Etude du cycle sismique du Vunuatu par GPS

devant le jury: Marie-Noëlle BOUIN ..................... Co-directeur de thèse Michel DIAMENT ......................... Directeur de thèse Geoffrey KING .......................... Examinateur Yves LAGABRIELLE ....................... Rapporteur Bernard PELLETIER ...................... Examinateur Christophe VIGNY ....T ................. Rapporteur Résumé: Les processus de subduction sont souvent contrôlés par des irrégularités de la plaque subductée. Ces structures peuvent être responsables du blocage de la subduction et contrôler la déformation de l'arc. La caractérisation de l'accumulation de la déformation le long de l'arc est donc essentielle à l'amélioration de la compréhension du cycle sismique dans ce type de zone où des séismes de forte magnitude sont initiés. La zone de subduction du Vanuatu (Sud-Ouest Pacifique) présente une importante variation de la vitesse de convergence au niveau de la fosse : 12 à 17 cm/an à 1,5cm/an au front de la zone de collision de la Ride d'Entrecasteaux. Ces collisions entraînent des mouvements verticaux importants de plusieurs mm/an et de séismes récurrents (Ambrym, 1999, Mw = 7.5; Santo, 2000, Mw = 6.9). Un réseau dense de stations GPS a été mis en place et réoccupé depuis 1990 par l'équipe IRD. Dans ce travail de thèse, nous avons retraité et analysé les données GPS depuis 1992 et acquis de nouvelles données de 2003 à 2006. Nous avons adopté une stratégie de traitement des données GPS utilisée pour la réalisation des systèmes de référence afin d'estimer un champ de vitesse 3D cohérent. Ces longues séries-temporelles nous permettent d'isoler les déplacements co-sismiques et de quantifier les vitesses inter-sismiques sur l'ensemble de l'arc. Nous discutons des paramètres des plans de faille sur lesquels se sont initiés les séismes ainsi que des paramètres des zones d'accumulation de la déformation inter-sismique. Abstract : Subduction processes are often controlled by irregularities on the subducting plate. These structures may be responsible of the locking of the subduction process and control the arc deformation. The characterization of the intra-arc strain accumulation is thus essential to understand the seismic cycle in a seismogenic zone where very strong earthquakes occur. The Vanuatu subduction zone presents one of the most important variation in horizontal convergence motion along a trench: 12-17cm/yr relative to the Australian plate to 1.5cm/yr in front of the d'Entrecasteaux ridge. The collision of the d'Entrecasteaux ridge yields arc island vertical movements estimated at several mm/year as well as strong recurring earthquakes (e.g. Ambrym, 1999, Mw = 7.5; Santo, 2000, Mw = 6.9). A dense GPS network set up in the area since 1990 by the IRD team already made possible to evidence a segmentation of the arc and block rotations. In the present study, we analyse all the available data since 1992 and those acquired during two new GPS campaigns we carried out in 2004 and 2005. We use a state-of-the-art analysis strategy to estimate a consistent horizontal and vertical velocity field. The 13-year GPS time series we obtained allows us to isolate the coseismic signal related to two major earthquakes. We discuss the fault parameters we estimate from the coseismic displacements and on the accumulation zone during the interseismic stage.