Dissertations / Theses: 'Cycles Sismiques'

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Bagur, Laura. "Modeling fluid injection effects in dynamic fault rupture using Fast Boundary Element Methods." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2024. http://www.theses.fr/2024IPPAE010.

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Abstract:

Les tremblements de terre d'origine naturelle ou anthropique provoquent d'importants dégâts humains et matériels. Dans les deux cas, la présence de fluides interstitiels influe sur le déclenchement des instabilités sismiques. Une nouvelle question d'actualité dans la communauté est de montrer que l'instabilité sismique peut être atténuée par un contrôle actif de la pression des fluides. Dans ce travail, nous étudions la capacité des méthodes d'éléments de frontière rapides (Fast BEMs) à fournir un solveur robuste multi-physique à grande échelle nécessaire à la modélisation des processus sismiques, de la sismicité induite et de leur atténuation.Dans une première partie, un solveur BEM rapide avec différents algorithmes d'intégration temporelle est utilisé. Nous évaluons les performances de diverses méthodes à pas de temps adaptatif sur la base de problèmes de cycles sismiques 2D usuels pour les failles planes.Nous proposons une solution asismique analytique pour effectuer des études de convergence et fournir une comparaison rigoureuse des capacités des différentes méthodes en plus des problèmes de cycles sismiques de référence testés.Nous montrons qu'une méthode hybride prédiction-correction / Runge-Kutta à pas de temps adaptatif permet non seulement une résolution précise mais aussi d'incorporer à la fois les effets inertiels et les couplages hydro-mécaniques dans les simulations de rupture dynamique de faille.Dans une deuxième partie, une fois les outils numériques développés pour des configurations standards, notre objectif est de prendre en compte les effets de l'injection de fluide sur le glissement sismique. Nous choisissons le cadre poroélastodynamique pour incorporer les effets de l'injection sur l'instabilité sismique. Un modèle poroélastodynamique complet nécessiterait des coûts de calcul ou des approximations non négligeables. Nous justifions rigoureusement quels effets fluides prédominants sont en jeu lors d'un tremblement de Terre ou d'un cycle sismique. Pour cela, nous effectuons une analyse dimensionnelle des équations, et illustrons les résultats en utilisant un problème de poroelastodynamique 1D simplifié. Plus précisément, nous montrons qu'à l'échelle de temps de l'instabilité sismique, les effets inertiels sont prédominants alors qu'une combinaison de la diffusion du fluide et de la déformation élastique de la matrice solide due à la variation de la pression interstitielle devrait être privilégiée à l'échelle de temps du cycle sismique, au lieu du modèle de diffusion principalement utilisé dans la littérature
Earthquakes due to either natural or anthropogenic sources cause important human and material damage. In both cases, the presence of pore fluids influences the triggering of seismic instabilities.A new and timely question in the community is to show that the earthquake instability could be mitigated by active control of the fluid pressure. In this work, we study the ability of Fast Boundary Element Methods (Fast BEMs) to provide a multi-physic large-scale robust solver required for modeling earthquake processes, human induced seismicity and their mitigation.In a first part, a Fast BEM solver with different temporal integration algorithms is used. We assess the performances of various possible adaptive time-step methods on the basis of 2D seismic cycle benchmarks available for planar faults. We design an analytical aseismic solution to perform convergence studies and provide a rigorous comparison of the capacities of the different solving methods in addition to the seismic cycles benchmarks tested. We show that a hybrid prediction-correction / adaptive time-step Runge-Kutta method allows not only for an accurate solving but also to incorporate both inertial effects and hydro-mechanical couplings in dynamic fault rupture simulations.In a second part, once the numerical tools are developed for standard fault configurations, our objective is to take into account fluid injection effects on the seismic slip. We choose the poroelastodynamic framework to incorporate injection effects on the earthquake instability. A complete poroelastodynamic model would require non-negligible computational costs or approximations. We justify rigorously which predominant fluid effects are at stake during an earthquake or a seismic cycle. To this aim, we perform a dimensional analysis of the equations, and illustrate the results using a simplified 1D poroelastodynamic problem. We formally show that at the timescale of the earthquake instability, inertial effects are predominant whereas a combination of diffusion and elastic deformation due to pore pressure change should be privileged at the timescale of the seismic cycle, instead of the diffusion model mainly used in the literature

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Bergeot, Nicolas. "Etude du cycle sismique du Vanuatu par GPS." Paris, Institut de physique du globe, 2007. http://www.theses.fr/2007GLOB0004.

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Abstract:

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
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

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Boiselet, Aurélien. "Cycle sismique et aléa sismique d'un réseau de failles actives : le cas du rift de Corinthe (Grèce)." Paris, Ecole normale supérieure, 2014. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01456400.

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Huc, Mireille. "Modélisation du cycle sismique par la méthode des éléments finis /." Montpellier : Institut des sciences de la terre, de l'eau et de l'espace de Montpellier, Université Montpellier II, 1997. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb36701941q.

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Lachaud, Cédric. "Etude du cycle sismique sur une expérience analogique de zone de faille : caractérisation de la déformation par suivi micro-sismique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU002/document.

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Abstract:

