L’analyse des microséismes de faible intensité causés par l’homme, y compris leur ampleur et leur fréquence, est devenue un facteur important dans l’exploitation minière. Il s’agit d’une considération non seulement pour la sécurité du personnel minier, mais aussi pour les taux d’extraction et la stabilité de la mine qui peuvent avoir des impacts majeurs sur les performances de l’entreprise.
De plus en plus, la pratique de la fracturation hydraulique est utilisée pour préconditionner les mines et diminuer l’ampleur des tremblements induits ainsi que pour réduire le nombre de fragments de roche extraits.
Un nouvel article publié dans La revue physique européenne B évalue l’impact de la fracturation hydraulique sur les risques sismiques comme les microséismes, un enjeu important pour la sécurité des travailleurs et la poursuite des opérations minières. L’article est rédigé par Erick de la Barra, Pedro Vega-Jorquera et Héctor Torres de l’Université de La Serena, Chili, aux côtés de Sérgio Luiz EF da Silva du Politecnico di Torino, Département des sciences appliquées et de la technologie, Turin, Italie.
La fracturation hydraulique consiste à pomper de grandes quantités de fluides dans un puits de forage à des pressions élevées. Cela a pour effet d’élargir les fractures dans la formation rocheuse cible. Cela se traduit par une augmentation du rendement en pétrole ou en gaz des roches – en particulier des roches à faible perméabilité comme le grès serré, le schiste et parfois les lits de charbon.
Les auteurs tentent de quantifier les avantages du préconditionnement avec la fracturation hydraulique en intégrant des modèles d’investigation antérieurs pour créer une approximation plus réaliste des ruptures sismiques.
Ce modèle a été appliqué à une mine dans la région d’O’Higgins au Chili pour évaluer l’activité sismique induite due à l’effet de la fracturation hydraulique. L’équipe a également pris en compte à la fois l’ampleur des microséismes et le temps écoulé entre les événements.
Cela a été fait en considérant 15 436 microséismes enregistrés entre 2003 et 2008 dans trois sections de la mine. Celles-ci ont ensuite été comparées selon que la section avait été préconditionnée par fracturation hydraulique ou non.
Les résultats semblaient impliquer que la fracturation hydraulique diminue la magnitude et les microséismes.
Le modèle sur lequel l’équipe a travaillé pourrait également être utilisé pour prédire l’activité sismique et pour comprendre ce que l’on appelle les tremblements de terre se produisant sur la planète rouge.
« En référence à la prochaine étape de cette enquête, notre intérêt est de travailler avec le problème lorsque l’auto-similarité est rompue », a déclaré Vega-Jorquera. « Ainsi, en considérant le problème des multi-sources et en les rapportant à des distributions multimodales, cela impliquerait d’évaluer d’éventuelles modifications de l’aléa sismique via la fracturation hydraulique. »
Erick de la Barra et al, Évaluation de la fracturation hydraulique sur le risque sismique par les statistiques de Tsallis, La revue physique européenne B (2022). DOI : 10.1140/epjb/s10051-022-00361-6