Description complète

Les fluides ont un rôle important dans le déclenchement de séismes dans les champs géothermiques, en effet les variations de pression de fluide peuvent modifier les contraintes normales sur des failles

Livrable 1.1.6 – Catalogue des sujets de thèse et post-doc détaillés

KIDOVA – 19/11/2015 14/27

Pré-existantes et par conséquent les réactiver. Si les variations de pression de fluide et la sismicité peuvent être enregistrées sur le terrain, le lien entre ces deux paramètres n’est pas très bien connu. Ce projet vise donc, à étudier, au laboratoire où toutes les conditions de pression et température sont fixées, le couplage entre variation de la pression de fluide, changement de perméabilité et micro-sismicité induite.

1. Contexte

Ce sujet de s’intègre dans le projet GEOTREF dont le but est in fine d’exploiter l’énergie géothermale dans les réservoirs fracturés des iles de la Guadeloupe et de la Martinique. Les roches réservoirs sont dans cette étude des roches basaltiques (basalte, andésite…).

Le projet GEOTREF vise à étudier le potentiel géothermique des Antilles

2. Programme d’étude

La méthodologie qui sera suivie peut se diviser en trois grandes parties :

1. Une première série d’expériences sera effectuées pour caractériser la réponse élastique et l’atténuation sismique d’un basalte intact et thermo-fracturé, sous pression et avec différente nature de fluide de pore (eau, gaz). En particulier, nous chercherons à caractériser la vitesse des ondes aux mêmes fréquences que pour la sismique (gamme 0.1 à 50 Hz). Ces données obtenues aux fréquences sismiques pourront alors être comparées aux données obtenues sur le terrain par l’équipe de Géophysique de l’Ecole des Mines.
2. Ensuite une série d’expériences sera faite en condition triaxiales sur des échantillons cylindriques. En particulier, nous étudierons l’effet de l’injection de fluide sur le développement de la microsismicité et sur les changements de perméabilité. Il s’agit de la part la plus importante de ce projet de recherche. Ce genre d’expérience a été faite il y a plusieurs années sur un grès de Fontainebleau (Figure 2). Cependant, en fonction de la perméabilité (et donc de la diffusivité hydraulique) des roches étudiées (basalte, andésite …), il est fort probable que le comportement soit très différents.
3. Enfin, les résultats expérimentaux seront intégrés dans un logiciel développé à l’Ecole des Mines pour simuler le comportement hydro-mécanique des réservoirs géothermiques. Cette dernière partie sera faite en collaboration avec Dominique Bruel de l’Ecole des Mines.

Sismicité induite par injection de fluide dans un grès de Fontainebleau. D’apres Schubnel, A., Thompson, B.D., J. Fortin, Guéguen, Y., and Young , R.P. , 2007. Fluid-induced rupture experiment on Fontainebleau sandstone: premonitory activity, rupture propagation and aftershocks. Geophys. Res. Letters, 34, L19307, doi:10.1029/2007GL031076.s