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RAPPORT DE RECHERCHE 23/09/2013 DRS-12-127200-13733B Rapport final du programme de recherche 190 – Axe de recherche COSMOS – Projet de recherche : Phénoménologie des instabilités géologiques en grand et signes précurseurs Rapport final du programme de recherche 190 – Axe de recherche COSMOS – programme de recherche : Phénoménologie des instabilités géologiques en grand et signes précurseurs Rapport de synthèse Liste des personnes ayant participé aux travaux de recherche : Cyrille Balland (INERIS) ; Pascal Bigarré (INERIS) ; Mustapha Bennani (INERIS) ; Ngoc-Tuyen Cao (thésard INERIS, sous la direction de Jack-Pierre Piguet GEORESSOURCES INPL et Pascal Bernard de l’IPGP) ; Xavier Daupley (INERIS) ; Olga Hernandez, (Ingénieur intérimaire, INERIS) ; Farid Laoufa (INERIS) ; Simon Leder (stagiaire INERIS, Master Pro., Géophysique de Surface et Subsurface (G2S), Institut de Physique du Globe de Paris) ; Armand Lizeur (INERIS) ; Anthony Lomax (Sismologue indépendant, ALomax Scientific Software) ; Diego Mercerat (thésard INERIS, sous la direction de Jack-Pierre Piguet GEORESSOURCES INPL et Pascal Bernard de l’IPGP) ; Sylvain Pasquet (stagiaire INERIS, Master Pro., Géophysique de Surface et Subsurface (G2S), Institut de Physique du Globe de Paris) ; Jessica Tastet (Ingénieur intérimaire, INERIS) INERIS DRS-12-127200-13733B Page 1 sur 113 TABLE DES MATIÈRES 1. INTRODUCTION .............................................................................................. 7 2. ETAT DE L’ART ............................................................................................... 9 2.1 L’après-mine dans le bassin ferrifère lorrain ................................................. 9 2.1.1 Contexte général ....................................................................................... 9 2.1.2 Typologie des instabilités des terrains attendus ...................................... 10 2.1.3 Classification des zones à risque ............................................................ 12 2.2 Surveillance microsismique et sources sismiques en domaine minier ........ 15 2.2.1 Qualification de la méthode microsismique dans le bassin ferrifère lorrain ................................................................................................................. 15 2.2.2 Sources sismiques dans les mines en exploitation .................................. 17 2.2.3 Mines abandonnées, influence de l’ennoyage sur la sismicité ................ 19 2.3 Signes précurseurs à une instabilité minière ............................................... 21 2.3.1 Cas d’un effondrement minier dans une mine en activité dans le bassin ferrifère lorrain ......................................................................................... 21 2.3.2 Cas d’un effondrement minier dans le bassin houiller de Provence ........ 22 2.3.3 Cas d’un effondrement minier dans le bassin Salifère Lorrain................. 23 2.3.4 Cas d’un effondrement récent dans une carrière de pierre à ciment dans la région de Grenoble .................................................................................. 24 2.3.5 Surveillance microsismique de l’effondrement d’une cavité saline en roumanie.................................................................................................. 24 2.3.6 Surveillance microsismique de l’effondrement d’une cavité dans une mine de potasse ............................................................................................... 25 2.4 Conclusion .................................................................................................. 27 3. CALIBRATION DES RESEAUX DE SURVEILLANCE OPERATIONNELLE POUR LA DETECTION DES SIGNES PRECURSEURS : EXPERIMENTATION DE TIR DE CALAGE CAMI-AFT................................. 29 3.1 Contexte et objectifs .................................................................................... 29 3.2 Contexte géologique du bassin ferrifère lorrain ........................................... 29 3.3 Conception de l’expérimentation de tirs de calage ...................................... 30 3.4 Instrumentation microsismique déployée sur les zones à risques et surveillance opérationnelle .......................................................................... 33 3.4.1 Site d’expérimentation de Tressange ...................................................... 36 3.4.2 Site d’expérimentation de Fontoy ............................................................ 37 INERIS DRS-12-127200-13733B Page 3 sur 113 3.4.3 Site d’expérimentation D’Ottange ............................................................ 39 3.5 Méthode de localisation des événements microsismiques ........

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