Contribution à l'amélioration de l’estimation de la profondeur hypocentrale à partir de réseaux régionaux ou globaux

Contribution to the improvement of hypocentral depth estimations from regional and global networks

• Auteur / Autrice : Marine Laporte
• Direction : Laurent Bollinger, Jean Letort
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 24/11/2022
• 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
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de recherche conventionné Yves Rocard (Paris) (2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Martin Vallée
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Bollinger, Martin Vallée, Alessia Maggi, György Hetényi, Alexandrine Gesret, Jean Letort
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alessia Maggi, György Hetényi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sciences de la Terre

Mots clés libres

Sismologie

Sismotectonique

Profondeurs

Cepstre

Analyse de sensibilité

Himalayas

Seismology

Seismotectonics

Focal Depths

Cepstral analysis

Sensitivity analysis

Himalayas

Résumé

Cette thèse s’intéresse aux différentes méthodes d’estimation de la profondeur hypocentrale ainsi qu’à la mise en évidence des incertitudes de localisation qui peuvent leur être associées. À distance régionale, on utilise ces méthodes pour cartographier les petites variations de profondeur hypocentrales liées à l’activité du grand chevauchement himalayen au Népal ou pour analyser des crises sismiques choisies selon l’actualité et les opportunités rencontrées durant ces trois ans de thèse. Les effets des différentes sources d’incertitudes sur l’estimation de la profondeur hypocentrale sont quantifiés par le biais d’une analyse de sensibilité globale de type Sobol-Monte Carlo. Pour améliorer l’estimation de la profondeur hypocentrale à distance télésismique, on développe une nouvelle méthode d’estimation de la profondeur à partir des arrivées pP/sP dans les enveloppes énergétiques des signaux. Une adaptation de cette méthode permet notamment de mettre en évidence des variations latérales relatives de profondeur le long d’interfaces de subduction au Chili et en Équateur. Les différentes échelles d’observations et les différentes techniques d’estimation de la profondeur sont confrontées sur des ensembles d’évènements de magnitude intermédiaire (M>5) afin de caractériser l’incertitude de profondeur à distance télésismique, mettre en évidence ou quantifier des sources de biais spécifiques ou pour renforcer certaines interprétations sismotectoniques régionales.

This thesis focuses on the different methods of estimating hypocentral depth and on the identification of localization uncertainties that may be associated with them. At a regional distance, we use these methods to map small hypocentral depth variations related to the activity of the Great Himalayan Thrust in Nepal or to analyze opportunistic seismic crisis. The effects of different sources of uncertainty on the hypocentral depths are quantified through a global Sobol-Monte Carlo sensitivity analysis. To improve the estimation of the hypocentral depth at teleseismic distance, we develop a new method of depth identification from the pP/sP arrivals in the energetic envelopes of the teleseismic signals. An adaptation of this teleseismic envelopes method allows us to highlight relative lateral depth variations along subduction interfaces in Chile and Ecuador. The different scales of observations and the different depth estimation techniques are compared on intermediate magnitude events (M>5) in order to characterize the depth uncertainty at teleseismic distance, to highlight or quantify specific sources of bias or to reinforce some regional seismotectonic interpretations.