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Balland, Cyrille; Lahaie, Franz; Al Heib, Marwan
Institut national de l'environnement industriel et des risques - Ineris, Direction des Risques du Sol et du Sous-Sol, Parc technologique Alata, BP 2, F-60550 Verneuil-en-Halatte (France)2017
Institut national de l'environnement industriel et des risques - Ineris, Direction des Risques du Sol et du Sous-Sol, Parc technologique Alata, BP 2, F-60550 Verneuil-en-Halatte (France)2017
AbstractAbstract
[en] The relation between underground industrial activity and seismicity has been highlighted at the beginning of the twentieth century in the deep gold mines of South Africa. Today, as the demand for mineral resources and energy keeps increasing, the number and size of industrial projects as well as new emerging underground industries that can potentially induce seismicity is also raising. Some of the most illustrating cases are presented in this report. This report also deals with the issues related to seismic hazard assessment, risk mitigation and emerging regulations in the context of anthropogenic seismicity. The mechanisms of anthropogenic seismicity are now relatively well understood, and researchers suggest distinguishing induced events which results from the anthropogenic underground disturbance itself, from triggered events, which are related to the reactivation of natural geological faults due to industrial activity. In some extreme situations, anthropogenic seismicity can endanger public safety, especially when man-triggered earthquakes occur in regions with low natural seismicity and poor seismic prescription and sensitivity of the populations. In addition, social acceptability can quickly be challenged, and lead to the cessation or abandonment of industrial projects even when only rare earthquakes with very low intensity are felt. In some cases, induced seismicity can persist long after the ending of the underground operations. It can even occur several kilometers from the operations. These situations have been observed especially during fluid injection and extraction activities. The so-called triggered seismicity remains the potentially most destructive threat to public safety. Currently microseismic monitoring has become a prominent tool for managing the risk of anthropogenic seismicity. The near to real-time processing of microseismic data, coupled with the monitoring of industrial parameters offers a helpful approach to decision making. Similarly, solutions exist to reduce the vulnerability of buildings and infrastructures, when the relocation of the project is not possible. Regarding the safety of minors at work, operators have developed numerous approaches to limit worker exposure. Both the world of industry and the world of research are nevertheless facing several challenges. One of them concerns the characterization of the anthropogenic seismic hazard and the capability to distinguish natural earthquakes from anthropogenic earthquakes. This is of obvious interest for all parties involved; it may also have a significant impact in terms of responsibility of the operator. The success of future deep projects depends obviously on how well anthropogenic seismicity is managed and communicated to be acceptable to all stakeholders. (authors)
[fr]
Le lien entre activite industrielle dans le sous-sol et sismicite a ete mis en evidence des le debut du XXeme siecle dans les mines d'or profondes d'Afrique du Sud. Aujourd'hui, l'accroissement de la demande mondiale en energie, en ressources et en matieres premieres conduit a la multiplication de projets potentiellement generateurs de sismicite anthropique ressentie. Ces cas, rares au regard du nombre de projets a travers le monde, sont pour les plus emblematiques, presentes dans ce rapport, qui s'interesse egalement aux questions relatives a la caracterisation de l'alea de sismicite anthropique, a la mitigation des risques et a la reglementation. Les mecanismes en jeu sont relativement bien connus, et l'on distingue maintenant la sismicite induite, dont le principal moteur est la perturbation anthropique du sous-sol, de la sismicite declenchee, consecutive a la reactivation de failles geologiques naturelles en quasi equilibre limite, en partie du fait de l'activite industrielle. Cette sismicite anthropique peut mettre en peril la securite publique, notamment lorsqu'elle a lieu dans des regions de sismicite naturelle faible ou il n'existe aucune prescription parasismique. De plus, l'acceptabilite sociale peut rapidement etre remise en cause, et conduire a l'arret voire l'abandon de projets industriels y compris dans le cas de rares seismes ressentis de tres faible intensite. Dans certains cas, cette sismicite peut perdurer longtemps apres l'arret des operations industrielles, voire se produire a plusieurs kilometres des operations. Ces situations ont ete observees notamment lorsque des operations d'injections / extractions de fluides sont en jeu. La sismicite dite declenchee reste tout de meme le phenomene le plus redoute car potentiellement le plus destructeur. Des solutions, basees sur la surveillance microsismique couplee au pilotage du processus industriel, peuvent etre envisagees par les exploitants pour maitriser l'alea de sismicite anthropique. Ainsi differentes strategies sont developpees autour des parametres d'exploitation, pour optimiser le schema d'extraction du gisement, diminuer les pressions de fluide dans le sous-sol, ou optimiser le chargement ou dechargement gravitaire en profondeur et/ou en surface. De meme des solutions existent pour reduire la vulnerabilite des enjeux (bati, infrastructures...) quand la relocalisation du projet n'est pas possible. Concernant la securite des mineurs au travail, les operateurs disposent de differentes approches pour limiter l'exposition des travailleurs. Le monde industriel et la communaute scientifique sont neanmoins face a plusieurs defis. On peut citer notamment la caracterisation de l'alea de sismicite anthropique et la capacite a differencier les seismes naturels des seismes anthropiques qui presentent un interet scientifique evident et un impact important notamment pour tout ce qui releve de la responsabilite de l'exploitant. D'autre part, la reussite et l'acceptabilite d'un projet industriel potentiellement generateur de sismicite necessite la plus grande transparence, tout au long de la vie du projet, par la mise en place d'un programme de communication et d'information coherent aupres des differentes parties prenantes et en particulier de la population locale. (auteurs)Original Title
Etat des connaissances concernant les aleas et les risques lies a la sismicite anthropique - Rapport d'etude
Primary Subject
Source
1 Dec 2017; 108 p; INERIS-DRS--17-149681-07390D; 58 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses
Record Type
Miscellaneous
Report Number
Country of publication
ACOUSTIC MONITORING, CARBON SEQUESTRATION, DETERMINISTIC ESTIMATION, FLUID INJECTION PROCESSES, GEOTHERMAL EXPLORATION, HYDRAULIC FRACTURING, MITIGATION, OCCUPATIONAL EXPOSURE, PROBABILISTIC ESTIMATION, PUBLIC INFORMATION, RESERVOIR PRESSURE, RISK ASSESSMENT, SEISMICITY, SOCIO-ECONOMIC FACTORS, UNDERGROUND STORAGE, VULNERABILITY, WELL STIMULATION
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