Une bourse européenne pour mieux comprendre les séismes
Vue au microscope d’une zone de glissement. © LEMR/EPFL
Avec le projet «BE FINE», Marie Violay, professeure tenure-track en génie civil, compte analyser un cycle sismique sur toute sa durée à l’aide d’un simulateur innovant. Le projet, lauréat d’un ERC Starting Grant, démarrera en mars 2018.
Un tremblement de terre se divise habituellement en trois phases. La première, le blocage, présente une faille fixe qui peut durer des siècles. La deuxième, la nucléation, est d’une durée très variable, d’une heure à plusieurs années. Elle se caractérise par l’accélération de la rupture. La propagation, enfin, de quelques secondes, se manifeste par des glissements le long de la faille et des déflagrations. Le passage d’une phase à l’autre et l’importance du rôle joué par les fluides souterrains dans ce cadre restent peu connus des chercheurs.
Avec le projet «BE FINE», Marie Violay (ci-contre), professeure tenure-track et directrice du Laboratoire expérimental de mécanique des roches (LEMR), propose de combler cette lacune en analysant un séisme sur toute sa durée. Le projet vient de recevoir une bourse européenne de près de deux million d’euros (European Research Council Starting Grant).
«BE FINE» se base sur un nouvel instrument prometteur: un simulateur de séisme muni de capteurs acoustiques et de fibre optique. Une machine en partie imaginée par Marie Violay elle-même. Nommé FIRST (Fluids Induced eaRthquake SimulaTor), ce prototype permettra à son équipe de déformer, à petite échelle, des échantillons de roches sous les conditions d’un tremblement de terre, d’écouter les émissions d’un séisme et de mesurer les déplacements très fins des roches ainsi que leur température durant la phase de nucléation et de propagation.
«Notre projet comporte à la fois une forte composante de recherche fondamentale, qui vise à comprendre et à analyser la mécanique du tremblement de terre et à en identifier les équations physiques, et une composante plus appliquée, permettant de comprendre, par exemple, la sismicité provoquée par des injections de fluides – eau, solution saline, fluides visqueux – dans des réservoirs géothermaux ou dans des réservoirs de séquestration de C02. Notre rendu final vise à produire les données et les équations physiques montrant ce qui se passe au cours d’un cycle sismique», explique Marie Violay. Ces données pourront ensuite être utilisées pour mieux comprendre le comportement de grandes failles existantes.
La récolte des données statistiques au cours des cinq ans de recherche permettra en outre de définir quelle vitesse d’injection de fluide ou quelle profondeur de forage comporte plus de risques de déclencher un tremblement de terre. «Nous étions limités jusqu’ici par la technique pour franchir ce pas décisif. Avec ce nouveau simulateur, nous espérons en savoir plus sur les tremblements de terres induits par des pressions fluides et les séismes naturels déclenchés par des fluides», précise Marie Violay.
Le projet démarrera le 1er mars 2018 pour une durée de 5 ans. L’équipe de Marie Violay comptera deux doctorants et un post-doctorant en plus des chercheurs déjà présents.
Référence
«BE FINE», Mechanical behavior of fluid induced earthquakes, ERC Grant 2018.