le gaz de roche-mère (communément nommés en France « pétrole et gaz de schiste ») sont exploités comme dans l’Oklahoma et le Kansas, dans les mines de charbon et les sites d’exploitation de gaz de charbon en Grande-Bretagne [WILSON et al., 2015] et en Australie [KLOSE, 2014], dans les sites d’exploitation d’énergie géothermique en Suisse et ailleurs, aux alentours des barrages hydrauliques en Chine [LI et al., 2007] ou encore dans les mines d’or à grande profondeur du Witwatersrand en Afrique du Sud [COOK, 1976]. Les exemples, récents ou anciens, ne manquent pas et le phénomène gagne en importance au point de constituer un enjeu social, environnemental, juridique et économique crucial auquel le « public » est de plus en plus sensibilisé depuis les années 2000.

Quakenado: jeu de mot combinant "Quake" et "Tornado" et illustrant la vague de séismes touchant l'Oklahoma qui est également connu pour être touché par des tornades
Quakenado: jeu de mot combinant « Quake » et « Tornado » et illustrant la vague de séismes touchant l’Oklahoma qui est également connu pour être touché par des tornades.

a) Un enjeu de société ? La sismicité induite et ses implications

Pour faire face au changement climatique et à l’augmentation des besoins en énergie, plusieurs dispositifs techniques de stockage géologique du CO2, d’exploitation de l’énergie géothermique à grande profondeur (Enhanced Geothermal Systems ou EGS), de construction de barrages hydroélectriques, sont à l’étude dans le monde. En France et en Belgique, les gouvernements réfléchissent de plus en plus à autoriser l’exploitation à grande échelle du gaz de charbon (ou gaz de couche). Tous ces projets ont pour conséquence de modifier l' »équilibre » préexistant du sous-sol (qui peut déjà être fragilisé par des exploitations minières anciennes), ce qui, à plus ou moins long terme, peut entraîner le déclenchement de séismes ou en augmenter le ressenti et les effets à la surface. Les puits d’extraction du pétrole à grande profondeur (EOR pour Enhanced Oil Recovery) par l’injection de fluides sous haute pression dans le sous-sol et le stockage souterrain de vastes quantités d’eau salée extraite en même temps que le pétrole (Waste Water Disposal), qui sont déjà en activité et qui seraient un des moteurs du « miracle » économique américain actuel, sont la source de vagues de séismes dans les États du Midwest [DAVIES et al., 2013] (pour en savoir plus je vous invite à regarder cette petite vidéo explication des U.S. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine ici et ce webinar de l’American Geosciences Institute ici).

Ces séismes induits par les activités humaines suscitent de nombreuses interrogations, particulièrement sur la place de l’Homme sur Terre en tant qu’agent géologique aussi « puissant » que les agents naturels tels les volcans ou les tsunami. Par ses activités, l’être humain peut provoquer des inondations, modifier l’atmosphère, creuser d’immenses trous, les mines à ciel ouvert parfois visibles depuis l’espace, créer des montagnes (pex. les terrils) et des lacs (pour les barrages pex.), détourner des rivières, etc. Le constat que l’Homme a la possibilité de modifier profondément l’environnement terrestre au point de créer des séismes amène de nombreux chercheurs à questionner les relations qu’entretient l’Homme avec la Nature. Cette « réflexivité » environnementale n’est pas nouvelle. Déjà en 1922, le géologue britannique Robert Lionel Sherlock s’interroge sur les conséquences environnementales des activités humaines dans son ouvrage au titre évocateur Man as a geological agent. An account of his action on inanimate nature. Depuis le début des années 2000, certains scientifiques, dont des historiens comme Jean-Baptiste Fressoz et Christophe Bonneuil, voient dans cette capacité de l’être humain d’agir « profondément » sur l’environnement terrestre la condition de l’émergence d’une nouvelle ère géologique, l’âge des Hommes, l’ère de l’Anthropocène (lire ce billet sur l’histoire du concept ici). La sismicité induite s’insère dans ce contexte et interpelle les chercheurs en sciences humaines et sociales, notamment les historiens environnementalistes. Ce que l’on nomme « l’aléa sismique anthropogénique » semble devenir un enjeu de société important auquel les historiens portent leur attention.

