Réactivation Hydro-Mécanique d’une Faille Rate & State ˸ Glissement, Sismicité et Évolution de Perméabilité

Cette thèse est dédiée à l’étude de la réactivation de faille par injection de fluide, à l’aide d’un modèle hydro-mécanique de faille rate and state. Bien que les principaux mécanismes à l’origine de la réactivation de faille soient bien connus, différents aspects ne sont pas encore complètement explorés. Dans la première partie de cette thèse, on étudie le rôle du protocole d’injection (pression maximale et taux de pression d’injection), ainsi que le rôle des paramètres de frottement sur le taux de sismicité et la distribution de magnitude, pour des failles2-D hétérogènes. On souligne d’abord une corrélation temporelle entre le taux de sismicité et le taux de pression de pore gouvernant la faille. On montre ensuite une dépendance du taux de sismicité ainsi que de la distribution des magnitudes sur les paramètres d’injection. Une compensation entre ces deux existe pour de grandes valeurs du taux de pression d’injection. Ce comportement ne peut pas être abordé par le taux de sismicité proposé par Dietrich (1994). En outre, on montre que les failles ayant un comportement de frottement plus stable présente un taux de sismicité et un moment sismique plus faibles. Dans la dernière partie de cette étude, la variation de la diffusivité hydraulique au cours de l’injection de fluide avec l’accumulation du déplacement et la réduction de la contrainte normale effective sur la faille est abordée. On utilise des expériences d’injection (échelle du laboratoire) sur un échantillon d’andésite, où la pression de pore est mesurée à deux endroits sur la faille. En appliquant des méthodes d’inversion, on estime le meilleur modèle de diffusivité et les incertitudes associés, pouvant expliquer les données expérimentales. Avec ces résultats, on peut étendre notre modèle hydro-mécanique, afin de pouvoir calculer la pression de pore, la diffusivité hydraulique et le déplacement accumulé sur la faille.