Comportement "supercyle" de la subduction de l'Équateur mis en lumière après le séisme de Pedernales du 16 avril 2016 | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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  Comportement "supercyle" de la subduction de l'Équateur mis en lumière après le séisme de Pedernales du 16 avril 2016

Figure 1: Les grands séismes de la zone de subduction de l’Equateur depuis 1906. Les contours blancs indiquent les zones des ruptures passées, tandis que les couleurs représentent le couplage de l’interface de subduction (déterminé par GPS), un fort couplage correspondant à un potentiel sismique important. L’épicentre du séisme de Pedernales est indiqué par l’étoile jaune.

Le séisme de Pedernales (magnitude 7.8) a violemment frappé la côte centrale de l’Équateur le 16 avril 2016, causant près de 700 victimes et plus de 16 000 blessés. Ce séisme prolonge l’intense activité sismique de cette zone au cours du XXe siècle (séisme de magnitude ~8.6 en 1906, suivi par des séismes de magnitude 7.7-8.2 en 1942, 1958 et 1979, voir Figure 1). Sur la base de cette sismicité passée, différents projets ont été montés depuis 2007 en collaboration avec l’Institut de Géophysique à Quito, afin de développer notre capacité d’observation des déformations terrestres dans cette zone, en y installant GPS, sismomètres et accéléromètres. Tout d’abord à l’instigation du laboratoire Geoazur, ces projets ont ensuite intégré plus largement la communauté française (IPGP, ISTEP) et ont bénéficié de l’implication continue de l’IRD ainsi que du soutien de l’ANR.

 

 
Figure 2 : Processus de rupture du séisme de Pedernales. A gauche, instantanés de la progression de la rupture, indiquant le glissement (en mètres) qui s’accumule toutes les 6 secondes. A droite, illustration de quelques stations utilisées pour l’analyse de la rupture du séisme. Les déplacements observés, en noir (en cm en fonction du temps en secondes), sont modélisés par les synthétiques en rouge. Les trois composantes de chaque point d’observation (Est à gauche, Nord au milieu, et verticale à droite) sont représentées.

Ces observations de terrain, complétées par les techniques d’interférométrie satellitaire (InSAR) et par les enregistrements sismiques à l’échelle du globe (entre autres par le réseau GEOSCOPE), ont tout d’abord permis de reconstituer finement le processus de rupture du séisme. Comme indiqué dans la Figure 2, la rupture a duré 45s et s’est propagée du nord vers le sud sur 100 km en rompant successivement deux zones le long de la côte équatorienne entre 15 et 30 km de profondeur. La seconde zone est caractérisée par un fort glissement de 6 mètres sur une zone de 30x30 km2 à 20 km de profondeur sous la côte. La forte chute de contrainte associée a conduit à de très fortes accélérations du sol (1.4 fois la valeur du champ de gravité). La direction préférentielle de la rupture a aussi créé une forte amplification des ondes sismiques pour les zones situées au sud de la rupture (effet de directivité). Cet effet explique au moins en partie les forts dégâts observés dans les villes de Portoviejo ou Manta tandis que les villes au nord de la rupture (Esmeraldas) ont été peu touchées.

En plus de leur intérêt pour l’analyse du séisme lui-même, les données GPS permettent de déterminer quelles contraintes s’accumulent, année après année, le long de la subduction de l’Equateur. Ces mesures révèlent que les déplacements induits par les séismes de 1942, 1958, 1979 et 2016 sont plus grands que le potentiel accumulé par le mouvement des plaques tectoniques depuis 1906. Autrement dit, la récurrence élevée de grands séismes depuis 1906 correspond à la libération de forces accumulées pendant plusieurs siècles. Des données récentes de paléosismologie marine acquises lors d’une campagne en mer en 2000 sur la marge équatorienne (Migeon et al., 2016) confirment une grande période de silence sismique avant le XXe siècle et une séquence similaire à la fin du Moyen-âge. La subduction nord-Equateur et sud-Colombie semble donc suivre un comportement appelé "supercycle" de séismes, déjà observé pour les failles continentales et la subduction de Sumatra. Dans ce comportement, de longues périodes d’accumulation d’énergie sont suivies de grands séismes successifs, ne relâchant individuellement qu’une partie de l’énergie accumulée. Ce fonctionnement complique fortement l’appréhension du risque sismique et impose de ne pas toujours suivre l’idée intuitive, mais trop optimiste, qu’un séisme important réduit le risque sismique.
 

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Date de publication : 
09 Janvier 2017