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Posté par Adrien le Mercredi 27/12/2017 à 00:00
Sismicité des injections de fluide et ruptures sismiques
Une équipe constituée de chercheurs du laboratoire Géoazur, Université Côte d'Azur, CNRS, Obs. Côte d'Azur, IRD., du California institute of technology (Caltech, USA) et de la King Abdullah university of science and technology (Kaust, Arabie saoudite) est parvenue à modéliser la rupture (Ruptures est le second album de la série de science-fiction Orbital constituée de diptyques, dessiné par Serge Pellé et écrit par Sylvain Runberg, sorti en juin 2007 par les...) sismique induite par une injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) de fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui...) et à comprendre pourquoi cette rupture dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) s'arrête. Cette nouvelle étude s'appuie sur les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique...) de la sismicité induite pour faire progresser notre compréhension de la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un mouvement, une...) des tremblements de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...).

Les tremblements de terre provoqués par les injections souterraines de fluide (liquide ou gaz) sont une préoccupation croissante de notre société, et un risque qui doit être maîtrisé afin de développer un avenir énergétique plus sûr et plus propre. La sismicité provoquée par ces injections de fluide offre également une occasion unique d'apprendre davantage sur la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) des tremblements de terre. Pour les chercheurs, c'est un accès privilégié à une expérience à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur. Le terme « grande...) sur les tremblements de terre déclenchés par un chargement (Le mot chargement peut désigner l'action de charger ou son résultat :) contrôlée.


Tremblement de terre provoqué par une injection de fluides dans une formation réservoir souterraine traversée par une faille tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur, charpentier) est l'étude des structures...). La rupture sismique (en orange) s'étend au-delà de la zone pressurisée (en bleu) par les fluides. © Caltech
Les tremblements de terre peuvent être déclenchés par l'augmentation de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) causée par une injection de fluide, mais ils peuvent se propager plus rapidement que la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de « vaporisation » (diffuseur...) de la zone pressurisée en puisant dans l'énergie élastique (L'énergie élastique est l'énergie représentant la déformation élastique d'un objet solide ou d'un fluide (pression d'un gaz ou d'un liquide).) précédemment emmagasinée dans la croûte par les contraintes tectoniques naturelles. En combinant théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...) et simulations numériques de ruptures dynamiques, les auteurs ont élaboré un modèle qui explique comment la taille des tremblements de terre provoqués par injection dépend des paramètres d'injection, et principalement du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) net de fluide injecté. Contrairement aux modèles précédents, ce nouveau modèle quantifie jusqu'à quel point (Graphie) un tremblement de terre peut se propager au-delà de la zone pressurisée par l'injection. Les prévisions du modèle sont cohérentes avec les magnitudes maximales observées des séismes induits sur une très large gamme de volumes de fluide injecté, allant de l'échelle du laboratoire (centimètre) aux échelles des expériences in-situ (dizaines de mètres) et des sites profonds de stockage d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) (kilomètre).

Ce nouveau travail est non seulement une avancée importante dans l'intégration de la physique de la rupture des tremblements de terre dans la modélisation de la sismicité induite, mais il fournit également un cadre nouveau pour comprendre comment les tremblements de terre naturels s'arrêtent, en particulier ceux qui, comme lors la sismicité induite, s'initient dans de petits volumes de croûte terrestre (La croûte terrestre est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre. C'est la partie supérieure de la lithosphère (qui constitue les plaques...) où les contraintes sont concentrées.

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Source: CNRS-INSU
 
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