Bedretto Lab : micro-séismes induits pour étudier les failles

Contexte

En bref

• Des chercheurs de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich (ETHZ) ont induit des micro-séismes dans la vallée de Bedretto
• Objectif : étudier le comportement des failles tectoniques
• Expérience menée du 22 avril au 27 avril 2026

Faits clés

• Quoi : Induction de micro-séismes pour étudier les failles
• Quand : Du 22 avril au 27 avril 2026
• Où : Vallée de Bedretto, Tessin
• Qui : Équipe de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich (ETHZ) et de l'Université de Rhénanie-Westphalie
• Magnitude : Magnitude maximale atteinte : 0,14

Au cœur des Alpes, sous un kilomètre et demi de roche, une équipe de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich (ETHZ) et de l'Université de Rhénanie-Westphalie a induit des milliers de micro-séismes. L'expérience a commencé le 22 avril et s'est terminée samedi dernier. L'objectif était de générer un séisme de magnitude 1, mais ils se sont arrêtés à 0,14. Mais dans quel but ? “L'objectif est de comprendre comment les failles se déplacent : quand un tremblement de terre commence ou quand il décide de devenir plus grand, quand il décide de s'arrêter. Quelles sont les conditions qui poussent la Terre à se déplacer d'une certaine manière”, répond à SEIDISERA Domenico Giardini, professeur de sismologie à l'ETHZ et directeur du Bedretto Lab, le laboratoire souterrain installé dans l'ancienne galerie de contournement utilisée pour la construction du tunnel ferroviaire du Furka, la soi-disant fenêtre de Bedretto. Pendant quatre jours, son équipe a injecté de l'eau sous pression dans certaines failles tectoniques des Alpes. “Nous”, précise Giardini, “ne travaillons pas sur des failles qui ont une sismicité historique connue, car ces failles doivent être laissées en paix”. Des failles à un kilomètre et demi ou deux de profondeur sous les montagnes sont donc choisies. On procède ensuite, explique l'expert en proposant une analogie, comme on le ferait à la maison lorsque l'on “doit déplacer une bibliothèque chargée de livres”. Si elle est trop lourde, on peut faire deux choses : “enlever les livres”, ou “mettre quelque chose en dessous” pour faire “glisser mieux” la bibliothèque. De l'eau à haute pression est donc injectée sur la faille “de manière à la faire démarrer”. Il s'agit de failles qui “auraient bougé de toute façon” et qui sont donc observées à travers des capteurs. L'objectif déclaré était de générer progressivement des micro-séismes de plus en plus forts jusqu'à atteindre une magnitude de un. Ils se sont arrêtés avant, mais cela n'enlève rien au fait que les résultats soient satisfaisants. Ce qui a été constaté, poursuit Giardini, “c'est qu'une seule faille ne se déclenche pas, mais plusieurs”. Il s'agit de phénomènes que l'on étudie normalement en surface, tandis qu'ici, on procède activement en profondeur. Pour l'instant, “nous avons atteint les objectifs que nous voulions” : à savoir que la “partie de la faille sur laquelle nous avions les capteurs, sur laquelle nous avions les points d'injection a été déplacée”. Et on a vu où il faudrait faire “de nouveaux puits pour aller injecter de l'eau plus loin dans la faille et la faire démarrer pour une deuxième partie”. L'objectif reste toujours d'atteindre une magnitude de un : une intensité sismique imperceptible pour ceux qui se trouvent en surface, mais significative pour les expériences. “Si nous sommes capables de produire de manière répétée des événements d'une certaine magnitude”, on peut aussi “comprendre comment ne pas les produire. Cela est pertinent car toute l'industrie qui travaille dans le sous-sol, “de la construction de tunnels à la géothermie profonde, a le problème de limiter la sismicité induite”. Donc, si l'on parvient à comprendre comment produire des tremblements de terre d'une certaine dimension, on comprend aussi comment ne pas les faire. Il n'est donc pas surprenant que l'intérêt pour le Bedretto Lab et ses expériences soit élevé ; d'autant plus que c'est le laboratoire de ce type le plus important au monde.

