Le cadre general de la these concerne la valorisation sous forme de production d'energie electrique de la chaleur presente a quelques kilometres de profondeur (3 a 5 km), dans les socles ou le long des zones de failles. A cette profondeur, la permeabilite, en general, et la connectivite des principaux chemins d'ecoulement sont faibles, d'où la necessite d'avoir recours a la technique de stimulation hydraulique. La stimulation hydraulique declenche un processus de rupture accompagne d'une activite micro-seismique, mesurable. Cependant ces microseismes peuvent avoir des consequences au niveau materiel en surface et etre perceptibles par la population. Pour anticiper le risque lie a ce phenomene, differentes hypotheses ont ete soulevees, mettant l'accent sur la quantite de debit d'injection, la presence de fractures proches d'un regime mecanique instable, les changements des proprietes chimiques des fluides mais aussi sur l'effet de refroidissement a long terme de la roche. Notre objectif principal a ete l'etude du phenomene de microsismicite relativement au refroidissement, en nous basant sur une experience de terrain de longue duree, menee sur le site de Rosemanowes (Cornwall, UK) entre août 1985 et decembre 1988. Pour cela nous avons procede a la mise en place d'un outil de calcul capable de simuler ce phenomene. Apres avoir teste la capacite de l'outil de calcul FRACAS nous avons ameliore ce dernier en introduisant une approche a double milieu thermique. Cette nouvelle approche nous a permis de mieux simuler le refroidissement du reservoir dû a l'injection de fluide a long terme, responsable des nouveaux mecanismes de ruptures dus a la traction de la roche. Dans ce contexte nous avons donc introduit un nouvel algorithme pour prendre en compte les manifestations d'instabilites, un mecanisme de 'stick-slip' avec prise en compte d'une friction statique et d'une friction dynamique avec objectif de mieux simuler les effets de la rupture par cisaillement en raison d'une augmentation de la pression ou en raison de contraintes thermiques. Les differentes modifications introduites ont ete testees et verifiees a partir d'exemples tires de la litterature. La possibilite d'induire des microseismes a ensuite ete etudiee a partir de donnees issues d'un site particulier, avec deux modeles 3D selon deux geometries differentes, un modele deterministe et un modele stochastique, dont les proprietes geometriques (longueur, rayon et orientation des fractures) et les proprietes physiques ont ete tirees des observations et travaux anterieurs effectues sur ce site. La simulation thermo-hydro-mecanique du modele deterministe nous a permis de modeliser les echanges thermiques en regime transitoire dans le reservoir forme par le doublet de forages RH12/RH15 de ce site de Rosemanowes. Les resultats ont pu etre compares avec les observations et avec les resultats d'autres modeles anterieurs. Dans cette premiere partie nous avons confirme certaines hypotheses proposees par la litterature, en particulier le phenomene de 'court-circuit', qui se traduit par un faible volume du reservoir, mais aussi par l'existence de chemins d'ecoulements preferentiels. Ce phenomene 'court-circuit' observe dans le site de Rosemanowes peut etre compromettant pour la performance d'un reservoir et rend donc presque impossible l'idee d'une exploitation economique. Pour identifier et decrire les phenomenes de microseismes qui sont dus a la fois a l'augmentation de la pression du fluide d'injection (stimulation hydraulique) mais aussi a la contraction causee par le refroidissement a long terme de la roche, nous avons active et desactive le couplage thermo-mecanique. Nous avons remarque que cela correspondait a une difference de pression au sein du reservoir de l'ordre de 0.6 a 2 MPa, ce qui est suffisant pour activer le mecanisme des ruptures. Pour mieux etudier l'effet induit par la contraction, nous utilisons le modele 3D stochastique. Dans ce modele, l'objectif principal est de mieux simuler dans l'espace les ruptures en cisaillement dues a la contrainte thermique a plus long terme. Un premier calcul, avec des valeurs de debit et temperature maintenues constantes pendant 3 ans a leur niveau moyen, est compare avec le second scenario où l'on divise les 3 annees de circulation en 14 phases pour mieux suivre le protocole experimental. On constate que les ruptures simulees et les microseismes associes ne sont pas distribues de la meme maniere dans le temps, des microseismes peuvent etre simules meme quand le regime de pression est modere. L'interet de ces deux tests est de montrer qu'il existerait un moyen d'attenuer les fortes magnitudes des ruptures en cisaillement dues au refroidissement de la roche en evitant que ces contraintes s'accumulent trop, grace a des pulses de pression d'injection de courtes durees qui viendraient declencher plus tot les phenomenes. (auteur)