Déformation et ruptures de surface sismiques: Observation et Modèles – DISRUPT

Les grands séismes continentaux produisent le plus souvent des ruptures complexes, avec de multiples branches, des zones de relais, ou de la déformation distribuée sur des ruptures secondaires. Cette variété dans le processus de déformation de surface est la signature d’un processus tout aussi complexe en profondeur, la rupture sur une faille complexe. Bien qu’il s’agisse de l’une des seules observations directes que l’on puisse faire d’un séisme, jusqu'à maintenant elles ont été peu considérées car jugées peu représentatives des processus sismiques plus profonds. Les nouvelles observations de l’imagerie spatiale permettent maintenant une quantification précise de ces déformations et apportent des d’informations clefs sur le processus de rupture sismique. Par ailleurs, les communautés qui s’intéressent plus spécifiquement à l’aléa telluriques et qui pendant longtemps ne s’occupaient que de l’aléa sismique, c’est à dire la probabilité d’occurrence d’un séisme, se tournent aujourd’hui pour des raisons pratiques vers l’évaluation de l’aléa lié aux ruptures de surface, c’est à dire la probabilité d’occurrence d’une rupture de surface en un lieu donné pour un séisme donné.
Le projet DISRUPT s’attache donc à mieux comprendre les processus physiques qui contrôlent l’occurrence des ruptures de surfaces pour, in fine, valider des outils prédictifs qui puissent être utilisés par la communauté du risque. Nous proposons de développer de nouvelles méthodes de mesure de la déformation de surface, de regarder comment la déformation distribuée est activée au cours de cycles sismiques successifs, d’utiliser des modèles analogiques pour identifier les paramètres clefs qui contrôlent la morphologie des ruptures de surface, et de confronter l’ensemble de nos données à des outils de simulation qui intègrent les déformations de surface, pour évaluer leur capacité prédictive.
Mesure des déformations de surface : D’une part il s’agit d’exploiter l’imagerie analogique aérienne et satellitaire ancienne pour faire de la corrélation optique avec l’imagerie satellitaire actuelle, afin d’augmenter significativement le nombre de ruptures documentées. Par ailleurs, il s’agit de tirer parti de l’acquisition multi-stéréo de plus en plus systématique des images satellitaires pour calculer directement des cartes de déformation en 3D.
Intégration des déformations secondaires dans le cycle sismique : Pour la rupture du séisme de 1905, M8+, Bolnay, en Mongolie, il s’agit de quantifier précisément la déformation sur les ruptures secondaires par tranchées paleosismologiques, pour voir si ces ruptures secondaires sont systématiques activées ou si cela implique une magnitude minimum. Par ailleurs, la rupture de 1967, M7+, à Mogod (Mongolie) offre la possibilité de s’intéresser à la croissance des failles, en regard des structures géologiques préexistantes au séisme.
Modélisations analogiques de séismes : L’objectif est de mettre à profit l’apparition de matériaux analogiques permettant de produire des séismes dans un environnement contrôlé pour pouvoir étudier individuellement les différents paramètres contrôlant la morphologie des ruptures de surface.
Modélisation numérique des déformations de surface: On utilisera deux codes permettant de calculer les déformations de surface associées à la propagation d’une rupture sismique: D’une part, on utilisera un outil permettant d’intégrer des géométries complexes de faille en 3D, afin de tester l’influence de la géométrie sur la localisation et l’amplitude des déformations de surface. On testera aussi l’influence des structures préexistantes sur la propagation d’une rupture sismique. D’autre part, on utilisera un code intégrant directement l’endommagement dans le calcul de la déformation de surface. Ces simulations seront confrontées à nos données d’observation afin d’évaluer leur caractère prédictif pour un usage dans la communauté du risque.