L’aléa sismique « anthropogénique » rend les types de projets techniques décrits ci-dessus plus difficiles à mettre en place voire peut les remettre en cause et aboutir à leur abandon pur et simple. Le développement des connaissances scientifiques sur la séismicité induite coïncide avec l’augmentation en nombre et en ampleur de ces projets. Il s’agit principalement de déterminer avec (plus ou moins de) précision si oui ou non ces activités peuvent causer des séismes et si oui, dans quelle mesure leurs promoteurs peuvent être tenus pour responsables de ces séismes induits et des éventuels dommages causés à la surface [CYPSER et DAVIS, 1998]. Cette question peut être très importante pour certains secteurs économiques, notamment pour le secteur des assurances (Aon a organisé une séance sur la sismicité induite en 2015).

Il s’avère que pour les assureurs, la sismicité induite est un hot topic lorsque le phénomène touche des régions qui n’étaient pas connues pour être des zones d’activité sismique relativement « intenses » avant qu’une industrie extractive ou qu’un barrage ne s’y établissent et changent la situation comme dans l’Oklahoma. Un des objectifs des études scientifiques consiste à permettre la « socialisation » du risque sismique « anthropogénique » ou en d’autres mots, à le rendre « acceptable » par les riverains pouvant être touchés par ces tremblements de terre en leur assurant, entre autres, d’être dédommagés en cas de dégradations de leurs propriétés mobilières et immobilières ou de dommages aux individus (blessures, séquelles psychologiques, décès, etc.) par le biais d’assurances spécifiques. Comme on peut le constater à partir de cet exemple issu du monde de l’assurance, l’étude de la sismicité induite sort du cadre du débat purement scientifique car le phénomène implique également des considérations économiques, écologiques, sociales et juridiques.

b) La sismicité induite dans le Nord de la France et en Belgique ? Sources et questionnements

M’intéressant à l’histoire environnementale des mines de charbon, j’en suis venu à me demander si l’extraction du charbon dans le Nord de la France et en Belgique (qui sont mes deux terrains de recherche) a eu également un impact sur l’activité sismique de ces régions. Est-ce que l’activité sismique de ces régions change entre la phase d’exploitation intensive du charbon, le passage à l’échelle industrielle qui survient à partir de 1850-1860 et la période antérieure ? Est-ce que des séismes ont  lieu dans ces zones géographiques durant la période d’exploitation du charbon ? Si oui, est-ce que l’activité minière a une influence sur le déclenchement et/ou le ressenti de ces secousses et comment les gouvernements, les scientifiques (géologues et ingénieurs des mines principalement), les riverains perçoivent ces tremblements de terre ? Est-ce que des réponses sont apportées ou des mesures adoptées pour gérer cette problématique ou bien y-a-t-il une absence de prise en considération du phénomène ? Ces questions sont d’autant plus intéressantes qu’il n’y a quasiment aucune mention de ces séismes dans l’historiographie minière.

Après une recherche dans les bases de données sur la sismicité historique de l’Observatoire royale de Belgique, de SISFrance et de l’European Archive of Historical EArthquake Data, j’ai constaté que plusieurs séismes, certains atteignant une magnitude supérieure à 4 sur l’échelle de magnitude de moment, secouent ces deux régions entre 1887 et 1983 (voir tableau 1). Des séismes relativement importants touchent deux régions minières où l’exploitation du charbon bat son plein et qui avant 1850, n’ont connu aucune activité sismique notable et/ou fréquente. Cette chronologie « sismique » correspond en effet à la période d’exploitation intensive du charbon. Elle se poursuit jusqu’à la fermeture quasi-définitive des charbonnages en Belgique et dans le Nord de la France [DESCAMPS, 2009]. S’il ne faut évidemment pas y voir d’office une relation de cause à effet, on ne peut pas négliger cette « coïncidence » chronologique.

BOULVAIN Frédéric et PINGOT Jean-Louis, "Genèse du sous-sol de la Wallonie", Bruxelles, 2015, p. 97.
Graphique n° 1: Production de charbon en Wallonie de 1831 à 1984 (en millions de tonnes), in BOULVAIN Frédéric et PINGOT Jean-Louis, « Genèse du sous-sol de la Wallonie », Bruxelles, 2015 (Académie royale de Belgique. Mémoire de la Classe des Sciences. Collection in-8°, IVe série, t. 5, n° 2103), p. 97.

