A1 Tremblements de terre et séquences sismiques

Topique

Un séisme est la libération soudaine d'énergie élastique accumulée dans une zone de faille. L'ampleur de cette libération est caractérisée par le moment sismique, une grandeur proportionnelle à la surface de la faille rompue, au glissement moyen de cette faille et à la rigidité de la roche dans laquelle la rupture s'est produite.

Le nombre de séismes dans une région donnée suit une relation empirique très constante entre leur fréquence et leur magnitude : le nombre d'événements diminue logarithmiquement avec l'augmentation de la magnitude, de sorte que pour chaque unité de magnitude supplémentaire, on observe environ dix fois moins de séismes que pour l'unité de magnitude précédente.

Les plus importants séismes de subduction, d'une magnitude de moment supérieure à 8,5 voire 9, sont les plus énergétiques : la rupture de la zone de contact entre les deux plaques tectoniques peut s'étendre sur plusieurs centaines de kilomètres et générer des glissements cosismiques de plusieurs dizaines de mètres le long de cette zone. La séquence typique d'un séisme de subduction comprend d'abord une série de secousses prémonitoires, puis le séisme principal, et enfin une longue série de répliques dont la fréquence diminue avec le temps selon une relation empirique bien connue en sismologie.

La sismicité induite par injection de fluide, que ce soit dans des puits profonds ou des réservoirs, réactive des failles préexistantes restées inactives pendant un certain temps : le fluide injecté augmente la pression de l'eau dans les pores de la roche, et cette augmentation de pression réduit la pression effective qui maintient la faille fermée. De ce fait, la faille nécessite beaucoup moins de force supplémentaire pour se remettre à glisser.

Le comportement attendu de cette sismicité induite est qu'elle migre le long du front de diffusion de la pression interstitielle à mesure que le fluide injecté se propage dans la roche, s'éloignant progressivement du point d'injection. Lorsqu'un séisme majeur se produit, ce même séisme redistribue également les contraintes mécaniques vers les failles voisines, et cette redistribution des contraintes peut soit activer, soit inhiber la sismicité de ces failles voisines, selon l'orientation de chacune d'elles par rapport à la libération soudaine d'énergie élastique qui a introduit cette description.

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