Étude mécanique de la crise sismique sud islandaise de juin 2000 par modélisation numérique tridimensionnelle : effets rhéologiques et géométriques

Mechanical study of the June 2000 south Icelandic crisis based on 3D finite element models : rheological and geometrical effects

• Auteur / Autrice : Loïc Dubois
• Direction : Dimitri Komatitsch, Kurt Feigl
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sismotectonique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Coulomb, Fonctions de

Sismogrammes

Génie parasismique

Éléments finis, Méthode des

Modélisation tridimensionnelle

Tectonique

Géomorphologie

Séismes

Mots clés libres

Islande

Zone sismique sud-islandaise

Déformation

Contrainte de Coulomb

Cycle sismique

Glissements co-sismiques

Lithosphère

Poro-élasticité

Visco-élasticité

Sismicité

Méthode des éléments finis

Inversion numérique.

Iceland

South Iceland Seismic Zone

Deformation

Coulomb stress

Seismic Cycle

Coseismic slips

Lithosphere

Poro-elasticity

Visco-elasticity

Seismicity

Finite-element method

Numerical inversion

Résumé

Au niveau d'une zone transformante atypique se situant au sud-ouest de l'Islande, une série de séismes majeurs (MW = 6,5) s'est produite en juin 2000. De nombreuses données InSAR et GPS couvrent les différentes phases d'un cycle sismique. L'utilisation d'un code de calcul numérique fondé sur une méthode d'éléments finis a permis d'explorer les influences sur la déformation des hétérogénéités présentes au niveau de la zone sismique sud islandaise. Dans la phase co-sismique, l'hypothèse majeure est la rigidification de la lithosphère avec la profondeur. Dans la phase post-sismique, la géométrie des couches rhéologiques a également une influence, ainsi que l'étude simultanée des différents processus associés (relaxations visco- et poro-élastique, afterslip…). Enfin, la répartition asymétrique des contraintes lors de la phase inter-sismique due à l'amincissement de la croûte vers l'ouest semble être un facteur essentiel pour expliquer la migration est-ouest observée dans la sismicité.

In an atypical transform zone located in the southwest of Iceland, a sequence of earthquakes (including two MW = 6. 5 events) occurred in June 2000. A large amount of InSAR and GPS data covers the various phases of a seismic cycle. The use of a numerical code based on a finite-element method has allowed to analyze in each phase of the cycle the influences on the deformation of the heterogeneities which exist in the South Icelandic Seismic Zone. The coseismic deformation is especially sensitive to the increase of lithospheric stiffness with depth. The geometry of the rheological layers also has an influence during the post-seismic interval, when various related processes (visco- and poro-elastic relaxations, afterslip…) appear to occur on partially overlapping time- and length-scales. The asymmetrical distribution of stress during the inter-seismic interval due to the crustal thinning towards the west appears to be an essential factor to explain the east to west migration of seismicity.