A gauche :une rupture sismique avec glissement oblique. La surface coupant la croûte terrestre est un défaut. Le décalage oblique du petit bloc indique le sens du glissement. Les couleurs sur le plan de faille indiquent la quantité de glissement de faille à cinq reprises successives, généré par une simulation informatique. Le glissement est limité en profondeur et balaie la faille à une vitesse appelée vitesse de rupture. A droite :les vitesses de rupture que peuvent atteindre les grands séismes à glissement oblique. Ce diagramme montre comment les vitesses de rupture constantes des grands séismes dans le nouveau modèle de Weng et Ampuero (2020) dépendent de l'angle de glissement et d'obliquité et de la force de la faille. Crédit :H. Weng et J.P. Ampuero, Géosciences de la nature (2020).
Dans un article publié le 9 novembre dans Géosciences de la nature , Jean-Paul Ampuero et Huihui Weng, deux chercheurs de l'Université Côte d'Azur et de l'Institut national de recherche pour le développement durable (IRD-France) proposent un nouveau modèle pour prédire la vitesse de propagation des séismes.
Parmi les risques naturels les plus dommageables, les tremblements de terre sont encore aujourd'hui l'un des phénomènes les moins compris en sciences de la Terre. Les tremblements de terre se produisent lorsque des roches de chaque côté d'une faille tectonique glissent. La glisse, cependant, ne se produit pas le long de toute la faille d'un coup mais commence à un point, l'hypocentre, puis s'étend sur l'ensemble de la faille à une vitesse dite « vitesse de rupture » du séisme. Les géophysiciens s'intéressent particulièrement aux vitesses de rupture car plus elles sont rapides, plus les ondes sismiques sont fortes et donc plus les dommages causés sont importants.
Les modèles sismiques développés jusqu'à présent ont conclu que les tremblements de terre ne pouvaient pas se propager de manière stable et durable à des vitesses arbitraires. Les scientifiques avaient donc déterminé une plage de "vitesse interdite" située entre la vitesse des ondes P et S, les deux principales ondes sismiques qui se propagent à travers la Terre. Cependant, les progrès de l'observation sismologique des séismes ont permis de démontrer que les séismes récents s'étaient effectivement propagés dans le domaine interdit. Ce fut le cas pour le séisme de 2018 à Palu, Indonésie, par exemple, qui a provoqué un tsunami destructeur.
Vitesses de rupture ininterrompues grâce au glissement oblique
Pour résoudre cette incohérence déroutante entre la théorie des tremblements de terre et les observations, des chercheurs de l'Université Côte d'Azur et de l'IRD ont développé un nouveau modèle pour prédire la vitesse de propagation des séismes. Cette prouesse a été réalisée grâce au calculateur performant de l'Observatoire de la Côte d'Azur, l'un des participants à OPAL, une plate-forme partagée qui donne accès à toutes les ressources de calcul de la région.
Les chercheurs ont réussi à surmonter deux limitations cruciales des modèles précédents. La première consistait à s'appuyer sur des modèles bidimensionnels, alors que la Terre est en 3 dimensions. La seconde était d'assumer une direction de glissement horizontale ou verticale, tandis que le glissement sismique peut être oblique. En surmontant ces deux limites, ils ont pu expliquer pourquoi les « vitesses interdites » sont effectivement admissibles.
« L'un des principaux enjeux de la prévention des séismes est de prédire leur impact. Nous devons saisir cette opportunité pour introduire plus de physique dans l'évaluation des risques sismiques, qui a été très empirique jusqu'à présent, " souligne Huihui Weng, chercheur à Université Côte d'Azur. « Le nouveau modèle fournit des éléments théoriques validés qui pourraient à terme être utilisés pour améliorer l'évaluation du risque sismique, " ajoute Jean-Paul Ampuero, sismologue à l'IRD.