Le graphique suivant montre mieux la répartition de la production de charbon en Belgique entre les différents bassins miniers du pays:

Production charbonnière des bassins de Liège, de Hainaut et de Campine de 1830 à 1985, in LEBOUTTE René, "Vie et mort des bassins industriels en Europe, 1750-2000", Paris, 1997 (L'Harmattan), p. 184.
Graphique n° 2: Production charbonnière des bassins de Liège, de Hainaut et de Campine de 1830 à 1985, in LEBOUTTE René, « Vie et mort des bassins industriels en Europe, 1750-2000″, Paris, 1997 (L’Harmattan), p. 184.

et pour le Nord-Pas de Calais:

Production de charbon dans le Nord-Pas de Calais de 1800 à 1989, in LEBOUTTE René, Vie et mort des bassins industriels en Europe, 1750-2000, Paris, 1997 (L'Harmattan), p. 174.
Graphique n° 3: Production de charbon dans le Nord-Pas de Calais de 1800 à 1989 (en millions de tonnes), in LEBOUTTE René, « Vie et mort des bassins industriels en Europe, 1750-2000″, Paris, 1997 (L’Harmattan), p. 174.

Le tableau suivant présente tous les séismes connus d’une magnitude locale égale ou supérieure à 3 Mw (Moment Magnitude) survenus dans les bassins miniers du Hainaut en Belgique et du Nord-Pas de Calais en France. C’est à partir de ce degré de magnitude qu’un séisme est perceptible en surface. S’y ajoute le séisme de Liège du 8 novembre 1983 qui vient clôturer la période chronologique envisagée. Les coups de toit miniers et les effondrements miniers ayant pu se manifester par une oscillation à la surface ne sont généralement pas pris en compte par les sismologues. Ne figurant pas dans les catalogues historiques, ils ne sont pas repris ici. De plus, tous les séismes indiqués dans ce tableau ne sont pas à considérer comme étant des séismes induits. Ils peuvent avoir des causes tout à fait naturelles.

Tableau 1: Liste des séismes d’une magnitude supérieure à 3.0 survenus dans les régions minières du Hainaut et du Nord-Pas de Calais de 1887 à 1983 (excepté le séisme de Liège du 8 novembre 1983)

Date Localisation Moment Magnitude
20/09/1887 Havré 4.46
29/10/1887 Havré 3.80
09/12/1892 Douaisis 3.62
02/09/1896 Vallée de la Scarpe 4.81
29/03/1911 Ransart 3.6
12/04/1911 Mons ? entre 3.0 et 4.0
01/06/1911 Ransart 4.2
03/06/1911 Ransart 4.1
17/01/1920 Boussu-Hornu 3.7
29/03/1944 Borinage 3.0
09/03/1946 Havré 3.6
25/12/1948 Havré 3.6
03/04/1949 Havré 3.9
03/04/1949 Havré 4.6
03/04/1949 Havré 3.0
14/04/1949 Havré 3.8
25/05/1949 Havré 3.4
15/12/1965 Strépy-Bracquegnies 4.4
15/12/1965 Strépy-Bracquegnies 3.4
16/12/1966 Chapelle-lez-Herlaimont 3.8
16/12/1966 Chapelle-lez-Herlaimont 4.4
11/03/1966 Gosselies 3.2
20/03/1966 Gosselies 3.8
28/03/1967 Carnières 4.5
04/04/1967 Carnières 3.3
12/08/1968 Région du Centre 3.7
13/08/1968 Région du Centre 3.6
13/08/1968 Région du Centre 4.1
23/09/1968 Région du Centre 3.0
03/11/1970 Marchienne-au-Pont 3.9
03/11/1970 Marchienne-au-Pont 3.0
20/12/1970 La Louvière 3.5
14/09/1982 La Louvière 3.4
04/07/1983 Charleroi 3.2
09/07/1983 Charleroi 3.3
08/11/1983 Liège 5.0
Sources: Catalogue historique de la séismicité en Belgique et Catalogue des séismes instrumentaux depuis 1900 de la section de séismologie de l’Observatoire royal de Belgique ; Catalogue historique des séismes ressentis dans le département du Nord, SISFrance, Sismicité historique de la France métropole ; Base de données AHEAD, European Archive of Historical EArthquake Data ; CORNET, 1911-1912 ; DESCAMPS, 2009 ; DOUXAMI, 1912 ; FOURMARIER et CHARLIER, 1950. (Données exprimées en échelle de magnitude de moment).

