Pascal Bernard
Contenu / Travaux
Pascal BERNARD
Sismologue, Physicien CNAP
Institut de Physique du Globe de Paris
“Imperceptiblement, au rythme millénaire des plaques à la dérive, la Terre se tend. Et cède, seuil critique atteint, sur une faille ancienne d’un coup réactivée. Séisme frappant au hasard, imprévisible? Voilà notre défi. Focalisés sur ces signaux ténus sourdant des tréfonds, prémisses incertains d’une rupture fulgurante, il nous faut préciser et réduire le champ des possibles. Mais aussi garder la vision large, pour cerner cette imbrication des myriades de failles sur de vastes échelles de temps et d’espace, dynamique échappant au chaos en s’organisant sur le temps long: élevant les montagnes et creusant les abysses! Une “criticalité auto-organisée”, souvent à l’oeuvre dans les systèmes complexes de la Nature, sociétés humaines incluses”
P. Bernard, in CinéMo’ helléniste & ligérien, Ed. Maison calmusséenne, 2023
un peu de lecture :
- pour le grand public: P. Bernard, Pourquoi la terre tremble, Editions BELIN, 2017
- pour les chercheurs, voir mes principales publications
Mes recherches actuelles portent sur l’observation, l’analyse et la modélisation des couplages mécaniques entre les divers processus sismiques et asismiques au sein des systèmes de failles. Elles n’ont pu se développer que par une forte collaborations avec de nombreux chercheurs, et grâce au travail exploratoire de nombreux étudiants en thèse.
Mes intérêts scientifiques en sismogénèse observationnelle:
- le rayonnement sismique à haute fréquence des failles lors de leur rupture
- les instabilités lentes et transitoires de déformation au sein de la croûte terrestre :
glissements sur failles, diffusion de pression de fluide, essaims de petits séismes,...
- les précurseurs sismiques, cas très particulier de ces “transitoires” crustaux
Mes principaux chantiers de terrain:
- L’observatoire de failles du Rift de Corinth en Grèce
- L’observatoire de la subduction du Nord-Chili
- Les observatoires de la subduction antillaise
- Quelques volcans (Stromboli, Soufrière de Guadeloupe, ...)
Mes dévelopements instrumentaux
- Recherche et développement en instrumentation géophysique optique, avec l’ESEO, pour des installations de capteurs en bout de fibre et en environnement difficile.
micro-CV:
1978: Ecole Normale Supérieure (ENS) de Saint-Cloud, Physique
1979: Maîtrise de Physique, Université Paris 6
1980: DEA de Géophysique Interne, Université Paris 6
1981: Agrégation de Physique
1983: Thèse de 3ème Cycle, Université Paris 6, Sismologie
1985: Physicien-Adjoint IPGP
1987: Doctorat d’Etat, Université Paris 6, Sismologie
2005: Physicien IPGP
Le cadre principal de mes recherches et leurs motivations
Des mouvements forts aux mouvement faibles
Mes premières recherches ont débuté par l’observation, l’analyse et la modélisation des ondes sismiques émises par les failles lors de leur soudaine rupture, en particulier pour les grands séismes, mettant en évidence des lois statistiques simples de ce rayonnement dans une très large gamme de fréquence, résultant de la structure complexe et fragmentée des failles et fractures, du mètre à la centaine de kilomètres. Des lois pouvant alimenter les codes de calcul de mouvement fort pour les applications en ingénierie parasimique.
Puis dans les années 1990, afin de mieux cerner les processus conduisant aux grands séismes, j’ai contribué à initier les recherches observationnelles sur le cycle sismique en particulier dans la région la plus active du bassin méditerranéen: le golfe de Corinthe, un rift en ouverture rapide, à plus d’un cm par an, avec plusieurs séismes destructeurs par siècle, le dernier datant de 1995.
