Imagerie de la source sismique par inversion des mouvements forts et étude des variations de contraintes associées aux séismes

Strong motion inversion and study of stress variations associated to an earthquake

• Auteur / Autrice : Fabrice Cotton
• Direction : Michel Campillo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique, géochimie, géomécanique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Failles (géologie)

Sismométrie

Mots clés libres

Terre

Ocean

Espace

Geophysique interne

Seisme

Source sismique

Deplacement faille

Distribution contrainte

Probleme inverse

Analyse domaine frequence

Rupture brutale

Californie

Ng

Earthquakes

Seismic source

Fault displacement

Stress distribution

Inverse problem

Frequency domain analysis

Failures

California

Ng

Résumé

Ce travail décrit tout d'abord une méthode d'inversion des accélerogrammes de champs proche dans le domaine des fréquences. Cette méthode permet de trouver le glissement, la vitesse du front de rupture et la durée de la rupture en chaque point de la faille. Elle a été appliquée à trois séismes: le séisme californien de Landers (1992), le séisme d'Uttarkashi (1991) situe au nord de l'inde et le séisme de Northridge en Californie (1994). Nos résultats montrent que les séismes étudiés sont complexes. La répartition spatiale du glissement comprend plusieurs sous-évènements. La largeur de chaque sous évènement semble contrôlée par la segmentation de la faille. La durée de la rupture en chaque point est compatible avec un mécanisme de type fracture ou la radiation d'un point de la faille se termine à l'arrivée d'une phase d'arrêt émise à partir des bords de chaque sous-évènement. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéresses aux variations de contraintes associées aux séismes. Notre étude de la cinématique du séisme de Landers montre que le glissement a gardé une direction constante pendant la rupture alors que celle-ci est hétérogène. Nous interprétons ce résultat par une chute de contrainte partielle pendant le séisme. Une méthode de calcul du champ de contrainte dynamique radie par une source sismique dans un milieu a couches planes est ensuite décrite. Cette méthode est appliquée au séisme de Landers. Les variations du critère de rupture de Coulomb sont calculées sur les plans de faille de deux séismes apparemment déclenchés par le séisme de Landers. Cette analyse montre que la résistance des failles est une fonction dépendante du temps. De faibles variations statiques des contraintes peuvent être corrélées avec le déclenchement des séismes alors que des variations dynamiques plus importantes mais de faibles durées n'ont eu aucun effet immédiat