35 séismes touchent les régions minières du Nord de la France et du Hainaut entre 1887 et 1983. La plupart étant d’une magnitude inférieure à 4 Mw. S’y ajoute le séisme de Liège du 8 novembre 1983 qui atteint une magnitude de 5 Mw, a causé le décès de deux personnes, en a blessé plusieurs centaines et engendré des dégâts à la surface pour une valeur estimée entre 2 à 3 milliards de francs belges. C’est à partir de ces 36 séismes que je vais baser mon propos.

Plan

Aborder la question de la sismicité induite dans les bassins miniers de Belgique et du Nord de la France est une tâche complexe. Je tiens d’abord à préciser qu’étant historien environnementaliste, je n’entre pas dans le débat scientifique portant sur le phénomène. Le consensus scientifique semble bien établi autour du lien entre activités extractives et sismicité induite [RUBINSTEIN et MAHANI, 2015]. De plus, ce billet ne se veut pas complet.  Mon objectif principal est de montrer comment cette question est perçue par les scientifiques entre la fin du 19e siècle et la fin du 20e et comment ceux-ci articulent leurs discours autour de cette problématique.

La première partie présente le concept de sismicité induite et son histoire dans le paysage scientifique mondial, la deuxième l’histoire des séismes de Belgique et du Nord de la France, leur perception par la population et par les géologues Français et Belges. Enfin, la dernière partie replace la question de la sismicité induite dans le contexte plus large de l’histoire des impacts environnementaux causés par l’extraction du charbon en Belgique et en France.

1. La sismicité induite: définition et histoire d’un concept controversé

a) Définition

Un séisme induit est un séisme causé, directement (induced) ou indirectement (triggered) par des activités humaines. Ce type de séisme peut se produire lorsqu’une activité humaine modifie la situation géologique antérieure à son établissement. Ils font suite généralement à une explosion intense (tirs de mines, coups de grisou, essai nucléaire souterrain, etc.), à des rééquilibrages de la géologie locale après la création de mines profondes souterraines ou à ciel ouvert, au creusement de grands canaux, à la création de réservoir d’eau en surface pour les besoins des barrages ou encore à l’extraction, à l’injection, au déplacement ou à l’accumulation locale dans le sous-sol de fluides géologiques comme le pétrole, le gaz ou l’eau. Ils surviennent principalement à proximité d’une faille géologique. Cette faille serait réactivée à cause de l’activité humaine et créerait des séismes pouvant être perceptibles à la surface.

Figure n° 1: "Séismicité induite par fracturation hydraulique". Dessin d'un puits foré verticalement et ensuite horizontalement dans une strate fine et peu perméable (gris sombre) qui est à proximité d'une faille (trait noir épais). Le fluide injecté dans le puits peut activer la faille et causer un séisme perceptible en surface (Source: DAVIES R. et al., "Induced seismicity and hydraulic fracturing for the recovery of hydrocarbons", in "Marine and Petroleum Geology", t. 45, 2013, p. 172).
Figure n° 1: « Séismicité induite par fracturation hydraulique ». Dessin d’un puits foré verticalement et ensuite horizontalement dans une strate fine et peu perméable (gris sombre) qui est à proximité d’une faille (trait noir épais). Le fluide injecté dans le puits peut activer la faille et causer un séisme perceptible en surface (Source: DAVIES R. et al., « Induced seismicity and hydraulic fracturing for the recovery of hydrocarbons », in « Marine and Petroleum Geology », t. 45, 2013, p. 172).

La sismicité induite peut être repérée et définie lorsque l’activité sismique d’une région donnée augmente au-delà du niveau historiquement constaté jusque-là et que cette élévation de cette activité sismique peut être attribuée à des causes humaines.

Les sismologues s’attendent généralement à ce que l’activité sismique historique d’une zone donnée où il n’y a pas d’activité humaine notable se poursuive dans la même ampleur dans le futur. Toutefois, si une activité humaine suscite une élévation « parallèle » de l’activité sismique de cette région, dans ce cas de figure cette augmentation de l’activité sismique peut être considérée comme « induite ». De plus, s’il s’avère que l’activité sismique retourne à son niveau antérieur après que l’activité humaine ait cessé, le caractère « induit » de l’activité sismique s’en trouve renforcé.

