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Signaux gravitationnels transitoires générés par rupture sismique

04/12/2017

IPGP - Îlot Cuvier

14:00

Soutenances de thèses

Amphithéâtre

Kévin Juhel

Sismologie (SIS)

Lors d'un tremblement de terre, la rupture sismique et la propagation d'ondes qui en résulte perturbent le champ de densité terrestre. Cette redistribution transitoire de masses conduit à un ré-équilibrage global et instantané du champ de gravité terrestre, mesurable avant l'arrivée du front d'ondes sismiques. Un instrument déployé au sol enregistre cette perturbation du champ gravitationnel, ainsi qu'une accélération inertielle induite par gravité : nous appelons le signal total résultant, perturbation élasto-gravitationnelle. Nous modélisons la réponse élasto-gravitationnelle complète d'un instrument à une rupture sismique à travers le formalisme des modes propres. Ce formalisme permet la simulation de perturbations dans des modèles sphériques auto-gravitants, homogènes ou radialement stratifiés. Le tremblement de terre de Tohoku-oki (magnitude 9.1, mars 2011, Japon) a développé l'une des ruptures les plus importantes de ces dernières décennies, à proximité de réseaux intégrant une instrumentation de pointe. Nous présentons la détection et la modélisation précise de perturbations élasto-gravitationnelles induites par cette rupture. Un système de détection précoce de tremblements de terre permet de détecter l'occurence d'un séisme avant l'arrivée des ondes sismiques destructrices générées par la rupture, afin d'en limiter les dégâts humains et matériels. Les systèmes d'alerte actuels reposent sur la différence de temps de propagation entre ondes de compression P (peu destructrices) et ondes de cisaillement S (plus lentes, mais dangereuses). Associé au développement de capteurs du gradient du champ de gravité à haute précision, nous introduisons un système de détection précoce reposant sur la gravité.