Screenshot 2022 06 02 lsbb A new platform for fundamental applied low background inter Disciplinary Underground Science TjpgDe nouvelles mesures au cœur des failles naturelles permettent de comprendre l’évolution des propriétés hydromécaniques et la stabilité des failles.

Des chercheurs de l’Université Côte d’Azur (laboratoire Géoazur) et du Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) ont publié dans la revue Nature Communications une étude montrant comment l’évolution de la perméabilité et du frottement sur une faille naturelle contrôle la stabilité de la faille lorsque la pression de fluide augmente. Les propriétés hydromécaniques des failles sont essentielles pour comprendre les modes de glissement sismique et asismique. Toutefois, ces propriétés sont difficiles à évaluer sur le terrain car peu de données sont disponibles au cœur des failles. Grâce à des expériences réalisées à 300 m de profondeur dans une galerie du Laboratoire Souterrain à Bas Bruit, France), des mesures en forage de haute précision des déplacements sur la faille, de la pression de fluide et de la sismicité ont permis d’estimer l’évolution simultanée de la perméabilité et du frottement durant l’écoulement des fluides et le mouvement sur la faille. Ces données indiquent que la perméabilité augmente durant la mise en pression de la faille et que la majeure partie de cette augmentation se produit sans émission sismique. Une observation majeure est que le changement de perméabilité avec la croissance du glissement suit un comportement non-linéaire commun indépendamment des différentes zones testées sur la faille. Enfin, à la fois l’évolution de la perméabilité et du frottement s’explique très bien avec des lois établies dans des expériences de mécanique des roches à l’échelle du centimètre. Ainsi, cette étude démontre que les mesures simultanées des fluides et des déplacements de la faille sur le terrain permettent de valider les lois physiques issues d’expériences contrôlées en laboratoire, et donc de pouvoir les extrapoler à grande échelle pour étudier la stabilité des failles sismogènes et des réservoirs géologiques dédiés au stockage et à la production d’énergie.

Sans titre

Expérience in-situ d’activation de faille en laboratoire souterrain, et évolution de la perméabilité et du frottement sur la faille lors de l’écoulement des fluides.

Référence

Transient evolution of permeability and friction in a slowly slipping fault activated by fluid pressurization, Frédéric Cappa, Yves Guglielmi, Louis De Barros, Nature Communications, le 1er Juin 2022.

Contacts

Frédéric Cappa, enseignant-chercheur Université Côte d'Azur, laboratoire Géoazur (CNRS-UCA-OCA-IRD),

Louis De Barros, enseignant-chercheur Université Côte d'Azur, laboratoire Géoazur (CNRS-UCA-OCA-IRD),