Différentes approches pour une estimation rapide des paramètres de source sismique : application pour l'alerte aux tsunamis : Thèse de Doctorat de l'Université de Polynésie française, laboratoire de Géosciences du Pacifique Sud, soutenue le 26 novembre 2010

Different approach for rapid estimationof seismic source parameters : applications to tsunamis warming

• Auteur / Autrice : Dominique Reymond
• Direction : Jean-Pierre Barriot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique interne
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Polynésie française

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catastrophes naturelles -- Lutte contre

Séismes -- Prévision

Tsunamis

Traitement du signal

Ondes de surface

Sismologie

Résumé

Tout système d'alerte aux tsunamis est basé sur une estimation rapide des paramètres de la source sismique : le tsunami potentiel qui sera généré dépend en effet de cette dernière. Les trois paramètres fondamentaux à estimer en situation d'alerte sont la localisation du séisme, sa profondeur et son énergie. Dans cette optique nous avons développe���� un système (nommé TREMORS) de détection, localisation et d'alerte automatique, basé sur la magnitude Mm en concept mono-station : les algorithmes de pointé automatiques des principales phases sismiques utilisant des techniques de traitement du signal et d'analyse de polarisation sont développés dans cette partie, avec une analyse critique des performances du système : un grand nombre de cas séismes traités en routine fixe les limites et les possibilités de cette méthode de façon statistique. Ensuite différentes méthodes nouvelles et/ou complémentaires au système TREMORS sont étudiées, développées et testées de manière opérationnelle pour améliorer l'estimation du moment sismique : il s'agit de l'application du concept de magnitude Mm aux phases W (harmoniques sphériques très longues périodes des ondes de Rayleigh), de la magnitude Mm en concept multi-station, et de l'estimation d'un paramètre de lenteur des séismes. Enfin l'estimation du tenseur des moments sismiques à partir des spectres des ondes de surface, est étudiée de façon théorique et pratique, avec un effort important consacré à l'amélioration de la robustesse de l'inversion. La validité de la méthode a pu être testée avec un nombre important de cas pratiques. Ces méthodes conjointes à des simulations numériques de tsunamis sont prometteuses pour l'avenir.

All tsunami warning-systems are based on rapid estimation of seismic source parameters as it will control the potential tsunami that will be generated. The three fundamental parameters to be estimated in case of effective warning are the following : location, focal depth and the energy of the earthquake. In this perspective, we developed an automated system, named TREMORS, doing detection, location and seismic warming, based on the mantle magnitude Mm, running in a mono-station concept. The algorithm of automatic picking of the main seismic phases using signal processing and polarization analysis are developed in this section, with a critical analysis of the system performances : a large number of earthquakes routenely processed give the limits and possibilities, from a statistical standpoint. Several new and/or complementary methods to TREMORS system are then studied, developed and tested operationally to improve the seismic moment estimation : like the application of the concept of Mm magnitude to the W phases(that are very long period spherical harmonic of Rayleigh Waves), the extension of Mm magnitude to a multi-stations concept, and the estimation od earthquake showness parameter. Finally the estimation of the seismic moment tensor using spectra of surface waves is studied in a theoretical and pratical way, with an important effort toward improving the robustness of the inversion. The validity of the method has been tested through the processing of a large number of real cases. These methods jointly applied to numerical simulations of tsunamis are very promising tools for tsunami warning in a near future