Le cycle sismique résulte de la compétition entre des mécanismes de renforcement et d'endommagement. Le temps de récurrence entre les grands séismes fait qu'il est difficile d'observer des cycles complets. L'étude expérimentale des mécanismes de déformation et de nucléation des fractures a permis de mieux contraindre les processus à l'origine des séismes. Le rôle de la cicatrisation sur l'évolution de la résistance d'une faille soumise à une déformation stationnaire à été étudié expérimentalement par Weiss et al (2016). Dans cette expérience, une faille est créée dans une plaque de glace par cisaillement. Les mécanismes de cicatrisation sont obtenus par le regel de l'eau présente dans la zone de déformation. Dans le cadre de cette thèse, ce dispositif expérimental a été étendu pour permettre le suivi micro-sismique de la déformation imposée. Les mécanismes de déformation fragile émettent des ondes élastiques détectables qui se propagent dans le milieu, nous permettant de les caractériser. En raison de la géométrie en plaque du milieu, on observe la propagation d'ondes guidées similaire aux modes de Lamb symétrique et antisymétrique.Les fractures de grandes tailles se distribuent selon une loi de puissance en $10^{-bm}$ similaire à ce qui est observé en sismologie. Cependant, lors des expériences de déformation stationnaires, la valeur de $b$ est large ($b=3$), et bien supérieure à ce qui est observée dans la croûte terrestre ($b=1$). Une valeur de $b$ aussi élevée traduit le fait que la déformation est principalement accommodée de façon asismique ou part des fractures trop petites pour être détectées par notre méthode. Lorsque le rôle de la cicatrisation est renforcée par rapport à l'endommagement, on observe une diminution de la valeur de $b$. Ce changement de distribution est probablement dû à la diminution des hétérogénéités de structure dans la faille et à une augmentation de sa capacité à accumuler une contrainte plus élevée avant la rupture, permettant aux fractures de se propager sur de plus longues distances. Une partie importante de la sismicité correspond à des multiplets qui semblent être des produits passifs de la déformation. Ce comportement est similaire à ce qui est observé pour les essaims de séismes déclenchés par des transitoires de déformation : valeur de $b$ grande, absence de choc principal et peu de déclenchement de répliques. Pour des taux de déformation faibles, on observe une augmentation des chutes de couple avec la magnitude de la forme $Delta Gamma sim M_0 sim 10^{1.2m}$, similaire à ce qui est observé dans la croûte terrestre, $M_0 sim 10^{1.5m}$. Il est donc possible que la relation observée en sismologie s'étende aux petites magnitudes observées ici. Une diminution du couplage sismique est observé avec l'augmentation du taux de glissement $Omega$. Pour finir, pour une fracture de magnitude donnée, on observe une diminution de la chute de couple avec l'augmentation de $Omega$. Ce comportement peut être expliqué par la diminution du couplage sismique et/ou une dépendance du taux de cicatrisation
The deformation observed along a seismic fault can be described as the succession of phases for which the fault accumulate stress imposed by the steady deformation of the surrounding regions, and phases of sudden sliding during which the stress is relaxed: the earthquakes. After the rupture, strengthening mechanisms are required to make possible the new accumulation of elastic stress. Therefore, the seismic cycle results in the steady competition between strengthening and damage. The aim of this study is to explore the role of cohesion-healing on the fault deformation dynamic, as well as to characterize the effect of slip rate on the seismicity. The experimental set-up designed by Weiss et al (2016) has been extended in this study to carry out a micro-seismic monitoring of the deformation. This experiment consists in the shear deformation of a fault created in a thin ice plate overlying a water column. Cohesion-healing mechanisms are achieved through freezing of the water along the fault. The damage mechanisms and the spatial and temporal distribution of the deformation can be characterized thanks to the detectable elastic waves emitted by the fracturing. Because of the plate geometry and underlying water column, we observed guided waves similar to the Lambs symmetric and antisymmetric modes.The largest fractures distribute according to a power law of the form $10^{-bm}$ that is similar to the one observed in seismology. At a constant sliding rate, we observe a large $b$ value, $simeq 3$, which is much larger than the value observed in the Earth's crust ($b=1$). This large $b$ value indicates that the deformation is mainly accommodated aseismically or by small, undetected, fractures. During Slide-Hold-Slide experiment that corresponds to a case for which the cohesion-healing is enhanced compared to the damage, we observe a decrease in the $b$-value likely due to a decrease in fault heterogeneity and an increase of the fault ability to store more elastic stress before the rupture, allowing the fractures to grow larger. An important part of the fractures are multiplets, swarms of fractures, which seem to be passive by-products of the imposed deformation. This behaviour is similar to the one observed for swarm seismicity triggered by slip transient: high $b$-value, no identified mainshock, and very little triggering. For small driving rate $Omega$, we observe an increase in torque drop amplitude with magnitude, $Delta Gamma sim M_0 sim 10^{1.2m}$, similar to the relation observed in seismology, $M_0 sim 10^{1.5m}$. Thus, the latter could be extended to small magnitudes observed in this study. A decrease of the seismic coupling is observed through the decrease in the number of fractures per unit of slip, and because in average a fracture behaves similarly at the different $Omega$ tested. Finally, for a given magnitude interval, we observe a decrease in torque drop amplitude with the increase in $Omega$. This could be explained by the observed decrease in seismic coupling or by a decrease in strengthening rate with $Omega$ that is not observed

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Villegas, Lanza Juan Carlos. "Cycle sismique et déformation continentale le long de la subduction Péruvienne." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4087/document.

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Abstract:

