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Theses

Les tremblements de terre : de l'initiation à l'arrêt de la rupture

Résumé : Les observations sismologiques montrent l'existence d'une phase d'initiation qui précède l'arrivée des ondes P associées à la rupture.Par ailleurs de nombreux travaux expériementaux ont permis ont permis de préciser la phénoménologie du frottement sec et décrivent également une phase de nucléation précédant l'instabilité dynamique. Nous étudions les implications du formalisme en glissement tant sur l'initiation que sur le déclenchement des séismes. La méthode proposée est fondée sur une analyse aux valeurs propres couplée à la modélisation des processus en différences finies et éléments finis. Elle permet la prise en compte des échelles de temps caractéristiques de la nucléation et de la propagation de la rupture (0.01 à 100 s). De plus cette méthode est valide pour les failles homogènes comme pour les failles hétérogènes. Nous présentons lci principaux résultats observationnels et expérimentaux, ainsi que les possibles modélisations de la nucléation. L'analyse aux valeurs propres met en lumière un domaine de stabilité de la faille finie , limité par la première valeur propre statique &0. La mécanique propre de la faille finie est contrôlée par le facteur & = a x a', où a est la demi longueur de la faille et a' l'affaiblissement de la loi de frottement. Lorsque & < &0 la faille est stable lorsque &>=&0 la faille est instable. La méthode utilisée permet de relier le taux de croissance de l'instabilité y à& lorsque la faille est instable. Nous montrons que la durée de la phase d 'initiation Tc peut être extrêmement longue lorsque & tend vers &0. La faille est un objet géologique à replacer dans son contexte géologique. La mécanique intrinsèque de la faille est alors confrontée aux différents termes de forçage. Nous nous intéressons à l' interaction entre failles, composée d 'une partie statique et d 'une partie dynamique. Nous montrons que le terme dynamique, actuellement peu étudié, peut déclencher la rupture . L'application au cas réel du séisme d'Irpinia permet de préciser les valeurs des paramètres du frottement, et de préciser les influences respectives de la dynamique et du statique sur le déclenchement. Nous étudions ensuite la faille finie hétérogène. Dans un premier temps, nous montrons l'équivalence spectrale entre un système de failles et une faille homogène équivalente associée à un affaiblissement moindre. Nous montrons l'existence d'un domaine de confiance sur lequel il est possible de mesurer l'affaiblissement effectif du système hétérogène. Cette mesure sert à contraindre le temps d'occurence du prochain événement. La modélisation en différences finies permet de définir une loi de frottement effective non linéaire qui correspond à l'homogénéisation du système hétérogène. L'introduction de l'hétérogénéité pose la question de la résistance de la faille et de l'arrêt de la rupture. Nous présentons une définition possible de la résistance fondée sur les expériences de frottement et de rupture des matériaux. La loi constitutive présente une partie durcissante avant l'affaiblissement. L'introduction du durcissement supprime les singularités de contrainte qui apparaîssent avec les barrières rigides. L'arrêt de la rupture se fait sur une zone qui correspond à l'endommagement de la barrière en durcissement. Ce modèle d 'arrêt de la rupture est à même d 'expliquer la croissance des failles au travers de la répétition des séismes .
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00709781
Contributor : Pascale Talour <>
Submitted on : Tuesday, June 19, 2012 - 2:35:01 PM
Last modification on : Thursday, November 19, 2020 - 3:54:27 PM
Long-term archiving on: : Thursday, December 15, 2016 - 4:01:22 PM

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  • HAL Id : tel-00709781, version 1

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Christophe Voisin. Les tremblements de terre : de l'initiation à l'arrêt de la rupture. Géophysique [physics.geo-ph]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2000. Français. ⟨tel-00709781⟩

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