Dans cette même décennie, de nombreuses publications d’observation de précurseurs précédant parfois les grands séismes, tels des essaims de petits séismes, des déformations du sol, des pertubations des eaux souterraines, ou des signaux electromagnétiques, ont déclenché de fortes controverses liées à la prédictibilité des séismes, et m’ont fortement motivé à m’y plonger. J’ai pris le point de vue, très marginal à l’époque, d’étudier – et donc d’abord d’observer – les petites et grandes instabilités de la croûte terrestre: les séismes et leurs précurseurs, bien sûr, mais aussi et surtout ce que l’on nomme maintenant les déformations transitoires lentes – au sein dequels les précurseurs peuvent être vus comme une sous-classe particulière. Avec, dans un deuxième temps, la question scientifique majeure à la clé: peut-on trouver des caractéristiques spécifiques aux transitoires qui a posteriori s’avèrent être des précurseurs?
Détecter et comprendre les déformations transitoires de la croûte terrestre
Ces processus transitoires de déformation peuvent être expliqués par plusieurs mécanismes, non exclusifs les uns des autres : en sus des simples effets de “cascade” sismique sur des systèmes de failles, où les séismes se déclenchent mécaniquement de proche en proche comme par un effet domino, deux mécanismes de base, bien plus difficilement détectables, sont à l’oeuvre: des glissement lents sur la surface des failles, et des circulations d’eau sous pression dans les zone fracturées. Dans ce contexte, le Golfe de Corinthe et le Nord du Chili, en particulier, me sont apparus comme des régions sismogènes propices à l’observation et à la compréhension de ces phénomènes transitoires, a priori bien plus fréquents que les précurseurs des rares grand séismes. Des observatoires multiparamètres y ont alors été mis en place progressivement, incluant des sismomètres pour détecter les microséismes, et des capteurs géodésiques: des stations GPS, et, pour détecter des signaux les plus faibles, des extensomètres et des inclinomètres.
Gagner en capacité d’observation de ces processus transitoires de faible énergie par une instrumentation adéquate m’est aussi apparu nécessaire, pour compléter enrichir les réseaux standards. La nécessaire installation de capteurs sismologiques et de déformation au plus près des cibles d’intérêt, souvent dans des conditions difficiles, en fond de mer, ou en forage profond, m’ont conduit à initier le développement d’une instrumentation géophysique innovante basés sur des mesures d’interférométrie optique en terminaison de longue fibres plurikilométriques, réalisée avec succès par une collaboration étroite avec des ingénieurs de l’ENS et de l’ESEO.
Enfin, depuis quelques années, je me suis interessé de plus près aux volcans, leur activité produisant une grande variété de signaux sismiques et de transitoires de déformations, en particulier précurseurs des éruptions: les outils développés pour l’activité des failles, méthodes d’analyse et instruments optiques, apparaissent très utiles, appliqués sur La Soufrière de Guadeloupe, le Stromboli, et bientôt le tout récent Fani Maoré au large de Mayotte.
Publications
Durand Virginie, Mangeney Anne, Bernard Pascal, Jia Xiaoping, Bonilla Fabian, Satriano Claudio, Saurel Jean-Marie, Aissaoui El Madani, Peltier Aline, Ferrazzini Valérie, Kowalski Philippe, Lauret Frédéric, Brunet Christophe, Hibert Clément. Repetitive small seismicity coupled with rainfall can trigger large slope instabilities on metastable volcanic edifices. Communications Earth & Environment, Springer Nature, 18 octobre 2023, 4. <10.1038/s43247-023-00996-y>
Serpetsidaki Anna, Kapetanidis Vasilis, Elias Panagiotis, Rigo Alexis, Spingos Ioannis, Barros Louis De, Lengliné Olivier, Bufféral Simon, Karakonstantis Andreas, Bernard Pascal, Briole Pierre, Zahradník Jiří, Kaviris George, Plicka Vladimír, Sokos Efthimios, Voulgaris Nicholas. The 2020–2021 seismic sequence in the Western Gulf of Corinth: Insights on the triggering mechanisms through high resolution seismological and geodetic data analysis. Tectonophysics, Elsevier, septembre 2023, 863. <10.1016/j.tecto.2023.230011>
Bernard Pascal, Hello Yann, Plantier G, Menard P, Savaton G, Bonnieux Sébastien, Bouin M P, Nercessian A, Feuilloy M, Feron R, Satriano C, Deroussi S, Moretti R, Sladen Anthony, de Liege G, Roca J C, Camusat M, Rivier J, Gaucher B, Boudin F, Kitou T, Didier T, de Chaballier J B, Clouard V. First installation of an optical OBS, cabled offshore Les Saintes, Lesser Antilles. 15 juin 2023.