Implications pour l'industrie

Les implications des expériences menées au Bedretto Lab sont significatives pour toute l'industrie opérant dans le sous-sol. La compréhension de la manière dont les failles se déplacent et comment des micro-séismes peuvent être induits est cruciale pour la construction de tunnels, l'extraction minière et la géothermie profonde. Ces secteurs doivent faire face au problème de la sismicité induite, c'est-à-dire des tremblements de terre provoqués par l'activité humaine. Comprendre comment éviter de provoquer des tremblements de terre de plus grande envergure est fondamental pour la sécurité et la durabilité de ces activités.

Details pratiques

Procédures et méthodologies

L'expérience menée au Bedretto Lab a suivi une procédure bien définie. L'équipe de chercheurs a injecté de l'eau à haute pression dans des failles tectoniques sélectionnées, à une profondeur d'environ un kilomètre et demi ou deux sous les montagnes. Ce processus a été surveillé par des capteurs qui ont enregistré le mouvement des failles. L'objectif était de générer des micro-séismes progressivement plus forts, jusqu'à atteindre une magnitude de un. Cependant, l'expérience s'est arrêtée à une magnitude de 0,14, mais les résultats obtenus sont néanmoins considérés comme satisfaisants.

Scénarios futurs

Les résultats obtenus au Bedretto Lab ouvrent la voie à de nouveaux scénarios de recherche et d'application pratique. La compréhension du comportement des failles et de la sismicité induite peut conduire à des développements significatifs dans le domaine de la géothermie profonde et de la construction de tunnels. De plus, la capacité de prévoir et de contrôler les micro-séismes peut améliorer la sécurité des opérations souterraines et réduire les risques associés à la sismicité induite.

Comparaison avec la situation précédente

Avant ces expériences, la compréhension du comportement des failles et de la sismicité induite était limitée. Les études se concentraient principalement sur des phénomènes de surface, tandis qu'au Bedretto Lab, on a travaillé activement en profondeur. Cette approche innovante a permis d'obtenir des données plus précises et de développer des modèles plus précis pour prévoir et contrôler les tremblements de terre induits.

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Points cles

Actions concrètes pour les frontaliers

Les frontaliers travaillant dans le secteur de la construction ou de la géothermie au Tessin peuvent bénéficier des résultats des expériences menées au Bedretto Lab. La compréhension de la sismicité induite et des failles tectoniques peut améliorer la sécurité et l'efficacité des opérations souterraines. De plus, la capacité de prévoir et de contrôler les micro-séismes peut réduire les risques pour les travailleurs et les communautés locales.

Procédure étape par étape

1. Identification des failles : Sélectionner des failles tectoniques à une profondeur d'environ un kilomètre et demi ou deux sous les montagnes. 2. Installation des capteurs : Placer des capteurs pour surveiller le mouvement des failles. 3. Injection d'eau : Injecter de l'eau à haute pression dans les failles sélectionnées pour induire des micro-séismes. 4. Surveillance et analyse : Enregistrer et analyser les données obtenues pour comprendre le comportement des failles. 5. Application pratique : Utiliser les résultats obtenus pour améliorer la sécurité et l'efficacité des opérations souterraines.

Outils utiles

Pour approfondir les implications pratiques des expériences menées au Bedretto Lab, les frontaliers peuvent utiliser des outils comme le calculateur de risque sismique et le comparateur d'assurances. Ces outils peuvent aider à évaluer les risques associés à la sismicité induite et à trouver les solutions les plus adaptées à leur situation.

CTA finale

Pour plus d'informations et pour utiliser des outils utiles, visitez le calculateur de risque sismique et le comparateur d'assurances.

Source: rsi.ch