Séisme induit

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Les séismes induits sont des séismes déclenchés directement ou indirectement par des activités humaines qui ont modifié le jeux des forces et contraintes visco-élastiques et poro-élastiques géologiques (via des modifications géographiques, tridimensionnelles et temporelles de poids, tensions, fronts de pression, points de compression, déplacement des seuils de rupture mécanique des roches, etc..).

Ils peuvent être induits par une explosion intense (ex : essai nucléaire souterrain effectué dans des régions très isolées), des rééquilibrages microgéologiques faisant suite à des chantiers de grande ampleur (mines profondes à ciel ouvert, canal de Suez), ou à l’extraction, à l’injection ou au déplacement ou à l’accumulation locale de « fluides géologiques » (gaz, pétrole, eau) dans les mécanismes de rupture de la croûte superficielle.

Les séismes induits ont généralement des effets très locaux, et le plus souvent imperceptibles pour l’homme. Mais ils sont parfois significatifs et peuvent agir sur des objets géologiques à des échelles de dizaines de kilomètres.

Il est probable que dans la plupart des cas, sans l’activité humaine en cause, un séisme serait néanmoins apparu, mais sa localisation, sa date d’expression et/ou sa magnitude sont modifiées. Certaines activités humaines ont inversement peut-être empêché ou reporté des séismes en atténuant des tensions locales qui se seraient autrement peut-être libérées plus brutalement sous forme d’un séisme.^{[réf. nécessaire]}

Sommaire

1 Sécurité
2 Sources
3 Séismes et réchauffement climatique ?
4 Ampleur et occurrence des phénomènes sismiques induits
5 Voir aussi
6 Articles connexes
- 6.1 Liens externes
- 6.2 Notes et références

[modifier] Sécurité

Le séisme induit est une contrainte géotechnique à prendre en compte ;

pour tous les aménagements faits en zone à risque, même et peut-être surtout dans des régions ayant une activité sismique modérée, car les normes anti-sismique n’y sont pas appliquées comme elles le seraient dans une zone connue pour son risque
pour la construction et entretien (vidange/remise en eau) des grands barrages artificiels.

Des capteurs associés à un système d’alerte, et des modèles mathématiques peuvent être utilisés pour gérer ce risque. Dans certains cas, on a anticipé en déclenchant les affaissements (« foudroyage » des galeries de mines par exemple).

pour le stockage souterrain (laboratoire) des déchets nucléaires

[modifier] Sources

Le poids de l'eau accumulé derrière un barrage est une des sources possible de séisme induit

On en connaît différentes sources :

Les essais nucléaires souterrains, qui génèrent une onde puissante et brutale, mais brève, sont susceptibles d’agir localement sur la croûte terrestre. A l’époque où ces essais étaient pratiqués, les sites d’essais ont été choisis pour limiter le risque, et loin des zones habitées.
L’exploitation minière pétrolière ou gazière (charbon, pétrole, gaz, minerais, sel..). Ces exploitations génèrent des cavités et/ou des décompressions de roche, ainsi parfois que des compressions (crassiers, terrils)suivies de rééqulibrages qui peuvent se traduire par des effondrements ou lents affaissements (parfois capables de modifier le paysage, avec par exemple des « descente de sol » atteignant 20 m dans le nord de la France, 17 m sur des zones habitées dans la région de Douai, qui seraient aujourd’hui sous le niveau de la nappe phréatique si celle ci n’était pas pompée). De même en Lorraine où des quartiers ont du être évacués ou à Gardanne (Bouches-du-Rhône) ou la population ressent une sismicité faible mais régulière.
la mise en eau de barrages-réservoirs

[modifier] Séismes et réchauffement climatique ?

Un lien possible entre réchauffement et des modifications de la sismicité planétaire globale reste une hypothèse à confirmer, mais; si l’on admet que le double phénomène de fonte rapide de glaciers et calottes polaires & montée des océans a une cause humaine, et qu’il peut se traduire par des rééquilibrages isostatiques générant des effets sismiques, certains effets pourraient être considérés comme des « séismes induits ».

[modifier] Ampleur et occurrence des phénomènes sismiques induits

Le séismes induits sont encore mal connus.

Le premier cas documenté est celui de la mise en eau du lac Mead qui aux USA en 1935 a été suivi d’une suite de petits séismes (de magnitude inférieure à 5) enregistrés dans le Nevada et l'Arizona.

En France, les études faites sur le gisement de Lacq (Pyrénées Atlantiques) ont montré que des contraintes réputées « faibles » (<1 MPa) liées à la baisse de pression du gisement, ont engendré une activité sismique significative (jusqu’à 4,2 sur l’échelle de Richter), ensuite entretenue durant deux décennies par des perturbations encore plus faibles (environ 0.1 Mpa) ; ce sont environ 1000 événements enregistrés en une vingtaine d’années 20 ans ; de magnitudes comprises entre 1 et 4.2.

Toujours en France, un séisme de magnitude 4,9 a été enregistré le 25 avril 1963 suite à la mise en eau du barrages de Monteynard (Vercors, France), peut-être suite à l'infiltration d'eau dans les microfractures des roches favorisée par la hauteur de l’eau (Loi de Darcy), ce qui aurait pu induire une moindre résistance du socle rocheux à la rupture alors qu’il était soumis à la pression supplémentaire de la masse d’eau retenue par le barrage. Cet événement a été utilisés pour améliorer la connaissance du réseau de failles sismiques potentielles au sud de Grenoble.

Une modélisation des transferts de contraintes visco-élastiques et poro-élastiques induits par l’exploitation du gaz de Lacq, a montré un lien possible (mais qu’on ne peut démontré avec certitude) avec des séismes majeurs de la faille Nord-Pyrénéenne située à 30 km plus au sud. ^[1]

Dans le domaine minier, on peut supposer que des « coups de grisou » aient pu avoir des impacts ponctuels également, mais finalement insignifiants au regards des rééquilibrages de type affaissements sur le moyen et long terme..

L’exploitation rapide des gisements d'hydrocarbures est une source fréquente et attendue d'instabilités sismiques. Les séismes pouvant être alors induits par la surpression liées à l'injection de fluide; ou au contraire à la chute de pression induite par l’extraction de fluide, et enfin par le déficit de masse lors d'extraction massive.

Ce phénomène se produit même dans les puits profonds où l’on aurait pu penser que les contraintes étaient minimes comparées à celles induites par l’énorme poids de la roche périphérique. L'U.S. Geological Survey l'a démontré et mesuré par diverses expériences dès 1969 dans le Colorado

Un monitoring sismique fin de certains gisements a prouvé que beaucoup de séismes de faible magnitude (inférieure à 3) étaient produits lors de l’exploitation mais aussi parfois longtemps après celle-ci, que la mécanique classique explique, mais peine à prévoir (amplitude, occurrence et durée)

- Sur la base des cas mondiaux de séismicité induite Jean-Robert Grasso a en 1993 ^[2]a proposé une notion « de Systèmes Critiques Auto-Organisés Induits où l'on peut observer la genèse, la pérennité et la disparition de systèmes critiques dans un contexte (...) d'état critique auto-organisé pour l'ensemble de la croûte supérieure »

Les cosmonautes américains, entre 1969 et 1972, avaient installé cinq stations sismologiques sur la Lune. Si l'activité sismique lunaire (Passive Seismic Experiment)