Biagioli Francesco, Métaxian Jean-Philippe, Stutzmann Eléonore, Ripepe Maurizio, Bernard Pascal, Trabattoni Alister, Longo Roberto, Bouin Marie-Paule. Array Analysis of Seismo-Volcanic Activity with Distributed Acoustic Sensing. Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP), 2023. <10.1093/gji/ggad427>
Adhikari L B, Laporte M, Bollinger L, Vergne J, Lambotte S, Koirala B P, Bhattarai M, Timsina C, Gupta R M, Wendling-Vazquez N, Batteux D, Lyon-Caen Hélène, Gaudemer Y, Bernard P, Perrier F. Seismically active structures of the Main Himalayan Thrust revealed before, during and after the 2015 Mw 7.9 Gorkha earthquake in Nepal. Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP), 19 septembre 2022, 232. <10.1093/gji/ggac281>
Feron Romain, Plantier Guy, Bernard Pascal. Long-range optical instruments for high resolution monitoring of natural and geoindustrial sites in harsh environments. juin 2022.
Feron Romain, Plantier Guy, Feuilloy Mathieu, Menard Philippe, Savaton Guillaume, Bernard Pascal, Nercessian Alexandre. High resolution optical displacement sensor: Development and qualification for remote applications in seismology and volcanology. mai 2022.
Menard Philippe, Savaton Guillaume, Plantier Guy, Feuilloy Mathieu, Feron Romain, Nercessian Alexandre, Bernard Pascal. High resolution optical seismometer for real-time monitoring of ocean-bottom seismicity. mai 2022.
Zahradník Jiří, Aissaoui El Madani, Bernard Pascal, Briole Pierre, Bufféral Simon, de Barros Louis, Deschamps Anne, Elias Panagiotis, Evangelidis Christos, Fountoulakis Ioannis, Gallovič František, Kapetanidis Vasilis, Kaviris George, Ktenidou Olga‐joan, Lambotte Sophie, Lengliné Olivier, Lyon-Caen Helene, Noble Mark, Plicka Vladimír, Rigo Alexis, Roumelioti Zafeiria, Serpetsidaki Anna, Sokos Efthimios, Voulgaris Nicholas. An Atypical Shallow Mw 5.3, 2021 Earthquake in the Western Corinth Rift (Greece). Journal of Geophysical Research : Solid Earth, American Geophysical Union, 2022, 127. <10.1029/2022JB024221>
Lhoumaud E., Gunzburger Y., Kinscher Jannes Lennart, Conin M., de Santis Francesca, Bernard P. The roles of lithology and excavation in the triggering of seismic repeaters in a deep mine. 2022.
Trabattoni A., Festa G., Longo R., Bernard P., Plantier G., Zollo A., Strollo A.. Microseismicity Monitoring and Site Characterization With Distributed Acoustic Sensing (DAS): The Case of the Irpinia Fault System (Southern Italy). Journal of Geophysical Research : Solid Earth, American Geophysical Union, 2022, 127. <10.1029/2022JB024529>
Corradini Marina, Mcbrearty I, Trugman D, Satriano Claudio, Johnson P, Bernard Pascal. Investigating the influence of earthquake source complexity on back-projection images using convolutional neural networks. Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP), 2022, 229. <10.1093/gji/ggac026>
Chiaraluce Lauro, Festa Gaetano, Bernard Pascal, Caracausi Antonio, Carluccio Ivano, Clinton John, Di Stefano Raffaele, Elia Luca, Evangelidis Christos, Ergintav Semih, Jianu Ovidiu, Kaviris George, Marmureanu Alexandru, Sebela Stanka, Sokos Efthimios. The Near Fault Observatory community in Europe: a new resource for faulting and hazard studies. Array, Elsevier, 2022, 65. <10.4401/ag-8778>
Laurent Angèle, Satriano Claudio, Bernard Pascal. Accurate depth determination of VLF events of the ongoing seismo-volcanic crisis in Mayotte. 15 novembre 2021.
