Réseaux sismiques semi-permanents dans des batiments connectés pour la surveillance de la sismicité induite – PrESENCE

Les réseaux sismiques très denses, composés de milliers de géophones, sont courants dans l'industrie d’exploration du sous-sol. Ils permettent une imagerie très détaillée du sous-sol par des méthodes sismiques actives ou passives. Ils peuvent être utilisés pour surveiller et optimiser le développement des réservoirs grâce à l'enregistrement de la micro/nano-sismicité induite par l’injection de fluide. Cependant, ces réseaux sismiques sont conçus pour être installés pour une durée limitée, de quelques jours à quelques semaines, et représentent un investissement important, généralement inabordable en dehors de l'industrie pétrolière. Au contraire, les réseaux de surveillance permanents des réservoirs souterrains sont généralement limités à un nombre très restreint de capteurs. Cela limite, voire empêche, la caractérisation complète de ces événements (localisation précise, mécanisme focal, fonction temps source, etc.), l'analyse détaillée des événements répétitifs (une signature de la déformation asismique), l'imagerie 4D à partir de la microsismicité ou du bruit sismique ambiant. Ces réseaux ne sont donc pas adaptés à la gestion des réservoirs, qui nécessite des informations détaillées sur leur structure et leur dynamique. Le projet PrESENCE propose de tester un nouveau paradigme de surveillance collaborative des géorisques dans un contexte urbain : obtenir des observations sismologiques en utilisant un grand nombre d'équipements peu coûteux connectés, avec une forte implication des autorités publiques locales et des citoyens. Le projet PrESENCE se concentre sur les risques sismiques induits par les opérations de géothermie profonde et la perception sociétale associée. Ce sujet est un enjeu majeur dans le développement des énergies renouvelables qui impliquent le sous-sol, car les risques sismiques sont une préoccupation publique importante et peuvent avoir des impacts socio-économiques majeurs. Le projet PrESENCE s'appuie sur notre riche expérience de la récente crise sismique à Strasbourg, qui a culminé avec le séisme du 4 décembre 2020 de magnitude M3.6 qui a conduit à la fermeture du site de géothermie profonde de Geoven (société Fonroche-Geothermie). La stratégie de rupture au cœur du projet PrESENCE s'appuie sur le développement de réseaux sismiques semi-permanents denses (DSSN) utilisant des stations sismiques à bas coût installées dans des bâtiments connectés et exploitées par des non-sismologues. Ce nouveau concept de réseau va au-delà du choix historique entre les réseaux permanents, avec de grandes mailles de stations de très haute qualité mais coûteuses, et les réseaux très denses mais temporaires qui ne peuvent pas permettre la surveillance à long terme. Les DSSN représentent une opportunité pour les opérateurs traditionnels de réseaux sismiques (instituts de recherche publics ou entreprises privées) de bénéficier d'une grande quantité de données complémentaires. Le projet PrESENCE caractérisera les impacts de ce nouveau concept de réseau sur la surveillance sismique opérationnelle, l'imagerie du sous-sol, la surveillance temporelle de ces propriétés et l'estimation des impacts sociologiques sur la perception du risque sismique. Les principales questions que nous aborderons sont les suivantes : Quelles sont les performances techniques intrinsèques, les limites et la complexité de ces systèmes à faible coût en termes d'exigences scientifiques ? Comment ces systèmes se comparent-ils aux technologies classiques et émergentes de mesure des champs d'ondes sismiques ? Quelles contributions scientifiques pouvons-nous attendre des DSSN à l'échelle locale ou régionale en termes de connaissance des réservoirs profonds, de leur dynamique et de l'évaluation des risques associés ? Quels sont les impacts de l’implication du public dans la recherche scientifique par le biais de l'exploitation d'une station sismique, sur la perception et la représentation de la sismologie et des activités scientifiques et industrielles associées ?