Déformation lithosphérique en contexte de convergence oblique

ED SIBAGHE
Sujet de thèse : Déformation lithosphérique en contexte de convergence oblique :
approche numérique et sismologique, application à la terminaison Sud de la subduction des
Ryukyus
Directeur : Serge Lallemand
e-mail : [email protected]
Type de financement : allocation de recherche
Co-encadrants et collaborations extérieures :
Modélisation numérique : Riad Hassani (Univ. Chambéry) et Rodolphe Cattin (ENS Ulm)
Sismologie : Stéphanie Gautier (Géosciences Montpellier); Yvonne Font et Nicole Béthoux
(GéoAzur)
Thématique : Imagerie et modélisation de la déformation lithosphérique en contexte de
subduction-collision
Détail :
Profil candidat : Formation M2 Géophysique – Aptitude en modélisation numérique et
éventuellement en traitement de données sismologiques
Domaine scientifique : Géosciences
Mots-clés : subduction, déformation, modélisation, sismicité
Objectif : Déterminer les facteurs de premier ordre qui influent sur la déformation des
lithosphères en convergence oblique. Proposer un modèle de déformation appliqué à la
subduction des Ryukyus près de Taiwan.
Contexte – Exposé des motifs :
La terminaison sud de la subduction des Ryukyus près de Taiwan est le siège d’une intense
activité sismique limitée à la région avant-arc des Ryukyus à quelques dizaines de kilomètres
seulement des côtes japonaises et taïwanaises. La région a déjà subi plusieurs séismes
historiques comme celui du 5 Juin 1920 de magnitude au moins égale à 8, ou plus
récemment celui du 31 Mars 2002 de magnitude 7.1. Nous disposons d’un jeu important de
données géophysiques bathymétriques, gravimétriques, magnétiques et sismiques
réflection/réfraction du fait des nombreuses campagnes océanographiques qui se sont
déroulées durant la dernière décennie. Ces données ont été acquises et analysées en étroite
collaboration avec les équipes taïwanaises et américaines. Plusieurs résultats récents
indiquent que les 2 plaques en convergence (la plaque Philippine en subduction et la plaque
Eurasie chevauchante) se déforment intensément près de Taiwan, expliquant ainsi la
concentration anormale de forts séismes sous l’avant-arc. Il convient donc de mieux
caractériser les failles actives à l’origine de la concentration de séismes près de Taiwan afin
de proposer un modèle de déformation et évaluer l’aptitude de ces failles à déclencher un
fort séisme. Un projet, intitulé : Aléa sismique et tectonique active à Taiwan,est soutenu par
l’ANR pour une durée de 4 ans (2006-2009) avec pour objectif de réaliser une imagerie
(sismologie active et passive) de la zone sismogène et de développer en parallèle une
modélisation de cette zone.
Cette étude s’inscrit dans une étude globale sismotectonique de Taiwan. Le laboratoire
d’accueil participe à un Laboratoire International associé donnant un cadre officiel à la
collaboration entre Taiwan et la France. Ce cadre facilite les échanges, notamment les
voyages et séjours de scientifiques français à Taiwan. Le candidat aura donc l’occasion de
participer à la campagne sismologique au printemps 2008 et de réaliser un ou des séjours
dans des laboratoires taiwanais. Le volet « modélisation numérique » s’inscrit dans la suite
du projet DyETI « Dynamique de la subduction ». Les collaborations extérieures sont
nombreuses : Univ. Chambéry, UMR GéoAzur Nice, UMR Tectonophysique, Université
Nationale de Taiwan, Academia Sinica, Université de Keelung
Méthodes :
La thèse comprend 2 volets distincts :
(1) Une analyse mécanique de la déformation s’appuyant sur des modélisations
numériques 3D (code ADELI) dans un contexte de convergence oblique avec
éventuellement un relief océanique en subduction.
(2) Une étude fine de la sismicité de la zone sismogénique à partir des données
sismologiques acquises sur les stations à terre (notamment les stations taiwanaises
et japonaises) mais aussi à partir d’un jeu de données obtenues à partir de stations
fond de mer (campagne océanographique prévue au printemps 2008). Il est prévu
notamment de réaliser une tomographie de la zone. A partir des données déjà à
notre disposition, les hypocentres peuvent être localisés en utilisant un modèle de
vitesses 3D et la méthode MAXIM (Font et al., 2004). Les mécanismes au foyer des
séismes peuvent être recalculés. Des analyses de directivité permettant de privilégier
l’un des plans nodaux seront effectuées sur les séismes majeurs.
L’une ou l’autre de ces méthodes peut être privilégiée en fonction des dispositions du
candidat.
Résultat attendu : Facteurs contrôlant la déformation en contexte de convergence
oblique. Scénario de déformation et aléa sismique au large de Taiwan (terminaison des
Ryukyus)
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