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.