Un premier recoupement effectué entre la sismicité induite à Saint-Gall et les activités du forage géothermique confirme les liens connus entre pression fluidique (pression issue des fluides et des gaz) et activité sismique: des taux de sismicité accrus apparaissent essentiellement lors de l’injection de liquides dans le sous-sol, alors que le pompage fait en général diminuer les taux de sismicité.
Lire plus...Le fait que cette observation soit exacte en première approximation a été avéré dès 1960 à l’occasion d’une expérience scientifique menée afin de contrôler les séismes dans le périmètre du gisement pétrolier de Rangely, dans le Colorado (USA). Ce résultat a marqué le modèle explicatif classique de sismicité induite par injection de liquides. Ce dernier affirme qu’une force de frottement provenant du sous-sol s’oppose au cisaillement auquel sont soumises les surfaces de rupture, et que cette force de frottement augmente proportionnellement à la force avec laquelle ces blocs de roches sont plaqués les uns contre les autres. Ce n’est que lorsque la force motrice du cisaillement est plus importante que la force de frottement que des déplacements par secousses peuvent se produire sur la surface de rupture et provoquer des séismes. Si des fluides sont présents dans le sous-sol, la pression exercée par ces fluides s’oppose au mouvement de collision des blocs de roches et réduit ainsi la force de frottement sur la surface de rupture. Si la pression fluidique augmente, par exemple suite à une injection de liquide, la force de frottement diminue d’autant. Dans ce cas, les surfaces de rupture peuvent être activées d’autant plus facilement que la pression fluidique augmente et que les surfaces de rupture ont été mises sous tension par les processus tectoniques... Une baisse de pression a l’effet inverse: on observe un nombre moins élevé de tremblements de terre. Cependant, un pompage d’eau constant peut conduire à moyen terme à une augmentation du nombre de séismes, la réduction de volume conduisant à une répartition des contraintes. Ainsi, des séismes ont été provoqués dans le cadre de l’extraction des eaux souterraines, de pétrole ou de gaz.
Lors de l’expérience menée dans le gisement de pétrole de Rangely, l’activité sismique a pu être activée et désactivée en injectant ou en pompant de l’eau. Un comportement comparable de la part du sous-sol se dessine également pour le projet de géothermie de Saint-Gall. Malheureusement, le modèle classique de sismicité induite par injection de liquides ne peut expliquer le phénomène qu’en première approximation. Cela est dû d’une part au fait que la force de frottement est également fonction des propriétés des roches et de l’histoire des déplacements des surfaces de rupture. D’autre part, des variations localisées de ces propriétés et des tensions rocheuses provoquent un chevauchement de processus qui empêche d’effectuer des pronostics fiables. On peut néanmoins espérer combler ce déficit grâce à l’analyse statistique en temps réel et à des modèles physiques améliorés de la sismicité induite. En collaboration avec d’autres groupes de travail, le SED développe actuellement de tels modèles prévisionnels pour les séismes induits.
Dans l’état actuel des connaissances scientifiques et pour les raisons mentionnées plus haut, il est difficile de se prononcer de façon fiable sur l’évolution de la sismicité induite. On peut s’attendre à ce que la fermeture du forage ait pour conséquence une augmentation progressive de la pression du réservoir, qui avait été abaissée par les tests de production, pour atteindre son niveau naturel. Pendant cette phase, la probabilité que surviennent des séismes induits est plus forte. On ne peut pas exclure non plus la survenue de séismes perceptibles, mais la probabilité est faible.
«Achèvement des tests de production», informations en provenance des Services industriels