Enfin, pour le dire très simplement, le séisme « induit » ou « déclenché » est un séisme causé par l’Homme.

Actuellement, l’U.S. Geological Survey (USGS) se base sur 4 critères pour définir ce qu’est un séisme induit. Ces quatre caractéristiques ne sont pas exclusives et un séisme peut être induit sans pour autant correspondre à ces critères. Il s’agit d’un cadre général d’analyse. Pour définir si un séisme est induit ou pas, il faut mener des études tenant compte des spécifiques géologiques et géographiques locales au cas par cas.

Un séisme peut être induit si:

  • On observe un changement du niveau de séismicité d’une région.
  • Il y a corrélation spatiale entre les séismes et l’activité humaine.
  • Il y a corrélation temporelle entre les séismes et l’activité humaine.
  • Le séisme se déclenche près de la surface.

Cette vidéo de l’USGS consacrée à la sismicité induite propose un excellent aperçu de la problématique:

b) Aperçu historique de la sismicité induite

La prise de conscience que les activités humaines peuvent avoir une influence sur les forces géologiques et engendrer des tremblements de terre remonte à la fin du 19e siècle. À partir des années 1850-1860, l’exploitation minière, que ce soit celle du charbon ou bien d’autres minéraux, change d’échelle et prend un tournant industriel au niveau mondial. Comme le montrent bien les graphiques 1, 2 et 3, la production de charbon en Belgique et dans le Nord de la France augmente rapidement à partir des années 1860 pour atteindre un palier de production d’environ 20 millions de tonnes de charbon par an en Belgique et à peu près 30 à 40 millions de tonnes par an dans le Nord-Pas de Calais, palier qui se maintiendra à un niveau constant dans les deux régions jusqu’aux années 1950-1960. À ce volume de charbon extrait du sous-sol il faut ajouter un volume encore plus important de matières stériles et un volume relativement conséquent d’eau. Cette eau provenant principalement de l’exhaure des mines.

Durant la seconde moitié du 19e siècle, de plus en plus de matériaux sont donc extraits du sous-sol pour subvenir aux besoins sans cesse croissants de l’industrialisation en énergie et en matières premières. Cette extraction crée des vides dans le sous-sol (vides qui doivent être comblés), entraîne la circulation de nombreux fluides comme l’eau (pex. pour l’exhaure des mines) et les gaz, fluides qui sont bien souvent réinjectés dans le sous-sol ainsi que l’accumulation des matières stériles en surface dans une ampleur alors inconnue jusque là (pex. dans le cas des mines de charbon, c’est à la fin du 19e siècle que les terrils prennent de la hauteur, du volume et du poids au point d’écraser leurs alentours). La tournure industrielle et industrialiste que prend le secteur minier à partir de cette époque suscite l’intérêt des contemporains. Cet intérêt porte essentiellement sur les « bienfaits » que les « richesses » du sous-sol apportent aux habitants de la surface en permettant aux industries de se développer et de prospérer, mais déjà, des contemporains s’inquiètent des conséquences sur la surface de l’exploitation intensive du sous-sol notamment d’un point de vue environnemental. C’est à partir de ce moment, vers les années 1850-1860, que la question de la sismicité induite fait son apparition sur la scène scientifique.

Il faut cependant attendre la fin du 19e siècle pour que le premier cas de sismicité induite avéré soit reconnu comme tel. Il a lieu en 1894 dans les mines d’or du Witwatersrand, près de Johannesburg en Afrique du Sud. Les gisements d’or de la région sont exploités à grande échelle durant la dernière décennie du 19e siècle suite au Gold Rush de 1886. Les mineurs d’or du Witwatersrand utilisent principalement la méthode d’exploitation en chambres et piliers, c’est-à-dire qu’ils laissent des « piliers » pour soutenir le toit de la mine et réduire les affaissements de surface au fur et à mesure de leur avancée souterraine. Toutefois, cela n’empêche pas les affaissements soudains des galeries. Ces affaissements suscitent des secousses qui sont senties en surface. Rapidement, les environs de Johannesburg se mettent à trembler à cause de l’exploitation minière locale [COOK, 1976]. Plusieurs travaux récents émettent des hypothèses laissant à penser que des séismes induits par des exploitations minières ont eu lieu avant la phase industrielle. Ainsi, le tremblement de terre qui secoue en 1755 le Derbyshire au Royaume-Uni serait dû à l’effondrement des galeries d’une mine de plomb [WILSON et al., 2015, p. 10].

