Part 4: Applications danisotropie exemples

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Part 4 Applications danisotropie (exemples)

• Anisotropie de la croûte supérieur Cracks

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Anisotropie de la croûte supérieur Cracks

• Pourquoi interéssant?
• Anisotropie et champ des contraintes
• Variations temporelles
• Prévision des séismes
• Applications pétrolières

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Anisotropie des cracks

• Pourquoi les cracks sont intéressants?
• Stabilité mécanique (genie civile, Tremblements
  de Terre)
• Contenu fluid (hydrocarbures, eau, gas)
• Champ de contrainte qui agisse dans lintérieur
  de la Terre

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Porosité/Cracks dans la Terre
après Kern (1990)
La contrainte normale sn ferme les cracks. Elle
est La densité des cracks devrait alors
diminuer avec la profondeur z.
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Est-ce que les cracks se ferment si le profondeur
augmente?
Permeabilité mesurée au site de forage KTB en
Allemagne. La perméabilité dépende de la
porosité connectée.
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Cracks et le champ de contrainte
Contrainte non-hydrostatique forte Seulement les
cracks a peu pres parallels a s1 restent ouverts.
Contrainte hydrostatique
Distribution isotrope des cracks
s3
s1
s1
s3
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Exemple bassin de Paris
Vibrateur horizontal à la surface. Expérience 1
Expérience 2
Polarisation initiale
Polarisation initiale
Résultat de lanalyse de splitting
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Champ de contrainte en France
RIDGE PUSH

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San Andreas Fault Observatory at Depth (SAFOD)
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Anisotropie et champ de contrainte
Anisotropie
Champ de Contrainte
Vp
Anisotropie
Profondeur
Bonne corrélation
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Anisotropie et champ de contrainte
Lanisotropie des cracks est quun part de
lanisotropie totale. Il y a également des
contributions structurelles (couches
sédimentaires. Par contre, si lanisotropie
change avec le temps, elle est probablement due
au champ de contrainte qui change lorientation
ou la forme des cracks ouvertes.
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Les cracks, comment sont-ils produitent, et se
ferment-ils?

• Fracture
• Fermeture des cracks par diagénèse.
• Extensive dilatancy anisotropy subcritical
  crack growth
• Formation des cracks normale à s3.
• Rôle importante de la pression de fluide de pore
  (hydrostatique - proche lithostatique)

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Discussion Une prévision des tremblements de
Terre, est-elle possible à travers lanisotropie
des cracks?

• OConnellBudiansky Dilatation
• On attend que des cracks souvrent juste avant
  un tremblement de Terre, comme début de la
  rupture.
• Changements avec le temps
• Techniques
• Tp/Ts Agarwal et al. (1973)
• Déphasage des ondes S plus robuste

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• Figure Dilatation

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Avant la rupture

• OConnell and Budiansky
• Extensive Dilatancy Anisotropie

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Expérience en Turquie
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Variations temporelles - Controverse

• Proposition de Steward Crampin davoir prevu un
• tremblement de Terre en Islande.
• Est-ce que sa proposition est correcte,
• ou est-ce quil a eu raison par hazard?
• Critiques
• Méthode visuelle qui nest pas objective
• Variété des événnements. Est-ce que la variation
  
• est peut-être associée avec les sources?

Egalement le débat sur le Anza Gap ..
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Techniques modernes
Usage des événnements similaires (doublets)!
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Forage KTB (9.1 km)
Bokelmann Harjes (2000) Baisch et al (2003)
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Cracks Industrie de petrole

• Champ de contraintes
• Porosité orientée (flux de fluids)
• Sismologie 4D cross-borehole

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Sismique 4D Exemples de lindustrie petroliere
Injection souterraine de gas dans le Galfacs
reservoir (mer du Nord) visible dans lamplitude
de la reflexion a linterface (Statoil).
Injection souterraine deau dans le champ de
Meren, Nigeria.
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Sismique 4D anisotropie

• KTB
• Japon

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Est-ce que la croûte est chargée proche de la
limite de rupture?

• critically stressed crust
• La déphasage des ondes S dans la croûte ne semble
  pas excéder 4. Cette limite correspond à peu
  près à la limite de stabilité des roches.

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Modèles de Hudson

• Basés sur la solution dEshelby ( Eshelbys
  inclusion )
• Petit crack long longueur donde
• Theorie des perturbations
• Single-scattering, multiple scattering
• Des cracks distribués à travers le milieu
• 2 cas limites (dry cracks, wet cracks)

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Vitesses pour les deux cas limites
Dry cracks Wet
cracks
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Autres Applications

• Anisotropie
• Rotation différentielle de la Terre

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Panaches du manteau

• Walker et al Eifel

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Tectonique de Plaques

• Pacific Montagner correlation avec direction de
  mouvement des plaques
• Directions dorientations de chaines disles
• Quelle direction du cisaillement??