Induced seismicity in a salt mine environment evaluated by a coupled continuum-discrete modelling

Diego Mercerat (1) , Mountaka Souley (2) , Lynda Driad-Lebeau (2) , Pascal Bernard (3)

1 LAEGO - Laboratoire Environnement Géomécanique et Ouvrages
2 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques
3 IPGP - Institut de Physique du Globe de Paris

With the objective to better understand the induced microseismicity in a salt mine environment due to an underground solution mining, an in situ experiment is undertaken by GISOS in the Lorraine salt basin. The overburden overlying the salt cavity is characterized by the presence of two competent layers where most microseismic events are expected. This paper presents a coupled continuum-discrete modelling to simulate the mechanics of fracture initiation and propagation in the rock mass overlying the cavity: discrete approach for the competent layers and continuum approach for marls, salt and other rocks and soils. For the competent layers, numerous calibrations of the model microparameters based on the laboratory results are firstly performed. The first coupled modelling results suggest that the mechanism of fracturing in the competent layers is predominantly tensile as it could be expected. The results also show that the microseismic events associated to the progressive damage in the competent layers through microcraks development can be modelled. This opens interesting perspectives to assess the feasibility of seismic monitoring of underground cavities by comparing, in the future, the numerical modelling results with the recorded seismicity of the study area.

Dans l'objectif de mieux comprendre la microsismicité induite dans des mines de sel, une expérimentation in situ a été entreprise par le GISOS sur une cavité saline de la région Lorraine. Le recouvrement est caractérisé par la présence de deux bancs raides dans lesquels l'essentiel de l'activité microsismique est attendue lors de la reprise de l'exploitation. Ce papier présente une modélisation basée sur une approche couplée : continue (pour les marnes et le sel) et discrète (pour les bancs raides) pour évaluer les mécanismes de développement des fractures dans le recouvrement. De nombreuses calibrations des microparamètres du modèle discret à partir des paramètres macroscopiques ont été nécessaires. Les résultats de la modélisation montrent que le mécanisme de fracturation dans les bancs compétents résulte essentiellement d'efforts en traction. Les premiers résultats montrent aussi que les évènements microsismiques peuvent très bien être mesurés à travers la formation des microfissures. Ceci ouvre des perspectives intéressantes pour des confrontations avec les mesures qui seront enregistrées lors de l'effondrement provoqué.

Domaines: Sciences de la Terre; Sciences de l'environnement

Diego Mercerat, Mountaka Souley, Lynda Driad-Lebeau, Pascal Bernard. Induced seismicity in a salt mine environment evaluated by a coupled continuum-discrete modelling. Symposium Post mining 2005, Nov 2005, Nancy, France. pp.NC. ⟨ineris-00972514⟩