À la fin du 20e siècle, plusieurs séismes reconnus comme induits ont lieu dans les zones d’exploitation minière à travers le monde. Les plus spectaculaires liés à des mines souterraines ont lieu à Völkershausen en Allemagne de l’Est en 1989 suite à l’effondrement des piliers d’une mine de potasse locale (magnitude 5.4 et un village quasiment détruit) et en 1995 à la Solvay Trona Mine dans le Wyoming où l’effondrement des piliers de la mine de trona, un minéral intervenant dans la fabrication de la soude, a déclenché un séisme d’une magnitude de 5.1.

D’autres cas de sismicité induite liés à d’autres causes que l’exploitation minière surviennent dans le courant du 20e siècle. Des séismes sont causés par les puits de pétrole aux États-Unis, notamment à Goose Creek au Texas dans les années 1920. Les séismes induits par la création de réservoir d’eau en surface suite à la construction d’un barrage (ou pour le dire autrement, par la création d’un lac artificiel par l’Homme) sont connus des scientifiques depuis les années 1930, notamment suite aux séismes déclenchés en 1935 par le remplissage du Lake Mead en Arizona et au Nevada [ROTHÉ, 1970]. Enfin, le phénomène de séismes induits par l’injection de fluides en sous-sol est connu depuis les années 1960 suite à l’affaire des « séismes de Denver » qui seraient dus à l’injection d’eau à grande profondeur par l’armée américaine au Rocky Mountain Arsenal dans le Colorado entre 1962 et 1967 [McGARR, SIMPSON et SEEBER, 2002]. Depuis les années 1970, les chercheurs, les universités et les institutions scientifiques publiques et privées du monde entier multiplient les programmes de recherche sur la sismicité induite. Par exemple, l’université de Stanford dispose d’un centre de recherche sur la sismicité induite et déclenchée depuis 2013.

En définitive, la sismicité induite n’est pas un phénomène découvert récemment par les scientifiques. Si la question occupe une place de plus en plus importante dans les débats scientifiques et dans la sphère publique depuis les années 2000, c’est que le phénomène tend à se multiplier et à gagner en intensité car les entreprises pétrolières, gazières et minières recourent de plus en plus à des méthodes d’extraction par fracturation et injection de fluides sous haute pression à grande profondeur et que de plus en plus de barrages et de réservoirs d’eau sont construits à travers le monde.

Figure n° 2: "Carte de l'activité sismique à proximité du puits d'injection d'eau du Rocky Mountain Arsenal, Colorado en 1967 (Source: NICHOLSON C. et WESSON R.L., "Triggered Earthquakes and Deep Well Activities", in "PAGEOPH", vol. 139, n° 3-4, 1992, p. 568).
Figure n° 2: « Carte de l’activité sismique à proximité du puits d’injection d’eau du Rocky Mountain Arsenal, Colorado en 1967 » (Source: NICHOLSON C. et WESSON R.L., « Triggered Earthquakes and Deep Well Activities », in « PAGEOPH », vol. 139, n° 3-4, 1992, p. 568).

c) Sismicité induite et mines de charbon

Qu’en est-il pour les mines de charbon ? Est-ce que l’extraction du charbon peut causer des séismes ou en augmenter le ressenti à la surface ? La controverse scientifique sur ce sujet est également ancienne.

L’exploitation souterraine du charbon a différents impacts sur la surface (terrils, lacs d’affaissement, inondations, poussières, rejet de gaz, etc.). Le plus caractéristique des bassins charbonniers est l’affaissement de terrain. Le vide créé par l’extraction du charbon en sous-sol est progressivement et, généralement, lentement comblé par un abaissement des terrains supérieurs. Il en résulte un affaissement du niveau de la surface qui peut parfois atteindre plusieurs mètres. C’est ainsi que certaines zones du Borinage ou du Valenciennois se retrouvent en-dessous du niveau du lit de certains cours d’eau et pourraient être rapidement inondées sous plusieurs mètres d’eau sans la présence d’un système de pompage des eaux mis en place pour pallier à ce problème à partir des années 1930. Mais à côté de ces affaissements lents et graduels se pose la question des tremblements de terre qui se manifestent dans ces bassins. Sont-ils dus au déhouillement des veines de charbon ou pas ?

