Failles actives, Sismes et Tsunamis

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Failles actives, Séismes et Tsunamis

• Pierre Henry, Tiphaine Zitter
• CNRS (CEREGE) Collège de France,
  Aix-en-Provence.

Tectonique des plaques - Subduction - types de
failles Cycle sismique Exemples Sumatra,
Pakistan Questions Peut-on prévoir les séismes
et les tsunamis ? Comment fonctionne une zone
de faille ? Quel est le risque en Provence ?
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Tectonique des plaques

• Distribution des séismes sur le globe
• Frontières de plaques
• Mouvement actuel des plaques
• Dérive des continents
• Ride océanique et subduction

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Ou se situent les séismes sur terre?
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Les principales plaques lithosphériques
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Vitesse des plaques (Conrad et Lithgow-Bertelloni,
2002)
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La dérive des continents les 250 derniers
millions dannées
Jean Besse, IPGP
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Schéma dun système dorsale - zone de subduction
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Types de failles

• Normale
• Inverse
• Décrochante

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Cycle Sismique
http//quake.wr.usgs.gov/research/deformation/mode
ling/teaching/index.html
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Mesure par GPS de laccumulation des contraintes
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Un séisme en subduction et de nombreuses répliques
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Déplacement vertical du fond de la mer(calculé)
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Et le Tsunami ? Difficulté même pour un expert
de réaliser ce qui se passe -Lexemple du
géophysicien Chris Chapman à Ceylan Eos, 11
janvier 2005
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Chapman, Eos, 11 janvier 2005
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Chapman, Eos, 11 janvier 2005
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Chapman, Eos, 11 janvier 2005
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Chapman, Eos, 11 janvier 2005
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Sri Lanka
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Banda Aceh
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(No Transcript)
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Kerry Siehs photos
http//today.caltech.edu/gps/sieh/sumatra.html
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(No Transcript)
25
(No Transcript)
26
(No Transcript)
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Campagne Bengale du Marion-Dufresne (Claude
Rangin)
Lavalanche sous-marine de Watthe La trace dun
séisme historique de forte magnitude?
50km
Blochauteur300m
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Campagne Sumatra Aftershocks du Marion-Dufresne
Fosse de la Sonde éboulements et érosion
affectant les plis frontaux
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Tsunami

• Quels sont les sources de tsunami ?
• Séismes
• Glissements de terrain
• Eruptions volcaniques
• La prévision des tsunamis est liée à la prévision
  des événements sources
• Lalerte peut souvent être donnée entre
  lévènement source et larrivée du tsunami (10
  minutes à plusieurs heures)
• Exemples de modèles de propagation.

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(No Transcript)
31
Tsunami modèle de propagation(Titov et al.,
2005)
32
(No Transcript)
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Question

• Limportance des tsunamis est-elle reliée à la
  magnitude des séismes ?
• Pas systématiquement.
• Facteurs damplification identifiés a Sumatra
• Géométrie de la source (antenne directive) (CEA)
• Propagation sur des guides dondes (c.f. fibre
  optique) (NOAA)
• Poursuite du glissement après la phase initiale
  de propagation (Bilham, 2005)

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Pakistan, 8 Octobre 2005, Magnitude Mw 7.6

• Source dinformation http//earthquake.usgs.gov/

Localisation
Répliques
Mécanisme au Foyer

• http//www.seismology.harvard.edu/CMTsearch.html

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Pakistan, 8 Octobre 2005, Magnitude Mw 7.6

• Recherche Bibliographique avec  Web of
  Knowledge 
• Article sur la sismicité historique dans
  lHimalaya (Rajendran et Rajendran, 2005)

Magnitude Mw gt 8 attendu dans la partie Indienne
de lHimalaya
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Questions posées

• Peut-on prévoir les séismes ?
• Pourrait-on faire des prévisions météorologiques
  en se basant sur 1 an de mesures ?
• Y-a-t-il des précurseurs détectables ?
• Pas toujours. Expérience de Parkfield (Faille de
  San Andreas)
• Les séismes se produisent-ils à intervalle
  régulier ?
• Parfois, quand le même évènement se répète
  (Séisme caractéristique)
• Quelle est lutilité des probabilités pour les
  gros séismes ?
• Elle suppose une connaissance historique (voire
  préhistorique), que lon a parfois.
• Que doit-on apprendre pour améliorer les
  prévisions ?
• Comment un séisme est initié.
• Comment la rupture se propage.
• Comment la rupture sarrête.

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Parkfield
Réseau dinstruments
Séismes historiques
Localisation

• Sur la faille de San Andreas
• 1 séisme magnitude 6 tous les 20 ans pendant 100
  ans.
• Le même séisme enregistré trois fois de suite.
• Glissement précurseur observé en 1966
• Surveillance des précurseurs depuis la fin des
  années 60.
• Pas de séisme pendant les années 80
• Enfin, le séisme se produit le 28 septembre 2004,
  mais sans précurseur et avec une propagation du
  Sud au Nord !

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Séisme de Parkfield (28 Sept 2004)
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Comment fonctionne une faille ?

• Observations
• Le coefficient de frottement mesuré en
  laboratoire est le même pour le sable, le granite
  et la plupart des roches (0.7 - 0.8)
• Si les frontières de plaques avaient le même
  coefficient de frottement, on pourrait détecter
  la chaleur dégagée.
• Pourquoi les failles bordant les plaques sont
  faibles ?
• Pourquoi certaines failles glissent sans faire de
  séismes ?

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Hypothèses

• Pourquoi les failles sont faibles ?
• Pourquoi certaines failles glissent sans faire de
  séismes ?
• Hypothèses
• Ouverture de la faille pendant les séismes
• Nature du matériau (argiles, serpentine, talc)
• Pression deau élevée

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Méthodes

• Pourquoi les failles sont faibles ?
• Pourquoi certaines failles glissent sans faire de
  séismes ?
• Hypothèses
• Nature du matériau (argiles, serpentine, talc)
• Pression deau élevée
• Méthodes dinvestigations
• Indirectes
• Expériences en laboratoire
• Etude des failles en surface
• Géophysique (mesures à distance)
• Forage et instrumentation in situ

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Projets de forage de failles sismogènes
San Andreas (Décrochement)
Golfe de Corinthe (Rift)
Nankai, Japon (Subduction)
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Le risque sismique en Provence
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(No Transcript)
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Transferts de contraintes le cas de la Faille
Nord Anatolienne
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Le séisme de Kocaeli (1999) la faille
décrochante Nord Anatolienne
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Séquence de séismes
http//quake.wr.usgs.gov/research/deformation/mode
ling/teaching/index.html
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Trace de la faille à la surface une faille
décrochante
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Trace de la faille à la surface
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Cycle Sismique
http//quake.wr.usgs.gov/research/deformation/mode
ling/teaching/index.html
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Transferts de contraintes
http//quake.wr.usgs.gov/research/deformation/mode
ling/teaching/index.html
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Bathymétrie de la Mer de Marmara
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Trace de la faille en Mer de Marmara
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Sorties de fluides et cheminées carbonatées le
long de lescarpement de faille