1. Avant le tremblement de terre :
- Avant qu'un tremblement de terre ne se produise, les roches de chaque côté de la faille sont verrouillées ensemble en raison du frottement statique. Ce niveau de friction élevé empêche tout mouvement ou glissement important le long de la faille.
2. Déclenchement du tremblement de terre :
- Lorsque la contrainte accumulée sur la faille dépasse le frottement statique, la faille commence à glisser. Ce glissement initie la rupture sismique.
3. Affaiblissement dynamique :
- Au fur et à mesure que la rupture se propage le long de la faille, le frottement entre les roches diminue rapidement. Ce phénomène, appelé affaiblissement dynamique, est provoqué par plusieurs mécanismes, tels que :
- Adoucissement thermique : L'échauffement de cisaillement intense généré par le glissement rapide des roches rend la zone de faille plus chaude et plus faible.
- Chauffage flash : Des températures élevées peuvent faire fondre les aspérités (irrégularités) sur la surface de la faille, réduisant ainsi la friction et permettant un glissement plus fluide.
- Dégâts et pulvérisation : Le mouvement violent lors d'un tremblement de terre peut endommager et pulvériser la surface de la faille, créant de fines particules qui agissent comme lubrifiants, réduisant ainsi davantage la friction.
4. Friction maximale :
- À un moment donné lors de la rupture sismique, le processus d'affaiblissement dynamique atteint sa limite et le frottement recommence à augmenter. Cela se produit lorsque les roches ont été suffisamment affaiblies et endommagées. Le frottement maximum atteint au cours de cette étape est appelé frottement maximal.
5. Adoucissement après le pic :
- Une fois le pic de friction atteint, le frottement recommence à diminuer à mesure que les roches continuent de glisser les unes sur les autres. Cette phase de ramollissement post-pic est également influencée par des processus thermiques et mécaniques similaires à l'affaiblissement dynamique.
6. Friction résiduelle :
- Le frottement finit par se stabiliser à un niveau inférieur, appelé frottement résiduel. A ce stade, la rupture sismique ralentit et finit par s'arrêter.
L'évolution du frottement lors d'un séisme affecte de manière significative les mouvements du sol subis en surface. Un frottement élevé entraîne généralement des vitesses de glissement plus faibles et des déplacements plus petits, tandis qu'un frottement faible peut conduire à un glissement plus rapide et à des secousses du sol plus importantes. Comprendre le comportement du frottement est essentiel pour évaluer les risques sismiques, prévoir les mouvements du sol et concevoir des structures parasismiques.