Déjà en 1884, Karl Fuchs, professeur de géologie et de minéralogie à l’Université d’Heidelberg, aborde le sujet dans la 4e édition en français de son étude sur les volcans et les tremblements de terre  [FUCHS, 1884, p. 149-160]. Pour lui, les tremblements de terre qui surviennent dans les bassins charbonniers sont dus à la fois à la poursuite de la décomposition du charbon (le charbon est composé de débris végétaux), décomposition transformant le charbon en fluides gazeux (pex. en méthane, composant principal du grisou) et créant des vides souterrains qui sont comblés soit par un affaissement lent et graduel, soit par un écroulement brusque et soudain. C’est ce dernier phénomène qui, selon Fuchs, libère suffisamment d’énergie pour causer un séisme pouvant être ressenti à la surface. Une autre cause peut également expliquer l’émergence de tremblements de terre dans les bassins charbonniers, à savoir l’extraction du charbon par l’Homme. Il cite plusieurs exemples de secousses sismiques qui ont été ressenties dans des bassins houillers. En 1869, des secousses font trembler Charleroi au point que la terre fut crevassée en beaucoup d’endroits et l’on put constater de nombreux affaissements du sol [FUCHS, 1884, p. 154]. Toujours en 1869, un séisme frappe Kohlscheid dans le bassin houiller proche d’Aix-la-Chapelle. Enfin, en septembre et en octobre 1873, plusieurs tremblements de terre touchent Herzogenrath et Aix-la-Chapelle. Des séismes surviennent également dans le bassin de la Ruhr entre 1860-1870. Tous partagent le point commun de survenir en terrain houiller et dans des zones où le charbon commence à être exploité de manière intensive. Fuchs maintient son propos en 1895 dans la 6e édition de son ouvrage.

Au début du 20e siècle, le phénomène semble prendre de l’ampleur et susciter l’intérêt et/ou l’inquiétude des gouvernements allemand et polonais. En 1908, le premier laboratoire de surveillance de la sismicité induite est créé à Bochum dans le bassin charbonnier de la Ruhr [MINTROP, 1909] et dans les années 1920, le premier réseau de stations sismologiques dédié à l’étude des séismes induits est établi dans le bassin charbonnier de Haute Silésie en Pologne [GIBOWICZ et KIJKO, 1994].

Les séismes induits par l’extraction du charbon peuvent exceptionnellement être dévastateurs et mortels. Le 28 décembre 1989, un séisme d’une magnitude de 5.6 frappe Newcastle dans province de Nouvelle-Galles du Sud en Australie. Il entraîne le décès de 13 personnes, en blesse 160 et cause pour 3,5 milliards de dollars américains de dégâts. L’explication, controversée car mettant en cause l’une des principales industries extractives d’Australie, de ce tremblement de terre se trouverait dans les changements opérés sur les forces tectoniques locales par 200 ans d’exploitation souterraine du charbon dans la région de Newcastle [KLOSE, 2014]. L’extraction de millions de tonnes de charbon et de quantité encore plus grande d’eau pour l’exhaure des mines ont suscité suffisamment de « stress » pour déclencher le séisme de Newcastle. Ce séisme n’était pas très puissant mais l’Australie n’est pas connue pour être une zone séismique active. Les bâtiments de la ville n’étaient pas conçus pour résister à une secousse de cette magnitude. Ils se sont rapidement écroulés sur leurs occupants.

