Caractérisation de la source sismique à partir des données en champ proche : application aux séismes de Tottori (Japon) et Boumerdes (Algérie)

Seismic source characterization using near-field data : application to the 2000 Tottori (Japan) and Boumerdes (Algeria) earthquakes

• Auteur / Autrice : Fethi Semmane
• Direction : Michel Campillo, Fabrice Cotton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

Les deux séismes que nous avons choisis d'étudier se sont tous les deux produits sur des failles cachées et ignorées. Nous avons utilisé toutes les données disponibles pour préciser la localisation et la géométrie des failles ayant joué lors des deux séismes. Le séisme de Tottori s'est produit sur une faille en décrochement, le glissement est superficiel mais aucune trace claire n'a été observée en surface. Tous les modèles inversés montrent un glissement au sommet de la faille contredisant ainsi les observations en surface. Nous avons testé plusieurs modèles enterrés (compatibles avec les observations en surface) à différentes profondeurs. Les résultats montrent que lorsque le glissement est autorisé à se produire près de la surface, l'accord aux données est sensiblement amélioré. Ces tests confirment que le glissement s'est produit proche de la surface. La projection des répliques sur le plan de faille montre que la distribution du glissement sur la faille est contrôlée par une variation des propriétés de le faille avec la profondeur. La rupture lors de ce séisme semble s'arrêter à l'intersection avec un segment de faille perpendiculaire. Le même phénomène est observé pendant le séisme de Boumerdes. La localisation précise de la faille lors de cet événement est possible grâce aux données GPS. La position de faille proposée explique bien les observations. La distribution du glissement sur la faille après inversion en deux étapes, montre que la rupture est bilatérale avec deux zones de large glissement. Le calcul de la variation de contraintes de Coulomb, montre un chargement de la partie NW de la faille de Thénia, supposée jouer un rôle dans l'arrêt de la rupture.

The two earthquakes, which we chose to study in this thesis, are ail the two produced on hidden and ignored faults. We used all the data available to specify the localization and the geometry of the faults having played at the time of the two earthquakes. The Tottori earthquake occurred on a strike-slip fault, the slip is superficial but no clear trace was observed on the surface. All the inverse models show a slip at the top of the fault thus contradicting the observations on the surface. We tested several models buried (compatible with the observations on the surface) at various depths. The results show that when the slip is authorized to occur close to surface, the agreement with the data is appreciably improved. These tests confirm that the slip occurred near to surface. The projection of the aftershocks on the fault plane shows that the distribution of the slip on the fault is controlled by a variation of the properties of the fault with the depth. The rupture during this earthquake seems to stop when meeting a perpendicular segment of fault. The same phenomenon (stopped rupture) is observed during the earthquake of Boumerdes. The localization of the fault of this event is possible due to GPS data. The position of fault suggested in this study, explains the observations weil. The distribution of the slip on the fault after a two-step inversion shows that the rupture is bilateral with two zones of large slip. The calculation of the Coulomb stress variations shows a loadin of the NW part of the Thénia fault, which is supposed to play a role in the stop of the rupture.