Citoyen / Grand public
Chercheur
Étudiant / Futur étudiant
Entreprise
Partenaire public
Journaliste
Enseignant / Elève

Lois de séismes et surfaces fractales

Dans un travail récent, des scientifiques mettent en relation les propriétés statistiques des séismes (magnitude, fréquence, etc...) avec celles de surfaces aléatoires fractales corrélées à longue portée. Cette relation permet de comprendre pourquoi et comment les différentes caractéristiques des séismes sont reliées statistiquement.

Lois de séismes et surfaces fractales

Date de publication : 04/08/2023

Recherche

Équipes liées :
Géodésie

La Terre ne tremble pas au hasard. L’analyse des nombreuses données des catalogues de sismicité a permis de déterminer empiriquement deux lois statistiques clés décrivant leur caractéristiques. La loi d’Omori définit la décroissance du nombre de répliques qui se produisent après un grand séisme tandis que la loi de Gutenberg-Richter établit que la fréquence des séismes dépend de leur magnitude. Cependant, les processus physiques régissant ces lois empiriques sont mal connus.

Dans une étude récente, une collaboration franco-japonaise entre le Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure (LPENS), l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), l’Université d’Osaka et le Laboratoire de Géologie de l’Ecole Normale Supérieure (LGENS), a mis en évidence un mécanisme physique qui pourrait expliquer l’origine de ces lois empiriques. Les scientifiques ont utilisé plusieurs modèles de failles simplifiés pour reproduire les lois statistiques régissant les tremblements de terre. Ils ont alors découvert un lien fondamental entre ces lois et les propriétés mathématiques des surfaces aléatoires représentant les plans de faille.

L’étude révèle que le champ de contrainte accumulé sur les plans de faille avant une rupture sismique présente une structure aléatoire et auto-similaire ou fractale. Ce champ de contrainte conserve ses caractéristiques quelle que soit l’échelle et détermine ainsi celles des séismes à grande échelle. Les lois de Gutenberg-Richter et Omori peuvent alors être expliquées par les propriétés mathématiques des surfaces aléatoires.

Ces résultats, publiés dans la revue Physical Review E., ouvrent des perspectives intéressantes : une caractérisation approfondie des surfaces aléatoires des plans de faille pourrait permettre une meilleure compréhension des processus physiques associés aux séismes.

 

> Bibliographie :

Earthquake magnitude distribution and aftershocks: A statistical geometry explanation, F. Pétrélis, K. Chanard, A. Schubnel, et T. Hatano, Phys. Rev. E, Publié le 22 mars 2023 – Doi : 10.1103/PhysRevE.107.034132

 

D’après l’article initialement publié sur le site de l’INP-CNRS : https://www.inp.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/lois-des-seismes-et-surfaces-fractales

Dernières actualités
L’instrument SPSS, contribution française du CNES et de l'IPGP, à bord de la mission américaine Artemis IV
L’instrument SPSS, contribution française du CNES et de l'IPGP, à bord de la mission américaine Artemis IV
Le CNES (Centre National d’Études Spatiales) et l’Institut de physique du globe de Paris, Université Paris Cité, sont fiers d’annoncer la sélection pa...
Distinctions internationales pour Daniel Neuville dans le domaine des sciences du verre
Distinctions internationales pour Daniel Neuville dans le domaine des sciences du verre
Daniel Neuville, directeur de recherche CNRS à l'IPGP a été distingué en 2025 par le prix Morey et a été élu en janvier 2025 à la présidence des comit...
Disparition de Jean-Robert Kienast
Disparition de Jean-Robert Kienast
Jean Robert Kienast nous a quittés le jeudi 27 novembre 2025. Né le 6 avril 1938 à Fès (Maroc), il effectue ses études secondaires au lycée Buffon. Il...
Un tsunami médiéval révélé par des blocs de corail géants dans les Caraïbes
Un tsunami médiéval révélé par des blocs de corail géants dans les Caraïbes
De nouveaux travaux scientifiques viennent de lever le voile sur un épisode géologique aussi spectaculaire qu’oublié : un tsunami d’une ampleur except...