Pré-séisme :
Avant qu’un tremblement de terre ne se produise, les roches de chaque côté d’une faille sont verrouillées ensemble en raison des contraintes tectoniques accumulées. La résistance au frottement entre ces roches est élevée, ce qui les empêche de glisser facilement les unes sur les autres. Ce niveau élevé de frottement est maintenu par divers facteurs, notamment l'emboîtement des surfaces rocheuses, la présence de fluides et la contrainte normale effective (la pression agissant perpendiculairement à la surface de la faille).
Initiation du tremblement de terre :
À mesure que la contrainte tectonique s'accumule et dépasse la résistance de frottement, les roches surmontent le frottement statique et la faille commence à glisser. Cette rupture initiale nuclée le séisme et marque l'apparition des ondes sismiques. À ce stade, la résistance au frottement est encore élevée, mais elle commence à diminuer à mesure que les roches glissent les unes sur les autres.
Phase de rupture dynamique :
À mesure que la rupture sismique se propage, la vitesse de glissement augmente et la résistance de frottement entre les roches diminue encore davantage. Cette phase se caractérise par une libération d’énergie rapide et instable, provoquant de violentes secousses du sol. La diminution du frottement permet à la rupture de se propager rapidement le long de la faille, générant de fortes ondes sismiques.
Phase d'affaiblissement du glissement :
Lors de la phase de rupture dynamique, la résistance de frottement peut subir un phénomène appelé « affaiblissement par glissement ». Cela fait référence à la réduction du frottement à mesure que le déplacement de glissement (la quantité de mouvement entre les roches) augmente. Cet affaiblissement peut survenir en raison de divers mécanismes, tels que les effets thermiques, les dommages causés aux surfaces rocheuses et la présence de fluides. L’affaiblissement du glissement favorise la propagation de la rupture sismique et peut conduire à des secousses du sol à grande échelle.
Phase post-séisme :
Après le séisme, la résistance de frottement augmente à nouveau progressivement à mesure que les surfaces de faille s'immobilisent. Les roches commencent à adhérer les unes aux autres et le mouvement de glissement ralentit jusqu'à finalement s'arrêter. Au cours de cette phase, des répliques peuvent survenir, qui sont des séismes plus petits qui suivent l'événement principal et sont liés au réajustement des contraintes et des propriétés de frottement à la suite du séisme.
Comprendre l’évolution du frottement lors d’un séisme est crucial pour modéliser et prédire avec précision le comportement des ruptures sismiques. Il aide les scientifiques et les ingénieurs à concevoir des structures parasismiques, à évaluer les risques sismiques et à atténuer les risques associés à ces événements dévastateurs.