La zone de subduction entre les plaques Nazca et Amérique du Sud est une des régions les plus actives de notre planète. De grands tremblements de terre et tsunamis associés se produisent de façon récurrente presque tout au long de sa marge. Néanmoins, le segment de subduction au nord du Pérou (de lat.3oS à 9oS) est resté le seul segment sismiquement silencieux depuis les premières informations historiques sur les séismes qui remontent au XVème siècle. Avant les travaux présentés dans ce manuscrit, aucune information sur les processus accommodant la convergence de la plaque Nazca vers le continent Sud-Américain n’était disponible le long du segment de 1000km au nord Pérou et sud Equateur. Les techniques de géodésie spatiale, en particulier le GPS/GNSS, nous permettent de quantifier les mouvements à la surface de la plaque supérieure avec une précision millimétrique. Ces mesures, couplées à l'utilisation de modèles élastiques, nous permettent de déterminer le niveau du couplage intersismique le long de l'interface entre les plaques. Le but de ma thèse est d'étudier le cycle sismique et la déformation continentale le long de la zone de subduction du Pérou, avec un intérêt particulier pour son segment nord. Nous utilisons des mesures GPS acquises depuis 2008 dans le cadre d'un projet international (le projet Andes Du Nord, ANR- ADN). Le champ de vitesse GPS obtenu couvre l’ensemble de la marge de subduction péruvienne, avec des mesures dans la cordillère et dans une moindre mesure dans la région sub-Andine. L'analyse et la modélisation du champ de vitesse GPS ont permis d'obtenir les résultats suivants: Premièrement: nous mettons en évidence l'existence d'un nouveau domaine continental, que nous avons baptisé comme le sliver Inca et qui est en translation a une vitesse de 4-5 mm/an en direction sud-est par rapport au craton Sud Américain. Le sliver Inca s’étend tout le long de la marge péruvienne
The Nazca/South American subduction zone is one of the most active regions on Earth. Large earthquakes and associated tsunamis occur recurrently almost all along its margin. Nevertheless, the ~1000 km long (from lat.2oS to 9oS) segment in northern Peru and southern Ecuador subduction has remained in relative seismic silence for at least the past five centuries. Before the work presented in this thesis, no information about the processes accommodating the convergence was available for this region and it was impossible to answer whether it could host a great Mw>8.5 earthquake in future or not. Nowadays, spatial geodesy, and more specifically GPS/GNSS enable us to quantify the surface displacement on the overriding plate with millimeter accuracy. Geodetic measurements together with the use of elastic models allow us to determine the amount of interseismic coupling at the plate interface. My thesis focuses on the seismic cycle and the continental deformation along the Peruvian subduction margin, with particular interest along its northern and central segments. We use GPS measurements acquired since 2008 in the frame of an international French-Peruvian- Ecuadorian project (the Andes Du Nord project, ADN). Our GPS velocity field covers the entire Peruvian subduction margin, with measurements in the Andean cordillera and part of the sub-Andean region. Modeling of GPS velocity field show the existence of a new tectonic microplate that we baptized as the Inca Sliver, which is in southeastward translation a rate of 4-5 mm/yr with respect to stable South America

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Mittempergher, Silvia. "Processus physiques et chimiques en failles sismiques : exemples de failles actives et exhumées." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767252.

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Abstract:

Les processus physiques et chimiques activés pendant le cycle sismique déterminent l'évolution des propriétés mécaniques des failles, à court terme (pendant un séisme) comme à long terme (la récupération des propretés élastiques des roches de faille après un seisme). L'étude des roches de faille naturelles est un moyen pour identifier les processus actives pendant les diverses phases des cycle séismique. En cette thèse, échantillons prévenants de deux failles séismiques sont étudiés: la Faille de San Andreas (California, USA), une faille séismique active, et la faille de Gole Larghe (Alpes Méridionales, Italie), une faille séismique exhumée. La Faille de San Andreas a été forée jusqu'à 2.7km de profondeur. Les échantillons montrent une superposition de: pression-dissolution - hydrofracturation - pression dissolution. La succession des évents est compatible avec la formation de sacs de fluides dans zones de basse perméabilité dans la faille, ou la pression de fluides augmente à cause de le progressif compactage de le gouge de faille, jusqu'à la nucléation de une rupture. La faille de Gole Larghe est une faille exhumée, qui a préservé des pseudotachylytes (roches fondues par le chaleur de friction pendant une frottement séismique) formées à 9 - 11 km de profondeur il y a 30 millions d'années. Deux argumentes sont traités: (i) l'évolution des microstructures des cataclasites associées à les pseudotachylytes, pour identifier les processus qui peuvent porter à la formation de instabilités frictionnelles pendant les premières phases de croissance de une faille. (ii) L'origine des fluides en failles séismiques et pendant la fusion pour friction. La formation de un système de failles à cataclasites permit la percolation de un fluide aqueux de profondeur. La composition isotopique des pseudotachylytes (calculé sans la component de hydratation) est proche à celle des pseudotachylytes reproduites en expériences du laboratoire (sans fluides). La principale source de fluides pendant la fusion pour friction est donc la déshydratation des minéraux hydraté des roches autour de la faille.

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Ader, Thomas. "Les tremblements de terre de l'Himalaya : vers un modèle physique du cycle sismique." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077282.

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Abstract:

