Une étude, dont les résultats intitulés «Seismicity triggered by fluid injection–induced aseismic slip» ont été publiés dans la revue Science, a permis de mesurer, pour la première fois, l'effet d'une injection de fluide dans un plan de faille au niveau d'un forage.

Cette expérimentation, menée sur une faille inactive dans les calcaires du Laboratoire Souterrain à Bas Bruit de Rustrel-Pays d’Apt (UNSA, CNRS, UAPV), à environ 300m de profondeur, a été entreprise pour mieux comprendre le processus qui conduit les failles géologiques à se déformer et «produire des tremblements de terre sous l’effet d’une augmentation de la pression de fluides».

Tout d'abord, «des forages verticaux ont été creusés à travers le plan de faille qui est de taille pluri-hectomètrique». Ensuite, «une sonde spécialement conçue pour l’expérience», qui comporte «une chambre d’injection (entre deux packers) qui permet de pressuriser très localement le plan de la faille», a été positionnée dans les forages de part et d’autre du plan de faille». De l'eau a alors été injectée sous pression.

Comme, dans la chambre, «un capteur de déplacement est ancré aux parois du forage», lorsque «la pression augmente dans la chambre et que l’eau commence à diffuser dans la faille» la faisant «bouger sous l’effet de la variation de contraintes», le capteur enregistre «des déplacements de l’ordre du millimètre (en glissement et en ouverture normale au plan de faille)».

L'activité du plan de faille étant «estimée à un rayon de l’ordre de 10 à 15m autour du forage d’injection», le glissement sur la faille «a été mesuré en continu pendant que les fluides s’écoulent et modifient les contraintes dans la roche».

Il est ainsi apparu que «dans les premières minutes de l’injection d’eau, la faille glisse sans activité sismique» et qu'ensuite, quand le glissement s’accélère, «des séismes de faible magnitude (M < -2) se produisent».

Ces mesures, au cœur de la faille, prouvent «que l’augmentation de la pression d’eau produit principalement un glissement non sismique d’environ 1 millimètre», la sismicité observée dans l'expérience étant «un effet indirect qui se produit en dehors de la zone des fluides».

En outre, ces premières mesures in-situ ont aussi mis en lumière le lien «entre l’évolution de la perméabilité et de la friction sur la faille et la vitesse de glissement».