Thèse soutenue

Rayonnement haute fréquence et précurseurs des séismes en laboratoire
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Auteur / Autrice : Samson Marty
Direction : Alexandre SchubnelHarsha S. Bhat
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
Date : Soutenance le 21/01/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École normale supérieure (Paris ; 1985-....). Laboratoire de géologie
établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
Jury : Président / Présidente : Clément Narteau
Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Schubnel, Harsha S. Bhat, Clément Narteau, Elisa Tinti, Michel Bouchon, Aitaro Kato
Rapporteurs / Rapporteuses : Elisa Tinti, Michel Bouchon

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Au cours de cette thèse, nous avons reproduit expérimentalement des séismes à l’échelle centimétrique dans des conditions de pression proches de la réalité. Les expériences réalisées nous ont permis d’explorer deux grandes thématiques : (i) l’origine du rayonnement haute-fréquence pendant la rupture dynamique et (ii) les signaux précurseurs pendant la phase de nucléation de la rupture dynamique. Nos résultats montrent que le rayonnement haute-fréquence est concomitant à la propagation du front de rupture et que deux paramètres induisent une augmentation du rayonnement haute-fréquence : l’état de contrainte initial et la vitesse de rupture. Les analyses microstructurales des échantillons de roches suggèrent que la production d’endommagement cosismique ou de particules de gouge contribue au rayonnement haute fréquence. L’étude des signaux précurseurs (i.e., précurseurs acoustiques) montre que la nucléation est un processus en très large majorité asismique. Ce très faible couplage pourrait expliquer le peu d’observations de séismes précurseurs à l’échelle des failles crustales. L’analyse temporelle des émissions acoustiques suggère que leur dynamique est principalement contrôlée par l’accélération du glissement pendant la phase de nucléation. La microtopographie et la microstructure des échantillons de roches montrent que le couplage est directement relié à la rugosité du plan de faille. Une augmentation des conditions de pression favorise l’occurrence de processus de déformation plastique ou de fusion partielle au cours de la rupture sismique, ce qui diminue la rugosité et donc le couplage.