Terre de démesure et foyer de centaines de millions d'âmes, l'Himalaya est aussi le berceau d'une sismicité dont les pendants relèvent encore à ce jour d'une part de mystère. Ayant emporté dans leur fracas la vie de rois et réduit à l'état de ruines des cités millénaires, les séismes himalayens rythment les contes populaires népalais au diapason d'une morale fataliste selon laquelle rien n'est éternel. Sur le plan scientifique aussi bien qu'humain, percer les secrets de la sismicité himalayenne représente donc un défi de toute première importance. Par des mesures géodésiques de la déformation du sol népalais à l'aide de données GPS et de nivellement, nous montrons qu'à la différence d zones de subduction connues, le couplage sur la Main Himalayan Thrust fault, ou MHT, est dépourvu des zones de glissement qui traditionne opposent une barrière à la propagation des grands séismes. Les 20 mm par an de convergence estimés au travers de la chaîne étant comparables estimations déjà existantes de la déformation séculaire au pied de l'arc himalayen, le glissement accumulé sur la faille en profondeur doit bien se propager élastiquement jusqu'à la surface d'une manière ou d'une autre. Et pourtant, ni les grands séismes du passé, ni la microsismicité mesurée quotidiennement ne contrebalancent le gigantesque déficit de moment qui s'accumule sous les montagnes géantes. Ce déficit de moment non contrebalancé allié au couplage inhabituellement homogène sur la MHT amènent à se demander si la MHT pourrait rompre toute entière en une seule fois, générant un séisme gigantesque. Répondre à cette question de manière univoque exige des précisions sur les propriétés de faille de la MHT, et nous exploitons donc certaines des particularités de la sismicité himalayenne pour accroître notre compréhension de la mécanique des tremblements de terre himalayens. Chaque année, les plaines du Gange sont abreuvées d'un déluge de pluies pendant les quelques mois que dure la Mousson, à tel point que la masse d'eau accumulée est suffisante pour courber la plaque indienne, relâchant temporairement une petite partie des contraintes qui s'accumulent sur la MHT. A l'inverse, en hiver, alors que les eaux de pluie s'évaporent, la plaque indienne rebondit et la tension sur la faille s'accroît de nouveau. Coïncidence fortuite mais heureuse, les petites variations de contraintes induites par ce cycle hydrologique sont d'une amplitude comparable à celles générées par les marées terrestres. Mais alors que les séismes semblent voir leur distribution temporelle suivre les variations annuelles de chargement induites par h mousson, ils restent insensibles aux oscillations biquotidiennes des marées. Afin de faire le lien entre ces observations et les propriétés physiques de la MHT, nous étudions donc les réponses de la partie bloquée et de la partie en glissement de la MHT à des variations périodiques de contraintes. Dans un premier temps, la réponse de la zone en glissement est étudiée à travers des modèles patin-ressort obéissant aux lois rate-and-state, et nous montrons qu'à la transition avec la zone bloquée où la friction devient quasi-indépendante de la vitesse de glissement sur la faille, la réponse du taux de glissement peut être amplifiée à certaines périodes, dont les expressions analytiques peuvent être reliées aux paramètres physiques du problème. Ces prédictions présentent donc le potentiel de contraindre les propriétés de faille de la MHT, mais attendent toujours des observations pour pouvoir être appliquées, puisqu'à ce jour, aucune variation de la vitesse de glissement n'a pu être extraite des séries temporelles GPS. En ce qui concerne l'étude de la zone bloquée, les modèles patin-ressort s'avèrent incapables d'expliquer les réponses contrastées de la sismicité aux chargements périodiques de la mousson et des marées. Nous avons donc recours à des simulations numériques, tirant profit de l'algorithme Boundary Integral CYCLes of Earthquakes, et étudions la réponse d'une faille continue 2D contenant un patch rate-weakening lorsqu'elle est soumise à des perturbations harmoniques de contraintes à différentes périodes. Les résultats de ces simulations sont compatibles avec une amplification progressive de la sensibilité de la faille lorsque la période de la perturbation augmente, jusqu'à une période critique correspondant au temps caractéristique de l'évolution de la réponse indicielle de la sismicité. Cette augmentation de la sensibilité n'est pas reproduite par les systèmes 1D patin-ressort, probablement en raison de la complexité du processus de nucléation, reproduit seulement par des modèles 2D. Afm de décrire complètement le comportement d'une faille sismique en ternies des paramètres physiques du problème, une formulation analytique ou semi-analytique doit être mise au point et des travaux supplémentaires sont encore nécessaires. Une telle formulation fournirait les clés pour déduire les propriétés constitutives de la MHT des observations sismologiques
Home to hundreds of millions of souls and land of excessiveness, the Himalaya is also the locus of a unique seismicity whose scope and peculiarities still remain to this day somewhat mysterious. Having claimed the lives of kings, or turned ancient timeworn cities into heaps of rubbles and tains, earthquakes eerily inhabit Nepalese folk tales with the fatalistic message that nothing lasts forever. From a scientific point of view as much as from a human perspective, solving the mysteries of Himalayan seismicity thus represents a challenge of prime importance. Documenting geodetic strain across the Nepal Himalaya with varions GPS and leveling data, we show that unlike other subduction zones that exhibit a heterogeneous and patchy coupling pattern along strike, the last hundred kilometers of the Main Himalayan Thrust fault, or MHT, appear to be uniformly locked, devoid of any of the "creeping barriers" that traditionally ward off the propagation of large events. The approximately 20 mm/yr of reckoned convergence across the Himalaya matching previously established estimates of the secular deformation at the front of the arc, die slip accumulated at depth has to somehow elastically propagate all the way to the surface at some point. And yet, neither large events from die past nor currently recorded microseismicity nearly compensate for the massive moment deficit that quietly builds up under die giant mountains. Along with this large unbalanced moment deficit, die uncommonly homogeneous coupling pattern on die MHT raises the question of whether or not the locked portion of die MHT can rupture all at once in a giant earthquake. Univocally answering this question appears contingent on die still elusive estimate of the magnitude of the largest possible earthquake in the Himalaya, and requires tight constraints on local fault properties. What makes the Himalaya enigmatic also makes it the potential source of an incredible wealth of information, and we exploit some of the oddities of Himalayan seismicity in an effort to improve the understanding of earthquake physics and cipher out the properties of die MHT. Thanks to the Himalaya, the Indo-Gangetic plain is deluged each year under a tremendous amount of water during the annual summer monsoon that collects and bears down on the Indian plate enough to pull it away from the Eurasian plate slightly, temporarily relieving a small portion of die stress mounting on the MHT. As the rainwater evaporates in the dry winter season, die plate rebounds and tension is increased back on the fault. Interestingly, the mild waggle of stress induced by the monsoon nains is about die same size as that from solid-Earth tides which gently tug at the planets solid layers, but whereas changes in earthquake frequency correspond with the annually occurring monsoon, there is no such correlation with Earth tides, which oscillate back-and-forth twice a day. We therefore investigate die general response of the creeping and seismogenic parts of MHT to periodic stresses in order to link there observations to physical parameters. First, the response of die creeping part of the MHT is analyzed with a simple spring-and-slider system bearing rate-strengthening rheology, and we show that at the transition with die locked zone, where the friction becomes Wear velocity neutral, the response of the slip rate may be amplified at some periods, which values are analytically related to the physical parameters of die problem. Such predictions therefore hold the potential of constraining fault properties on the MHT, but still await observational counterparts to be applied, as nothing indicates that the variations of seismicity rate on die locked part of the MHT are the direct expressions of variations of the slip rate on its creeping part, and no variations of die slip rate have been singled out from die GPS measurements to this day. When shifting to die locked seismogenic part of the MHT, spring-and-slider models with rate-weakening rheology are insufficient to explain die contrasted responses of die seismicity to the periodic loads that tides and monsoon both place on the MHT. Lnstead, we resort to numerical simulations using the Boundary Integral CYCLes of Earthquakes algorithm and examine die response of a 2D finite fault embedded with a rate-weakening patch to harmonie stress perturbations of varions periods. We show that such simulations are able to reproduce results consistent with a graduai amplification of sensitivity as die perturbing period get larger, up to a critical period corresponding to the characteristic Lime of evolution of the seismicity in response to a step-like perturbation of stress. This increase of sensitivity was not reproduced by simple 1D-spring-slider systems, probably because of the complexity of the nucleation process, reproduced only by 2D-fault models. When the nucleation zone is close to its critical unstable size, its growth becomes highly sensitive to any externat perturbations and the timings of produced events may therefore fmd themselves highly affected. A fully analytical framework has yet to be developed and further work is needed to fully describe the behavior of die fault in ternis of physical parameters, which will likely provide die keys to deduce constitutive properties of the MHT fion seismological observations

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Cattin, Rodolphe. "Modelisation du cycle sismique en zone de subduction, application a la region du nord chili." Paris 7, 1997. http://www.theses.fr/1997PA077188.

