Observations multi-paramètres et modélisation de la signature ionosphérique du grand séisme de Sumatra

OCCHINPINTI devant le jury: José ACHACHE .................... Examinateur Jean-Louis LE MOUËL ............. Examinateur Philippe LOGNONNÉ ............... Directeur de Thèse Jean-Bernard MINSTER ............ Rapporteur Emile OKAL ...................... Rapporteur Emmanuel ROSENCHER .............. Examinateur Résumé: Ce travail de thèse fait l'objet d'une étude sur le couplage entre la Terre solide et ses enveloppes fluides, qu'il s'agisse de l'océan, de l'atmosphère neutre ou de sa partie ionisée. Les anomalies atmosphériques et ionosphériques de nature sismique seront traitées en détail avec une attention particulière aux effets produits par la propagation de l'onde de Rayleigh et de tsunamis. L'effet de la première sur le plasma ionosphérique a été mis en évidence depuis les années soixante grâce aux observations par sondeur Doppler et, récemment, par GPS via la mesure du contenu électronique total (TEC). La perturbation ionosphérique produite par l'onde de Rayleigh du séisme du 28 mars 2005 (M=8.2) et observée par sondeur Doppler et radar transhorizon a été analysée ici à la lumière des modélisations. Ceci a permis de valider la détection par radar transhorizon, jamais prouvée auparavant, ajoutant un outil très puissant à la sismologie ionosphérique. Concernant la détection de tsunamis par sondage ionosphérique, suggérée théoriquement en 1972, elle restait, jusqu'au 26 décembre 2004, très difficile à prouver vue la difficulté de distinguer les perturbations tsunamigéniques des perturbations ionosphériques itinérantes (TIDs). Sans négliger les anomalies observées dans le plasma ionosphérique lors du tsunami de Sumatra, qui seront passées en revue, l'effort premier de ce travail a été le développement d'une méthode de modélisation 3D du couplage océan- atmosphère-ionosphère. Cela a permis d'une part de reproduire la signature tsunamigénique observée le 26 décembre 2004 dans les données du TEC des satellites Topex/Poseidon et Jason-1, d'autre part d'explorer synthétiquement les méthodes de sondage ionosphérique aptes à la détection des tsunamis. Ces résultats, validant l'existence et la détectabilité de la signature ionosphérique des tsunamis, ouvrent d'excitantes perspective dans la détection et la surveillance des océans.