– DoRA

Peu d?endroits dans le monde offrent l?avantage de pouvoir étudier à terre la dynamique des frontières de plaques divergentes. La Dépression Afar est l?un d?entre eux. Nous proposons de conduire des études complémentaires dans deux rifts volcano-tectoniques : le Rift de Wal?is Dabbahu (WD, Ethiopie) et le Rift d?Asal-Ghoubbet (AG, Djibouti), qui correspondent respectivement à la propagation à terre de la ride de la Mer Rouge et de la ride d?Aden. Au nord de l?Afar, le Rift WD connaît actuellement un épisode de rifting majeur, qui a débuté en septembre 2005 avec une forte activité sismique. Les données InSAR ont révélé l?injection d?un dyke de 65 km de long qui s?est ouvert de près de 8m, le glissement de nombreuses failles normales, l?ouverture de fissures ainsi qu?une éruption rhyolitique. De façon similaire, le Rift d?AG a connu en 1978 un plus faible épisode de rifting associé à l?intrusion d?un dyke de 2m de large. Depuis, un important catalogue de données géodésiques, comprenant les récentes séries temporelles InSAR, révèle l?importance de la déformation non stationnaire contrôlant la dynamique du rift, comme cela a été montré dans d?autres régions volcaniques en Island ou à Hawaï. Alors que les glissements de failles profonds, asismiques et transitoires attirent l?attention de nombreux chercheurs travaillant sur les zones de subduction, nous proposons d?étudier les transitoires en détail dans ces rifts actifs, où l?épaisseur crustale est fine. Notre objectif est d?acquérir une compréhension de la dynamique des segments volcano-tectoniques sur plusieurs échelles de temps, comprenant la période de dyking elle-même et la période post-dyking. L?étude du fonctionnement du rift d?AG durant toute sa période post-rifting nous offre une image à t+30ans du segment de WD, en tenant compte des différences structurales. Pour réaliser cet objectif, le projet est basé sur 4 tâches. Nous proposons dans un premier temps de construire un jeu de données géodésiques complet et précis, avec des données InSAR et des données géodésiques acquises sur le terrain (GPS-continu, GPS), couvrant la période d?étude. Avec une étroite fenêtre d?échantillonnage temporel, nous souhaitons décrire avec précision le glissement asismique affectant les failles normales de ces rifts, les périodes de glissements brusques et/ou les périodes d?accélération de glissement, ainsi que les déformations associées à d?éventuelles propagations de dykes dans le Rift WD. Deuxièmement, nous souhaitons contraindre l?origine de ces déplacements et leur relation avec les transferts de masses dans la croûte. Des séries de mesures gravimétriques seront poursuivies ou initiées dans chacun de ces rifts. La combinaison de données gravimétriques et géodésiques permettra de discriminer les variations de densité et les déplacements verticaux. Troisièmement, l?enregistrement de l?activité sismique est essentiel pour contraindre l?importance relative de la déformation sismique et asismique. Il sera aussi possible d?évaluer l?épaisseur de la couche sismogénique. Avec les données structurales acquises durant l?expérience de sismologie dans le rift d?AG (projet complémentaire), les résultats de ces trois premières tâches vont offrir des contraintes cruciales à des modèles pour éclairer notre compréhension de la dynamique du rifting; ceci correspondant à la quatrième tâche. Nous poursuivrons trois types d?analyses mécaniques de ces déplacements en tenant compte de la connaissance de la structure des rifts pour tester l?influence respective de la rhéologie, de la géométrie des failles et des dykes et des fluides sur la mécanique de rupture. Avec une approche thermo-mécanique, nous étudions le rôle des processus contrôlant le champ de déformation actuel 3D de ces rifts, comprenant la relaxation visqueuse, l?inflation de dykes et le glissement asismique. Ces modèles seront complétés par une analyse de la contrainte de Coulomb afin d?étudier les interactions entre les intrusions de dykes dans la croûte et la création et de développement des failles en surface. Finalement, nous comparerons la dynamique et la morphologie des profils de distribution de glissement des failles normales avec les ruptures observées dans des matériels transparents de petite échelle et avec des modèles numériques pour étudier le rôle des aspérités sur la dynamique des failles. Notre approche multidisciplinaire devrait apporter d?importantes contraintes sur la dynamique de rifting le long de frontières de plaques divergentes et pour d?autres contextes géodynamiques affectés par des glissements de failles transitoires et asismiques.