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Abstract:

Un cycle sismique est compose de 3 phases principales : inter-, co- et post-sismique. Chaque phase est ici etudiee dans le cadre d'une zone de subduction en utilisant la methode des elements finis pour une structure 2d verticale ayant une geometrie et une rheologie realistes. Les deplacements intersimiques sont associes a l'entrainement de la plaque chevauchante par la plaque subduite. La flexure de la plaque superieure est donc prise en compte. Les deplacements cosismiques sont classiquement expliques par une dislocation dans un milieu elastique homogene. Une etude systematique a ete entreprise afin de distinguer les mecanismes impliques au cours de la phase postsismique. Pour le postsismique superficiel, l'echelle spatiale impliquee par les glissements asismiques synsedimentaires est plus petite que celle liee a la poroelasticite. Pour le postsismique profond, l'existence d'un seuil du temps caracteristique associe aux seismes de tres grande magnitude est interpretee en terme de relaxation viscoelastique. Une approche thermo-mecanique est utilisee pour quantifier le couplage interplaque dans les zones de subduction. Elle permet de montrer que la topographie observee et le flux de chaleur mesure en surface dans les regions avant-arc ne sont pas compatibles avec un coefficient de friction effectif superieur a 0. 2. Pour la region du nord chili, on montre que l'ensemble des observations cosismiques associees au seisme d'antofagasta 1995 peut etre explique par un modele simple de dislocation. Les relations entre la deformation de la marge continentale et le processus de subduction sont etudiees a l'echelle d'un cycle sismique complet (100 ans) et avec une approche long terme (100. 000 ans). Ces deux approches fournissent des resultats compatibles et permettent d'expliquer la topographie de la region avant-arc du nord chili en terme de deformation plastique.

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Trique, Michaël. "Étude en site naturel des phénomènes physiques associés au cycle sismique : l'expérience de Sur-Frêtes." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10275.

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Abstract:

Les signaux geophysiques observes avant des tremblements de terre ne sont pas systematiques et leur relation avec la sismicite ne peut pas etre confirmee. Afin d'evaluer si une relation existe entre ces signaux geophysiques et les contraintes tectoniques au cours du cycle sismique, nous allons etudier le comportement geophysique d'un milieu naturel en reponse a des sollicitations mecaniques. Le site choisi se situe au voisinage de deux lacs artificiels dont les variations annuelles de niveau constituent le moteur de deformation cyclique du milieu. La reponse geophysique du site est etudiee en termes de potentiel electrique, d'emanation de gaz radon, de niveau de puits et de deformation. Des variations de potentiel electrique ont ete associees aux variations de niveau des lacs. Nous montrons qu'elles sont produites par un mecanisme d'electrofiltration compatible avec les mesures en laboratoire. Cette observation demontre que le phenomene d'electrofiltration est actif a l'echelle naturelle. De plus, cette experience a mis en evidence des variations transitoires de potentiel electrique associees a des pics d'emanation de gaz radon. Ces evenements sont correles a des deformations transitoires, qui interviennent lors d'augmentation du taux de chargement du milieu. Des mesures en puits, qui montrent que ces evenements sont aussi associes a des surpressions de fluides, revelent le role determinant des fluides dans la generation des potentiels electriques et des pics de gaz radon. Nous proposons que ces signaux sont lies aux surpressions de fluide qui produisent localement une augmentation de la connectivite du milieu entrainant des circulations de fluide transitoires. Ces observations montrent la sensibilite des proprietes de transport de la roche aux variations du taux de deformation. Nos resultats suggerent que, dans le cas du chevauchement actif himalayen, une variation presismique du taux de deformation de la croute pourrait produire des signaux geophysiques precurseurs.

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Kurtz, Robin. "Évolution spatio-temporelle des déformations sismiques tardi-Pleistocènes et Holocènes dans le massif du Gobi-Altaï, Mongolie : approches morphotectonique et paléosismologique." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT141/document.

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Abstract:

