20 years of seismic monitoring dedicated to the future French industrial centre for deep geological disposal (Cigéo)

20 ans d’exploitation d’un réseau sismique dédié au futur centre de stockage géologique profond (Cigéo)

¹ CEA, DAM, DIF, F-91297 Arpajon, France
² Andra, 1/7, rue Jean Monnet, Parc de la Croix-Blanche, 92298 Châtenay-Malabry, France

^* Corresponding author: Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Received: 28 November 2025
Accepted: 23 April 2026

Abstract

The Cigéo project, led by the French National Radioactive Waste Management Agency (Andra), involves the future disposal of high-level and long-lived radioactive waste in a deep geological repository. The site is located between the departments of Meuse and Haute-Marne in north-eastern France.

In order to better monitor local seismicity and enhance the discrimination between natural and anthropogenic seismic events in the vicinity (<40 km) of the future Cigéo site, a dedicated network of four seismic stations – known as the Réseau d'Ecoute Sismique (RES) – was installed in 2002 and has been operated since then by the French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA). Over the past 60 years, the CEA has recorded 268 natural seismic events within a 90 km radius of the Cigéo site, with the largest reaching a local magnitude (ML) of 3.9. The closest recorded earthquake occurred about 20 km from the site, with a magnitude of ML 1.7.

Historical and early instrumental records indicated that seismic activity in this region was low, a finding confirmed following the implementation of the RES network which significantly improved the detection and location of small earthquakes and identification of numerous quarry explosions in this region. This enhancement has finally increased the number of seismic events processed annually with more than 1,000 quarry blasts detected annually and allowed to reduce the completeness local magnitude down to approximately ML 1.5.

We highlight the improvements in terms of event location and hypocentral depth accuracy provided by the RES network by comparing the median primary and secondary azimuthal gaps and the dimensions of the error ellipses before and after its deployment. Furthermore, we relocate the entire catalogue using a 3D location algorithm along with a 3D global velocity model to obtain more reliable estimates of event locations and hypocentre depth and to better quantify the uncertainties.

Résumé

Le projet Cigéo, piloté par l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra), concerne le stockage des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue dans un centre de stockage géologique profond. Le site est situé à la frontière des départements de la Meuse et de la Haute-Marne, dans le nord-est de la France.

Afin d’améliorer la surveillance de la sismicité locale et de mieux distinguer les événements naturels des événements anthropiques dans un rayon de moins de 40 km autour du futur site de Cigéo, un réseau dédié de quatre stations sismiques – appelé Réseau d’Écoute Sismique (RES) – a été installé en 2002 et est exploité depuis par le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Depuis les années 60 dernières années, le CEA a enregistré 268 événements sismiques naturels dans un rayon de 90 km autour du site de Cigéo, le plus important atteignant une magnitude locale (ML) de 3,9. Le séisme enregistré le plus proche du site s’est produit à environ 20 km, avec une magnitude de ML 1,7.

Les archives historiques et les premières données instrumentales indiquaient une faible activité sismique dans cette région, un constat confirmé après la mise en place du réseau RES. Cependant, ce réseau a également permis d’améliorer significativement la détection et la localisation des petits séismes ainsi que des nombreuses explosions de carrières. Cette amélioration a augmenté le nombre d’événements sismiques traités annuellement et a réduit la magnitude de complétude à environ ML 1,5.

Nous mettons en évidence les améliorations apportées par le réseau RES en matière de localisation des événements et de précision des profondeurs hypocentrales, en comparant les écarts azimutaux médians et les dimensions des ellipses d’incertitudes avant et après son déploiement. Par ailleurs, nous avons relocalisé l’ensemble du catalogue en utilisant un algorithme de localisation 3D combiné à un modèle de vitesse globale 3D, afin d’obtenir des estimations plus fiables des localisations des événements et des profondeurs des hypocentres, et de mieux quantifier les incertitudes associées.