Couplage altération/tectonique dans les failles actives: application aux réservoirs géothermiques – ALTERACTION

Le projet se concentre sur (1) le couplage entre l'altération des failles actives dans la croûte supérieure, qui renforce le processus de maturation des failles à partir d'interactions chimiques, et (2) l'impact de ce processus sur les propriétés hydromécaniques des systèmes géothermiques EGS (Enhanced Geothermal Systems).
La principale hypothèse de recherche est que l'activité de la faille induit de nouvelles fractures qui activent les interactions fluide-roche et l'altération associée de la zone de faille. Cette rétroaction accélérerait la maturation des failles actives, en créant des gouges argileuses qui affaiblissent la faille et diminuent la perméabilité de son cœur au fil du temps. Pour les réservoirs géothermiques EGS situés dans un contexte tectonique actif, les contraintes tectoniques peuvent accélérer l'altération, ce qui obstrue les fractures nouvellement créées par stimulation hydraulique et peut les affaiblir, augmentant le risque de sismicité induite pendant la production.
Nous nous concentrons sur les roches granitoïdes, une lithologie typique de la croûte supérieure, et qui constituent aussi la lithologie des réservoirs géothermiques de la vallée du Rhin et des épontes de la faille de Nojima, responsable du séisme de Kobe en 1995 au Japon. Le chargement dynamique pulvérise les roches granitoïdes, ce qui augmente leur perméabilité. Cela facilite l'altération en laboratoire d'échantillons centimétriques, comme l'ont démontré des expériences préliminaires.
Nous utiliserons des échantillons de carottes provenant du forage scientifique GSJ qui recoupe la faille de Nojima en profondeur pour (1) obtenir un profil d'altération continu à travers la faille en combinant des données géophysiques sur carotte et des diagraphies de forage et (2) réaliser des expériences d'altération en laboratoire par percolation de fluide, à différentes contraintes différentielles pour évaluer les effets combinés du chargement tectonique et de l'altération de la faille.