La Mongolie occidentale a connu une sismicité intracontinentale exceptionnelle au cours de la première moitié du XXe siècle, avec 4 évènements sismiques d'une magnitude supérieure à 7.9, localisés sur des grandes structures décrochantes en régime transpressif senestre. Cette sismicité historique a été qualifiée d’essaim sismique, et des études paléosismologiques indiquent que ce phénomène a déjà pu se produire par le passé (3 à 4 ka). Mais si la partie est de la chaine du Gobi-Altaï a rompu lors du séisme du même nom en 1957 (Mw8) le long de la faille de Bogd orientale (WBF), plusieurs traces de failles affectant des formations Holocènes et présentant des longueurs > 100 km ont été documentées dans la partie ouest du massif, sans pour autant faire l’objet d’études quantitatives.Cette thèse apporte un état des lieux de l’activité sismique dans le Gobi-Altaï, au travers d’une cartographie détaillée des escarpements de failles actives au cours du pléistocène supérieur, associée à une analyse de la segmentation au regard de critères géométriques et cinématiques. Parallèlement, des investigations morphotectoniques et paléosismologiques, couplées à des méthodes de datations au 10Be in situ, OSL et 14C, ont permis de quantifier les vitesses de glissement depuis le Pléistocène supérieur, et les âges des paléo-ruptures au cours de l’Holocène sur les deux principaux décrochements analysés : les failles de la Vallée des Lacs (VOLF), et de Bogd occidentale (WBF) ; des données préliminaires permettent également de contraindre l’âge de la dernière rupture et la vitesse de glissement sur les failles de Tsogt (TF) et de Tsagaan Gol (TGF), situées respectivement dans le prolongement occidental de la WBF et de la VOLF. De plus, des mesures systématiques des décalages cosismiques horizontaux enregistrés par la morphologie, notamment le long de la rupture de surface du séisme de 1957, couplés à l’utilisation et le développement d’une approche statistique de détermination des glissements cosismiques moyens au regard de la segmentation, a permis de déterminer la fonction de distribution du glissement le long de l’EBF sur 3 cycles sismiques, suggérant d’une part une distribution du glissement assez homogène le long de la rupture, et d’autre part que le glissement du séisme généré en 1957 est d’une amplitude comparable de celle des précédents séismes, pour au moins 50 % de la rupture principale. Cette approche de détermination statistique des glissements moyens sur plusieurs cycles sismiques est prometteuse mais présente néanmoins certaines incohérences, et des voies de développement et de validations sont proposées.Les paramètres morphotectoniques et les âges des paléoséismes documentés dans cette thèse présentent une grande cohérence avec les données précédemment acquises sur l’EBF, avec des vitesses de faille lentes (0,7 ± 0,2 mm.a-1 sur la WBF et 0,5 ± 0,1 mm.a-1 sur la VOLF), des périodes de retour longues (4,0 ± 1,2 ka pour la WBF), et des décalages cosismiques relativement importants (2 – 4 m). Nos mesures de vitesses de faille indiquent par ailleurs une distribution de la déformation depuis la EBF vers les WBF et VOLF, séparant la déformation en deux faisceaux de failles, l’un se branchant au nord depuis la VOLF sur la TGF. Les déterminations des âges de paléoséismes indiquent une possibilité de cluster entre les différentes failles étudiées, avec trois ruptures potentiellement synchrones au cours de l’Holocène, dont une, rompant l’intégralité des décrochements analysés (WBF, EBF et VOLF), s’avère être temporellement corrélée au précédent cluster potentiellement identifié à 3 – 4 ka. Les paramètres présentés dans cette thèse permettent finalement de calculer des paléomagnitudes associées aux deniers évènements sur les WBF et VOLF, comprises entre Mw7,6 et Mw8 selon les paramètres et les lois considérés. Ces données fondamentales pourront servir de canevas de base pour les actuelles études d’aléas sismique en Mongolie
Western Mongolia experienced an exceptional intracontinental seismic activity during the first part of the XXth century, with four seismic events with Mw > 7.9, located on large strike-slip faults with a transpressive left-lateral motion. This historical seismicity has been qualified as a cluster, and paleoseismological studies indicate that this phenomenon might have occurred 3 to 4 ka ago. Although the eastern part of the Gobi-Altai mountain range broke during the eponymous earthquake in 1957 (Mw8) along the Eastern Bogd Fault (EBF), several fault traces affecting Holocene formations and presenting continuous fault length > 100 km have been documented on the western part of the range, while not been the purpose of quantitative studies.This thesis first gives an inventory of the seismic activity within the Gobi-Altai, through detailed mapping of the fault scarps which show activity during the late-Pleistocene, also with an analyze of the fault segmentation regarding to geometric and kinematic criteria. Secondly, some morphotectonical and paleoseismological surveys have been carried on, along with dating techniques as 10Be in situ, OSL and radiocarbon, which allow quantifying the faults slip-rates since late-Pleistocene, and paleo-ruptures ages during the Holocene period on the two main strike slip faults analyzed : the Valley of Lakes Fault (VOLF), and the Western Bogd Fault (WBF); preliminary data also allow quantifying the slip rates and the age of the most recent event along the Tsogt Fault (TF) and the Tsagaan Gol fault (TGF), respectively located in the westward continuation of the WBF and the VOLF. Moreover, systematic lateral offset measurements have been carried on along the faults traces, and especially along the 1957 surface rupture, where a statistical approach based on probability density has been applied in order to assess the average lateral offsets successively recorded by the landforms, and reveals that the slip distribution along the EBF on 3 seismic cycles. This suggests first that the slip distributions rather even along the rupture, and secondly that the slip related to the 1957 earthquake is of the same amount than previous major ruptures on that fault, for half of the main 1957 surface rupture. This approach of average coseismic slip assessment on several seismic cycles is promising, but still presents some inconsistencies, and we propose developments and validation perspectives.Morphotectonic parameters and ages of paleo-earthquakes reported in this thesis present a strong consistency with former studies along the EBF, with slow slip-rates (0,7 ± 0,2 mm.yr-1 on the WBF and 0,5 ± 0,1 mm.yr-1 on the VOLF), and significant left lateral coseismic offsets (2 – 4 m). Our measurements of slip rates indicate furthermore a distribution of the on-fault deformation from the EBF to the WBF and the VOLF, splitting the deformation in two branches, the north one reaching the TGF and the southern one visibly branches on the TF. Assessments of the paleoearthquakes ages show three possible clusters between the studied faults during the Holocene time, and one of them may break the three faults (WBF, EBF and VOLF), and seems as well to correspond to the cluster possibly identified 3-4 kyr ago. The fault parameters presented in this thesis allow computing the paleomagnitudes related to last seismic events along the WBF and the VOLF, ranging from Mw7.6 and Mw8, depending of parameters and empirical relations considered. Finally those fundamental data may serve as basic pattern for current seismic hazard assessments in Mongolia

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Caniven, Yannick. "Cinématique et mécanique des failles décrochantes à l'échelle de temps du cycle sismique : apports d'un modèle expérimental." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20057.