Une étude récente menée par des géologues britanniques sur la sismicité anthropogénique en Grande-Bretagne entre 1970 et 2012 démontre que les mines de charbon jouent un rôle important dans la réactivation des failles géologiques et peuvent être la source et/ou la cause des séismes qui touchent les bassins miniers britanniques durant cette période [WILSON et al., 2015]. Ces chercheurs estiment qu’au milieu des années 1980, environ 25 % de l’ensemble des séismes détectés en Grande-Bretagne sont dus à l’extraction du charbon. L’étude montre aussi que l’activité sismique est intense dans les bassins charbonniers entre 1970 et 1990 lorsque l’extraction du charbon atteint des niveaux élevés au Royaume-Uni et que cette activité sismique baisse en même temps que la production de charbon décline entre 1991 et 2012 (voir figure 3 et graphiques 4, 5 et 6). Le nombre de séismes liés aux mines de charbon et de magnitude supérieure à 1.5 ML passe de 46 en 1991 à 4 en 2012, soit une chute de plus de 90 %. Durant cette période, la production de charbon diminue d’environ 82 %. Ce qui permet aux géologues d’affirmer que this relationship and local correlations between coal mining and seismicity strongly support a link between historic UK coal production and anthropogenic seismicity [WILSON et al., 2015, p. 7]. Une autre étude menée par des géologues allemands sur la sismicité du bassin minier de la Ruhr aboutit à la même conclusion et constate: […] Temporal correlation between mining and seismic activity is observed. When mining stops fewer seismic events occur [BISCHOFF et al., 2010, p. 65].

Figure n° 5: Carte des séismes induits par les mines de charbon en Grande-Bretagne entre 1970 et 2012 (Source: WILSON M.P. et al., "Anthropogenic earthquakes in the UK; A national baseline prior to shale exploitation", in "Marine and Petroleum Geology", t. 68, 2015, p. 6).
Figure n° 3: Carte des 369 séismes induits par les mines de charbon en Grande-Bretagne entre 1970 et 2012 et d’une magnitude égale ou supérieure à 1.5 ML (Source: WILSON M.P. et al., « Anthropogenic earthquakes in the UK: A national baseline prior to shale exploitation », in « Marine and Petroleum Geology », t. 68, 2015, p. 6). On observe que la majorité des séismes se produit dans les bassins de Manchester, Nottingham, Sheffield et de Newcastle en Angleterre et dans celui d’Edimbourg en Ecosse.
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Graphique n° 4: Graphique montrant le pourcentage d’événements séismiques naturels, indéterminés et liés à l’extraction du charbon en Grande-Bretagne en 1985. Ce graphique indique que les mines de charbon pourraient être responsables d’environ 33 % de tous les séismes enregistrés dans le Royaume-Uni en 1985 (Source: WILSON et al., « Anthropogenic earthquakes in the UK: A national baseline prior to shale exploitation », in « Marine and Petroleum Geology », t. 68, 2015, p. 9).
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Graphique n° 5: Graphique montrant les causes des 1769 événements sismiques d’une magnitude supérieure ML 1.5 et survenus sur les terres émergées du Royaume-Uni entre 1970 et 2012. La majorité des événements sismiques ont des causes naturelles (40,2 %) ou indéterminées (38,7 %). L’extraction du charbon serait la cause de 20,9 % des événements sismiques enregistrés (Source: WILSON et al., « Anthropogenic earthquakes in the UK: A national baseline prior to shale exploitation », in « Marine and Petroleum Geology », t. 68, 2015, p. 9).
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Graphique n° 6: Graphique montrant le déclin de la production britannique de charbon (pointillés rouges) en parallèle avec le déclin du nombre de séismes induits par l’extraction du charbon (ligne bleue pour les tremblements de terre d’une magnitude supérieure ou égale à ML 1.5, ligne verte pour tous les événements liés aux mines de charbon détectés) entre 1970 et 2012. La chute de production et de la séismicité induite par les mines de charbon en 1984 trouve son explication dans la grande grève des mineurs de cette année là. L’augmentation de la sismicité en 1985 pourrait être liée aux inondations des galeries et au manque de maintenance et d’entretien des galeries après les fermetures massives de charbonnages. Ce graphique montre bien que la sismicité induite par les mines de charbon est liée à l’importance de l’extraction du charbon et évolue en fonction de cette dernière.

Bien que des scientifiques et des gouvernements semblent considérer que le phénomène est bien « réel » depuis le début du 20e siècle, d’autres rejettent son existence et contestent les travaux allant dans le sens inverse voire omettent de les prendre en compte dans leurs propres études. Comme on va le voir, c’est le cas en Belgique et en France où toutes recherches sur la sismicité induite vont être bloquées et toutes questions sur le sujet balayées par un groupe de géologues très liés au secteur charbonnier. La Belgique et le Nord de la France seraient-elles des « exceptions » géologiques ?

 TO BE CONTINUED…

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Sources

Sources en ligne

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Site du Stanford Center for Induced and Triggered Seismicity, Stanford University: https://scits.stanford.edu/

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