Apport des mouvements forts et de la géodésie à l'étude de la physique de la rupture sismique : application à l'analyse de l'aléa sismique

Thèse soutenue le 6 octobre 2000 au LGIT devant le jury composé de : Pascal BERNARD Rapporteur et président Pierre BRIOLE Examinateur Michel CAMPILLO Directeur de Thèse Fabrice COTTON Directeur de Thèse Shamita DAS RapporteurThis work presents seismic source studies using near?field data. In accordance with the quality and the quantitv of available data we developped and applied various methods to characterize the seismic source. Macroseismic data are used to verify if simple and robust methods used on recent instrumental earthquakes may provide a good tool to calibrate historical events in France. These data are often used to characterize earthquakes to be taken into account for seismic hazard assessment in moderate seismicity regions. Geodetic data (SAR, GPS) are used to estimate the slip distribution on the fault during the 1992, Landers, California earthquake. These data are also used to precise the location and the geometry of the main events of the 1997, Colfiorito, central Italy, earthquake sequence. Finally, the strong motions contain the most complete information about rupture process. These data are used to discriminate between two possible fault planes of the 1999, north India, Chamoli earthquake. The strong motions recorded close to the 1999, Mexico, Oaxaca earthquake are used to constrain the rupture history. Strong motions are also used in combination with geodetic data to access the rupture history of the Landers earthquake and the main events of the Colfiorito seismic sequence. For the Landers earthquake, the data quality and complementarity offered the possibility to describe the rupture development with accuracy. The large heterogeneities in both slip amplitude and rupture velocity variations suggest that the rupture propagates by breaking successive asperities rather than by propagating like a pulse at constant velocity. The rupture front slows as it encounters barriers and accelerates within main asperities.Ce travail est consacré à l'étude de la source sismique en utilisant des données de champ proche. Selon la quantité et la qualité des données disponibles, nous avons appliqué différentes méthodes pour caractériser la rupture sismique. Nous avons, tout d'abord, validé des méthodes macrosismiques sur des séismes français récents. Ces données permettent d'estimer la localisation et la taille des séismes historiques et sont utilisées pour caractériser les séismes à prendre en compte lors de l'évaluation de l'aléa dans des régions à sismicité modérée. Les données géodésiques (SAR, GPS) nous ont permis d'estimer la distribution du glissement sur la faille lors du séisme californien de Landers (1992). Ces données nous ont permis de préciser la localisation et la géométrie des failles ayant joué lors des principaux événements de la séquence sismique italienne de Colfiorito (1997). Enfin les données de mouvement fort nous ont permis d'estimer le pendage de la faille ayant rompu lors du séisme indien de Chamoli (1999). Nous avons utilisé des données de mouvement fort pour contraindre le développement de la rupture lors du séisme mexicain de Oaxaca (1999). Les données de mouvement fort ont été utilisées en association avec des données géodésiques pour remonter au développement temporel de la rupture lors du séisme de Landers et de la séquence sismique de Colfiorito. En ce qui concerne le séisme de Landers, la qualité et la complémentarité des données nous ont permis d'obtenir un véritable film du glissement. La rupture est hétérogène. On note la présence de zones où le glissement est plus important qu'ailleurs. Ces zones sont séparées par des régions qui correspondent aux zones de relais entre les segments de faille où le glissement est moindre et où la vitesse de rupture diminue