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Abstract:

Le cycle sismique s'étend de la centaine à quelques milliers d'années mais les mesures géodésiques et sismologiques s'étendent sur moins d'un siècle. Cette courte échelle de temps d'observation rend difficile la mise en évidence du rôle des paramètres sismotectoniques clefs qui contrôlent la dynamique des failles actives. Pour pallier ce problème d'échelle temporelle, j'ai développé un nouveau modèle expérimental qui reproduit des microséismes le long d'une faille décrochante sur plusieurs centaines de cycles sismiques. Il est constitué de deux plaques de polyuréthane latéralement en contact, reposant sur une couche basale de silicone, simulant le comportement mécanique d'une croûte supérieure élastoplastique couplée avec une croûte inférieure ductile, respectivement. Pour chaque expérience, environ 4000 mesures du champ de vitesses horizontales sont enregistrées. L'analyse des déplacements de surface au cours des phases intersismiques, cosismiques et postsismiques et leur comparaison aux failles sismogéniques montrent que le modèle reproduit correctement les déformations proches de la faille et en champ lointain. J'ai aussi effectué des inversions du champ de vitesses en surface pour évaluer la distribution spatiale du glissement en profondeur le long du plan de faille. Pour comparer les expériences, j'ai développé plusieurs algorithmes permettant d'étudier l'évolution spatio-temporelle des principaux paramètres physiques et les processus de déformation de surface qui caractérisent le cycle sismique. Mes premiers résultats suggèrent que la vitesse de chargement tectonique imposée en champ lointain joue un rôle sur le cycle sismique en influençant la magnitude des séismes, leur temps de récurrence, ainsi que la capacité de la faille à générer des séismes caractéristiques. Une vitesse de chargement lente favorise l'occurrence de forts évènements caractéristiques et une vitesse rapide de nombreux microséismes de magnitude faible à modérée plus distribués le long de la faille. Ma première hypothèse est que ce comportement est contrôlé par le couplage fragile/ductile à la base des plaques de polyuréthane. Pour une vitesse rapide, les forces visqueuses dans la couche basale augmentent de même que ce couplage. Ce processus contraint la base de la faille à glisser à une vitesse proche de sa vitesse long-terme et induit un champ de contrainte plus hétérogène le long de son plan qui favorise les microséismes de magnitude faible à modérée. Pour une vitesse lente, le silicone se comporte comme un fluide newtonien et les forces visqueuses diminuent considérablement, permettant à la faille de rester bloquée sur une plus longue période et d'accumuler plus de déformation élastique. Les contraintes sont ensuite relaxées par de plus larges évènements sismiques. Enfin, j'ai étudié le rôle joué par les variations de contrainte normale le long de la faille sur le glissement cosismique et le comportement long terme du système. Les résultats montrent que la distribution spatiale du glissement cosismique est fortement contrôlée par les variations de résistance de la faille et de l'accumulation des contraintes cisaillantes qui en résultent. Les évènements majeurs se produisent préférentiellement dans les zones d'aspérité de contrainte cisaillante et leur distribution spatiale du glissement suit une tendance similaire à celle de la variation de contrainte normale le long de la faille. L'analyse révèle aussi que l'hétérogénéité de l'état de contrainte initial influence la régularité du cycle sismique et le comportement long terme du modèle. Les résultats de cette étude paramétrique conforte ainsi l'hypothèse selon laquelle la distribution du glissement cosismique le long des ruptures peut fournir des informations pertinentes sur l'état de contrainte initial et pourrait améliorer notre compréhension de l'aléa sismique. Notre approche expérimentale apparaît donc, comme une méthode complémentaire et efficace pour étudier la dynamique des séismes
Average seismic cycle duration extends from hundred to a few thousands years but available geodetic measurements, including trilateration, GPS, Insar and seismological data extend over less than one century. This short time observation scale renders difficult, then, to constrain the role of key parameters such as fault friction and geometry, crust rheology, stress and strain rate that control the kinematics and mechanics of active faults.To solve this time scale issue, I have developed a new experimental set-up that reproduces scaled micro-earthquakes along a strike-slip fault during several hundreds of seismic cycles. The model is constituted by two polyurethane foam plates laterally in contact, lying on a basal silicone layer, which simulate the mechanical behaviour of an elastoplastic upper crust coupled with a ductile lower crust, respectively. For each experience about 4000 horizontal-velocity field measurements are recorded. The analysis of model-interseismic, coseismic and postseismic surface displacements and their comparison to seismogenic natural faults demonstrate that our analog model reproduces correctly both near and far-field surface strains. I also performed surface-velocity field inversions to assess the spatial distribution of slip and stress at depth along the fault plane. To compare the experiences, we have developed several algorithms that allow studying the spatial and temporal evolution of the main physical parameters and surface deformation processes that characterise the seismic cycle (magnitudes, stress, strain, friction coefficients, interseismic locking depth, recurrence time, ...). My first results suggest that far-field boundary-velocity conditions play a key role on the seismic cycle by influencing earthquake magnitudes and recurrence time, as well as the capability of the fault to generate characteristic earthquakes. We observed that low loading rate favors rare but large strong characteristic events and high loading rate numerous low to moderate magnitude more distributed microquakes. My first hypothesis is that this behaviour may be controlled by the brittle/ductile coupling at the base of foam plates. For a high loading rate, viscous forces in the silicone layer increase as well as coupling at the base of the foam plates. These features force the base of the fault to slip at a velocity close to the far field velocity and induce a more heterogeneous stress field along the fault favoring low to moderate microquakes. For a low loading rate, silicone almost behaves as a newtonian fluid and viscous forces strongly decrease, allowing the fault to remain locked for a longer period and to accumulate more elastic strain. Stresses are then relaxed by larger seismic events.Finally, I investigate experimentally the role played by along fault initial normal stress variations on coseismic slip and long term fault behavior. Results show that coseismic slip patterns are strongly controlled by variations in fault strength and subsequent accumulated shear stress along fault strike. Major microquake events occur preferentially into zone of major shear stress asperities and coseismic slip distributions follow similar trends than initial normal stress variations along the fault. Moreover, our experiment suggest that the heterogeneity of initial stress state along the fault influence the regularity of the seismic cycle and, consequently, long term fault slip behavior. Results of this parametric study comfort, then, the hypothesis that coseismic slip distribution along earthquake ruptures may provide relevant informations on unknown initial stress state and could thus improve our understanding of seismic hazard.Our experimental approach appears then, as an efficient complementary method to investigate earthquake dynamics

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Vigner, Alan. "Images sismiques par réflexions verticale et grand-angle de la croûte en contexte extensif : les Cyclades et le Fossé Nord-Egéen." Paris, Institut de physique du globe, 2002. http://www.theses.fr/2002GLOB0009.

