Dans les mois qui ont suivi le 5 juillet, Séisme de magnitude 7,1 de 2019 à Ridgecrest, Californie, les sismologues ont enregistré des milliers de répliques dans la région. Étonnamment, aucun n'a été observé dans le champ géothermique de Coso, une zone située à environ 10 kilomètres seulement des ruptures de surface causées par le choc principal.

Maintenant, Les chercheurs de Caltech ont découvert que les opérations liées à la production d'énergie géothermique à Coso au cours des 30 dernières années ont déstressé la région, rendant la région moins sujette aux tremblements de terre. Ces résultats pourraient indiquer des moyens de déstresser systématiquement les régions à haut risque de tremblement de terre, tout en construisant simultanément une infrastructure d'énergie propre.

La recherche a été menée dans le laboratoire de Jean-Philippe Avouac, Earle C. Anthony Professeur de géologie et de génie mécanique et civil. Un article décrivant l'étude paraît dans la revue La nature le 1er juillet.

Champs géothermiques, comme la région du Coso, sont des zones où les températures souterraines sont particulièrement élevées, par exemple, suite à une activité volcanique ou tectonique. Cette chaleur peut être utilisée pour créer une énergie propre qui ne nécessite aucune combustion de combustibles fossiles. Pour exploiter cette énergie, l'eau est pompée dans le sol, où les températures élevées réchauffent l'eau; quand l'eau remonte à la surface, que l'énergie thermique est utilisée pour produire de l'électricité.

Surtout, lors du développement d'un champ géothermique, de nombreux petits tremblements de terre (de l'ordre de magnitude 4) sont déclenchés lorsque l'eau est pompée. Ceci est généralement considéré comme une source de préoccupation; un certain nombre de projets géothermiques ont été abandonnés à cause de cette sismicité « induite ». Cependant, dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que ces petits tremblements de terre ainsi que la déformation "silencieuse" ou asismique (se produisant sans produire de tremblement de terre) causées par l'injection de fluide soulagent réellement le stress et réduisent ainsi le risque d'un tremblement de terre plus important dans la région.

« La géothermie est une énergie propre, et nous aimerions avoir autant d'énergie propre que possible, " dit Avouac. " La sismicité induite - le déclenchement de nombreux petits tremblements de terre - pendant le développement initial d'un champ géothermique a été considérée comme un obstacle à la construction d'une plus grande partie de cette infrastructure. Mais notre étude montre qu'il y a en fait un avantage à cela. Vous pourriez imaginer développer des champs géothermiques tout le long de la faille de San Andreas, par exemple, où vous obtiendriez à la fois de l'énergie propre et réduiriez le risque d'un grand tremblement de terre."

Dirigé par le chercheur postdoctoral Caltech Kyungjae Im, l'équipe a cherché à modéliser ce qui se passe sous la surface d'un champ géothermique qui a été développé pour la production d'énergie. En utilisant une technique appelée interférométrie radar à synthèse d'ouverture (SAR), les géoscientifiques ont mesuré que la surface du champ géothermique de Coso s'est déformée et s'est affaissée de dizaines de centimètres au cours des décennies qui ont suivi son développement. J'ai construit un modèle de cette déformation et déterminé que le sous-sol se contractait thermiquement en raison de l'eau pompée.

J'ai conclu que cette contraction thermique à la fois soulageait une certaine tension dans la région de Coso et permettait au sol de glisser "silencieusement", c'est-à-dire d'une manière douce qui ne produit pas de tremblements de terre. Cela explique pourquoi la région de Coso n'a connu aucune réplique majeure après le grand 5 juillet Séisme 2019 :il y avait moins de stress sous terre car elle avait déjà été soulagée par l'activité géothermique.

"Notre étude montre qu'en injectant de l'eau froide, vous pouvez réellement supprimer la sismicité sur la route, " dit Im. " Mais ce n'est quand même pas sans risque :quand on commence à développer le champ, il existe un risque que les petits tremblements de terre induits puissent potentiellement se transformer en un grand. Mais en principe, heures supplémentaires, le risque de grands tremblements de terre dans la région est moindre que si vous n'aviez pas développé le champ. Vous accélérez la sismicité depuis un petit moment, donc le risque que vous obteniez le gros est temporairement plus élevé. Mais si vous regardez le risque d'avoir une magnitude 7 ou 8 sur une longue période de temps, plus de 15 ans environ, ce sera beaucoup plus bas. Il fait partie de notre objectif de recherche de développer des méthodes pour quantifier précisément cet effet. Ce ne sera jamais un risque zéro, mais notre étude montre que nous devrions faire plus de recherches sur cette méthode de réduction de la probabilité d'un grand tremblement de terre."

« La libération des contraintes thermiques et l'hydrofracturation peuvent toutes deux libérer les contraintes accumulées et donc réduire les futurs grands tremblements de terre, mais, à la fois, ont encore un risque d'induire de grands séismes lors de la libération des contraintes, " explique Im. " Le cas Coso est l'exemple recherché dans la mesure où le relâchement des contraintes se fait sans induire un grand séisme. Cela pourrait être dû à la nature de la détente thermique, qui est lent, intense, et localisé par rapport à l'hydrofracturation. Mais pour confirmer cela, des recherches supplémentaires sont nécessaires."

L'article s'intitule "Ridgecrest Aftershocks at Coso Supprimed by Thermal Destressing". Kyungjae Im est le premier auteur de l'étude.