Failles, des observations à la mécanique de la fracturation | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Équipes de recherche

Tectonique et mécanique de la lithosphère

  Failles, des observations à la mécanique de la fracturation

Géométrie, propagation, dynamique des failles – des observations à la mécanique de la fracturation.

Fracture mechanics

L'étude des ruptures sismiques en surface, des séries de paléo-séismes et de leur succession dans le temps, sont des thèmes de recherche récurrents du laboratoire de Tectonique. Nous explorons maintenant plus en détail les facteurs géologiques et physiques qui contrôlent la géométrie, les modes de croissance et de propagation des failles depuis les processus de fracturation élémentaires jusqu'à l'organisation des systèmes de failles à grande échelle.

Un sujet actuel est l'étude des interactions et rétroactions entre ruptures sismiques unitaires d'une part, et évolution des failles: Par exemple, comment les effets de rupture dynamique influencent ils la géométrie des failles par endommagement ou bifurcation de la rupture ? Alternativement, comment la géométrie d'une faille détermine t'elle la géométrie des ruptures élémentaires (taille, segmentation, branchement) et leur enchaînement (séquences, déclenchements successifs) ?


L'imagerie satellitaire de très haute résolution, associée à des techniques de pointe de corrélation d'images ou d'interférométrie et à des observations de terrain permettent d'établir des cartes extrêmement précises des traces de failles ou des ruptures sismiques. Nos travaux récents montrent que l'on peut maintenant commencer à en tirer des propriétés géométriques génériques qui pourront servir à contraindre les modélisations physiques. Pour cela, nous cherchons à acquérir le maximum d'observations de terrain les plus pertinentes et à développer une base de données qui servira à implémenter des modèles décrivant la nucléation des failles et leur évolution temporelle à différentes échelles de temps et d'espace.


Pour déterminer et cartographier la géométrie des failles et ruptures et mesurer les distributions de glissement, nous utilisons largement les possibilités offertes par l'imagerie satellitaire de résolution inframétrique ainsi que les données de topographie très haute résolution obtenue à partir de ces images ou de mesures photogramétriques ou Lidar. Des campagnes de terrain permettent de vérifier les observations clés déduites de l'imagerie, et de documenter des séries temporelles de séismes à l'aide de la paléosismologie. Dans un futur proche, l'acquisition rapide des données d'imagerie associée au développement des techniques d'interférométrie (InSAR) et de corrélation d'images, couplée aux mesures sismologiques, apportera un suivi dynamique continu des déformations élastiques ou permanentes sur les failles actives. De plus, dans certains cas comme en Afar, ces déformations sont étroitement associées au magmatisme. Par ailleurs, sur des échelles de temps beaucoup plus longues, la mécanique de croissance et de propagation des failles à l'échelle de la croûte et de la lithosphère est contrainte par des observations géologiques clés et la datation de marqueurs décalés ou déformés.