Bernard Pascal, Plantier Guy, Ménard Philippe, Feuilloy Mathieu, Feron Romain, Guitton Damien, Savaton Guillaume, Deroussi Sébastien, Hello Yann, Nercessian Alexandre, Moretti Roberto, Boudin Frédérick, Lemarchand Arnaud, Métaxian Jean-Philippe, Longo Roberto, Ripepe Maurizio, Pommeau Thierry, Stutzmann Eléonore, Trabattoni Alister, Léger Félix. Optical long range instruments for high resolution monitoring of geohazard in harsh environment. 15 novembre 2021.
Feuillet Nathalie, Jorry Stephan, Crawford Wayne C, Deplus Christine, Thinon Isabelle, Jacques Eric, Saurel Jean Marie, Lemoine Anne, Paquet Fabien, Satriano Claudio, Aiken Chastity, Foix Océane, Kowalski Philippe, Laurent Angèle, Rinnert Emmanuel, Cathalot Cécile, Donval Jean-Pierre, Guyader Vivien, Gaillot Arnaud, Scalabrin Carla, Moreira Manuel, Peltier Aline, Beauducel François, Grandin Raphaël, Ballu Valérie, Daniel Romuald, Pelleau Pascal, Gomez Jérémy, Besançon Simon, Geli Louis, Bernard Pascal, Bachelery Patrick, Fouquet Yves, Bertil Didier, Lemarchand Arnaud, van Der Woerd Jérôme. Birth of a large volcanic edifice offshore Mayotte via lithosphere-scale dyke intrusion. Nature Geoscience, Nature Publishing Group, 26 août 2021, 14. <10.1038/s41561-021-00809-x>
Kinscher Jannes Lennart, de Santis Francesca, Poiata Natalia, Bernard Pascal, Palgunadi Kadek, Contrucci Isabelle. Seismic repeaters linked to weak rock-mass creep in deep excavation mining. 23 juin 2021.
Namjesnik Dalija, Kinscher Jannes, Gunzburger Y., Poiata N., Dominique P., Bernard P., Contrucci Isabelle. Automatic Detection and Location of Microseismic Events from Sparse Network and Its Application to Post-mining Monitoring. Pure and Applied Geophysics, Springer Verlag, 10 juin 2021. <10.1007/s00024-021-02773-4>
Kaviris George, Elias Panagiotis, Kapetanidis Vasilis, Serpetsidaki Anna, Karakonstantis Andreas, Plicka Vladimír, de Barros Louis, Sokos Efthimios, Kassaras Ioannis, Sakkas Vassilis, Spingos Ioannis, Lambotte Sophie, Duverger Clara, Lengliné Olivier, Evangelidis Christos P, Fountoulakis Ioannis, Ktenidou Olga-Joan, Gallovič František, Bufféral Simon, Klein Emilie, Aissaoui El Madani, Scotti Oona, Lyon-Caen Helene, Rigo Alexis, Papadimitriou Panayotis, Voulgaris Nicholas, Zahradnik Jiri, Deschamps Anne, Briole Pierre, Bernard Pascal. The Western Gulf of Corinth (Greece) 2020–2021 Seismic Crisis and Cascading Events: First Results from the Corinth Rift Laboratory Network. The Seismic Record, Seismological Society of America, 2021, 1. <10.1785/0320210021>
Boudin F, Bernard P, Meneses G, Vigny Ch, Olcay M, Tassara C, Boy J P, Aissaoui E, Métois M, Satriano Claudio, Esnoult M.-F, Nercessian A, Vallée M, Vilotte J.-P, Brunet Ch. Slow slip events precursory to the 2014 Iquique Earthquake, revisited with long-base tilt and GPS records. Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP), 2021. <10.1093/gji/ggab425>