Lors de la construction de systèmes géothermiques pour l'extraction de chaleur à partir de réservoirs d'eau chaude souterrains, un positionnement optimal des forages peut réduire considérablement la sismicité. C'est le résultat d'études de sismicité induite par des scientifiques de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT). La sismicité induite désigne les chocs causés par les activités humaines. Sur la base du changement de pression de l'eau dans la roche (pression interstitielle) et des contraintes mécaniques dans la roche, les chercheurs ont modélisé les changements du champ de contraintes résultant de l'injection et de l'extraction de fluides, par exemple. gaz ou liquides. Ceci est rapporté dans le journal ERDÖL ERDGAS KOHLE .

Injection de liquides dans le sous-sol, par ex. dans les installations géothermiques, lors de l'injection d'eaux usées, ou pour le stockage géologique du dioxyde de carbone ainsi que l'élimination de fluides par ex. la production de gaz naturel peut provoquer des secousses notables. Ces séismes provoqués par les activités humaines (sismicité induite) sont basés sur des principes mécaniques :l'injection et l'extraction modifient la pression interstitielle, c'est-à-dire la pression de l'eau, et, Par conséquent, l'état de contrainte dans la roche. Par conséquent, les surfaces de fracture naturelles dans le sous-sol peuvent être déplacées les unes par rapport aux autres, semblable à un petit tremblement de terre naturel.

Sur la base de ce couplage poroélastique de la pression interstitielle et de la contrainte, Le Dr Birgit Müller et le professeur Frank Schilling de l'Institut des géosciences appliquées du KIT et le Centre national de recherche sur l'énergie géothermique situé au KIT ont maintenant étudié la sismicité induite par l'injection et l'extraction. Le projet a été réalisé en coopération avec des chercheurs du Centre allemand de recherche en géosciences (GFZ) à Potsdam et du bureau d'ingénierie Piewak &Partners, Bayreuth. "Pour les perturbations du sous-sol à orientation variable, telles que les surfaces de rupture, il est possible de calculer si l'on peut s'attendre à ce que la sismicité induite résulte des activités de géo-ingénierie. De là, des recommandations peuvent être dérivées pour le positionnement des forages et l'opération de production afin de réduire le risque de sismicité induite, " Le Dr Birgit Müller résume les résultats publiés dans la revue ERDÖL ERDGAS KOHLE.

Les résultats sont d'une grande pertinence pour les systèmes hydrothermaux pour l'utilisation de l'énergie géothermique profonde, qui extraient la chaleur de l'eau chaude circulant dans un réservoir souterrain. L'eau est pompée en un point et, après refroidissement, injecté à nouveau dans le sol à un autre endroit. "Nos résultats de modélisation montrent que la probabilité et l'étendue de la sismicité induite dans les systèmes hydrothermaux peuvent être réduites de manière significative par une gestion active de la pression interstitielle dans le réservoir ainsi que par un positionnement optimal des forages par rapport à l'orientation des contraintes tectoniques, " dit le Dr Birgit Müller.