Résumé public du projet - ANR 2011 "Subduction: standard and

Résumé public du projet
Référence du formulaire : ANR-FORM-110425-01-01
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Identification du projet
Acronyme S4
Titre Subduction : standard and slow seismology
Programme – Edition Programme Blanc SIMI 5-6 2011
Référence ANR ANR- 2011-BS56-017
Contact coordinateur (Nom,
partenaire, mél) Jean Virieux, ISTerre, [e-mail]
Partenaires (société, organismes,
labos) BRGM, ENS-Géologie, LSPM
Date de début
Date de fin 1 janvier 2012 31 décembre 2014
Pôles de compétitivité Néant car pas de financement
Coût complet 1 312 938 €
Aide ANR 350 000 €
Site web http://s4.obs-ujf-grenoble.fr
Date de mise à jour de ce document
Titre d’accroche du projet (1 ligne)
Les zones de subduction au Chili et au Mexique : affrontement au travers des séismes et des
séismes lents
Sous-titre / Argument du projet (2 à 4 lignes)
Interpréter les sismogrammes et déformations enregistrées à la surface de la Terre pour
comprendre les mécanismes profonds de relâchement des contraintes tectoniques donnant
lieu aux séismes et aux séismes lents
Titre de la partie Enjeux & objectifs (1 ligne)
Modélisation et interprétation des signaux sismiques : vers une imagerie du contact entre
plaques tectoniques
Enjeux & objectifs (20 lignes max)
Deux événements se sont passés en 2010 au Chili et au Mexique dont il nous faut comprendre
les mécanismes tectoniques sous-jacents via des modélisations à grande échelle mais de
grande précision locale.
Le séisme de MAULE de magnitude 8.8 au Chili le 27 février 2010 et le séisme lent de
Guerrero de magnitude équivalente 7.5 au Mexique en 2010 sont les données dont nous
devons extraire une information sur la physique du contact entre les plaques. Cela ne peut se
faire qu’avec une modélisation précise localement pour les phénomènes de rupture mais de
grande portée d’interaction en raison des ondes sismiques se propageant sur de grandes
distances.
Titre de la partie Méthodes / Approches (1 ligne)
Modélisation et imagerie des ruptures rapides et lentes des séismes
Méthodes / Approches (20 lignes max)
Pour une modélisation quantifiée de la rupture sismique, nous devons résoudre les équations
de l’élasto-dynamique avec une grande précision de l’estimation des contraintes qui servent à

Référence du formulaire : ANR-FORM-110425-01-01 2/2
définir le critère de rupture. Cette résolution doit se faire à grande échelle car les ondes
sismiques se propagent à grande distance. Les techniques utilisées sont des techniques
numériques qui vont classiquement des méthodes de différences finies à des méthodes
d’éléments finis discontinus plus originale sur lesquelles un effort particulier est fait pour
assurer la précision locale de la solution. Il est important que cet effort ne pénalise par la
simulation sur l’ensemble de la zone concernée. L’ambition est de réaliser ce genre de
simulations dans un bloc de 200 km x 200 km x 100 km pour expliquer les observations que
nous avons à la surface.
Pour expliquer les observations, nous devons introduire des méthodes d’inversion ou
d’assimilation des données qui nous permettent de modifier les descriptions des ruptures en
fonction des observations faites. Cette étape d’imagerie englobe la partie modélisation qui est
sous-jacente.
Résultats (20 lignes max)
L’application aux séismes de Maule au Chili mais aussi au séisme lent du gap de Guerrero au
Mexique est notre objectif final. On espère ainsi mieux comprendre ce qui se passe lors de la
rupture sismique en zone de subduction, rupture beaucoup plus complexe que celles que l’on
observe le long de failles transformantes comme celle de San Andreas.
Il est certain que les méthodes nouvelles développées pourront s’appliquer à d’autres séismes
de subduction et particulièrement à ceux du Japon qui ont eu lieu après le dépôt de cette
demande.
Perspectives (10 lignes max)
Mieux comprendre les séismes de subduction pour mieux en estimer l’impact.
Productions scientifiques et brevets (10 lignes max)
Ce projet s’articule sur la publication d’articles à la fois sur les méthodes et sur les
applications dans le cadre des zones de subduction du Chili et du Mexique. Aucune retombée
commerciale n’est attendue dans ce projet.
Illustration
Instantané de l’évolution de la contrainte cisaillante sur une faille transformante non-plane au
cours de la rupture. Le front de propagation de la rupture est identifiée autour de la zone verte
à droite et permet le relâchement de la contrainte que l’on voit répartie d’une manière non
homogène dans les autres parties de la faille. Cette faille d’une longueur d’environ 80 km est
imergée dans un milieu tridimensionnelle dans lequel les ondes sismiques se propagent et
permettent l’accroissement locale de la contrainte pour propager la rupture.