Détermination rapide des paramètres de la source des grands séismes à partir de la phase W

Depuis 20 ans, un effort considérable a été effectué dans le développement et la mise en place d'outils dédiés à la caractérisation rapide de la source sismique. Jusqu'à récemment, plusieurs heures étaient encore nécessaires pour obtenir une information fiable sur la source des grands tremblements de terre (Mw>=7.5). C'est dans ce cadre que s'inscrit ce travail, dont l'objectif principal est le développement et la mise en oeuvre d'une méthode de détermination rapide du tenseur moment sismique centroid (CMT) pour les grands séismes basée sur l'utilisation de la phase W. Il s'agit d'une phase sismique très longue période (entre 100 sec et 1000 sec) clairement visible sur les traces en déplacement avant l'arrivée des ondes de surface. De part sa nature longue période et sa présence au début des sismogrammes, la phase W a un fort potentiel pour la détermination rapide et robuste des paramètres caractérisant globalement la rupture des grands séismes. L'algorithme phase W est aujourd'hui implémenté en temps réel dans plusieurs centres d'alerte à l'échelle globale et à l'échelle régionale. A des distances télésismiques, la méthode permet l'obtention du CMT dans la première demi-heure après le temps origine. A des échelles régionales, les résultats sont disponibles beaucoup plus rapidement, entre 6 et 12 minutes après le temps origine. Les résultats obtenus en temps réel à l'United States Geological Survey (USGS), au Pacific Tsunami Warning Center (PTWC), à l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg (IPGS) et à l'échelle régionale au Mexique montrent clairement la robustesse et la fiabilité des solutions CMT obtenues en utilisant la phase W. L'exemple récent du séisme de Tohoku-oki au Japon (Mw=9.0, 2011) est révélateur quand à l'efficacité de l'algorithme phase W pour la détermination rapide du CMT en temps réel. Les méthodes "standard" de calcul des magnitudes préliminaires n'étant pas spécifiquement adaptées aux très grands séismes, elles ont clairement sous-estimé l'ampleur de l'évènement dans les 20 premières minutes après le temps origine (M~8.0). Cela contraste clairement avec les solutions phase W obtenues en temps réel au PTWC et à l'USGS indiquant Mw~9.0 à partir de 20 minutes après le temps origine. En suivant une formulation bayesienne, nous proposons également une prise en compte plus réaliste des incertitudes lors de l'inversion de la source sismique à longue période. Cela permet non-seulement une estimation fiable de l'incertitude sur le modèle de source mais aussi l'amélioration de la solution elle même.