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Abstract:

Une image nouvelle de la croûte est apportée par les profils de sismique verticale à écoute longue qui montrent une croûte inférieure litée (LLC). Celle-ci est attribuée à une extension post-orogénique. Une telle extension s'est produite en Mer Egée (Grèce). Deux campagnes de sismique réflexion verticale et grand-angle dans les Cyclades et dans le Fossé Nord-Egéen ont eu pour objectif d'étudier les structures de la lithosphère supérieure dans un tel contexte d'extension. L'utilisation d'une source monobulle permet en même temps de mettre en évidence les réflecteurs profonds de la croûte par les deux techniques d'imageries, ce qui n'avait pas encore été réalisé en mer Egée. L'un des résultats majeurs de cette étude est que la sismique grand-angle montre toujours les deux réflexions profondes c'est à dire celle au toit de la croûte inférieure et celle au Moho. La sismique verticale, quant à elle, montre soit une bande réflective, soit un réflecteur profond ou bien aucune réflexion. L'absence dans certains endroits de réflecteurs profonds sur les profils de sismique verticale peut être expliqué par du bruit sismique généré par les multiples des couches superficielles lorsque celles-ci sont épaisses, ainsi que par les diffractions créées par les bordures des bassins sédimentaires. Dans le cas des Cyclades, l'utilisation conjointe des données de sis miques réflexions verticale et grand-angle a permis de mettre en évidence que le Moho était plat à une profondeur de l'ordre de 26 km sous l'archipel. Le toit de la croûte inférieure réflective par contre n'est pas plat et remonte du Nord au Sud. Cette remontée est en accord avec le gradient du degré de métamorphisme à l'affleurement mis en évidence dans cette région. La vitesse moyenne dans la croûte inférieure varie également entre le Nord et le Sud, respectivement 7km/s et 6. 6km/s. La remontée de la croûte inférieure réflective jusqu'en surface n'est pas observée dans la direction d'extension NE-SW. La part de l'extension syn-orogénique par rapport à l'extension post-orogénique est actuellement débattue, l'état initial de l'extension se faisant dans le contexte d'un prisme d'accrétion crustal. Dans le cas du Fossé Nord-Egéen, la source sismique utilisée permet d'identifier les couches sédimentaires et d'esquisser les différents épisodes d'extension qui se seraient produits avec des orientations différentes : syn-orogénique, post-orogénique, extension due à l'arrivée de la faille Nord-Anatolienne dans le domaine Egéen, extension récente. Les réflecteurs profonds sont observés sur une majeure partie des profils de sismique verticale. La modélisation conjointe des données de sismique verticale et grand-angle permet de mettre en évidence l'existence d'une remontée locale du toit de la croûte inférieure au Sud-ouest du bassin des Sporadeslimitée au Sud, à l'Ouest et au Nord. Ces résultats montrent qu'on ne peut pas expliquer l'extension du Fossé Nord-Egéen par des modèles 2D et dont la direction de l'extension seraitconsidérée comme constante en fonction du temps

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Carretier, Sébastien. "Cycle sismique et surrection de la chaîne de Gurvan Bogd (Mongolie) : approche de la géomorphologie quantitative." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20204.

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Abstract:

Notre but est d'estimer les vitesses de deplacement vertical du systeme decrochevauchant de bogd (chaine de gurvan bogd, so mongolie), lie a la collision inde-asie et dont les faibles vitesses horizontales posent le probleme de l'evolution et de la repartition de la deformation cosismique en asie centrale. Les marqueurs decales par les failles (cones et terraces alluviaux) sont exceptionnellement bien preserves grace a l'aridite du climat mongol, ce qui permet l'estimation des vitesses de surrection par des methodes de geomorphologie quantitative. Nous avons developpe des modeles pour dater les escarpements cumules de failles inverses, et utilise le 1 0be produit in situ pour dater des cones alluviaux sureleves par ces failles. Nous estimons une vitesse moyenne de surrection similaire sur les failles inverses bordant les massifs de ih bogd et de baga bogd pendant le pleistocene superieur de 0. 1 mm/a. Cette vitesse prend en compte des variations brutales de l'activite sismique (0-1 mm/a), nulle sur des periodes de 100 ka, et par groupes de seismes caracteristiques sur des periodes de 20 ka. Par ailleurs, les datations des trois derniers cones alluviaux montrent que l'exportation des sediments dans la plaine de depot est fortement discontinue et a lieu tous les 100 ka du cycle de milankovitch. Nous avons analyse et compare la morphologie d'un massif avec des modeles 1d et 2d d'interactions tectonique-erosion, qui suggerent une vitesse moyenne de surrection de l'ordre de 0. 1 mm/a, et un age du massif de 20 ma, beaucoup plus ancien que les estimations anterieures. En outre, sur la base du synchronisme des cycles climatiques et sismiques, nous proposons que la forte erosion pendant les interglaciaires joue un role preponderant sur la reprise de l'activite sismique de ces failles.

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Schmidt, Johannes. "Deep seismic studies in the Western part of the Baltic shield /." Uppsala : Uppsala university of Uppsala, 2000. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb40232940n.

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Wolf, Sylvie. "Interaction des failles sismiques : modélisation mathématique et numérique de l'instabilité du glissement." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00744990.

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Abstract:

Nous modélisons les processus de glissement instable, en tenant compte de la géométrie souvent complexe des systèmes de failles et des lois de frottement observées en laboratoire. Nous assimilons les failles à des interfaces de discontinuité dans un milieu élastique parfait, la croûte, et utilisons une loi de frottement dépendant du glissement déduite d'expériences qui montrent que la résistance du matériau diminue du seuil statique au seuil dynamique, proportionnellement au glissement.Nous proposons deux méthodes numériques. La première a pour but de simuler l'évolution temporelle spontanée d'un réseau de faille, soumis initialement à un champ de contraintes donné et auquel nous appliquons une perturbation initiale en vitesse. Elle utilise un schéma de type Newmark en temps, et une discrétisation spatiale en éléments finis avec décomposition de domaines. Elle se révèle capable de capturer efficacement les instabilités du glissement, et en particulier la phase d'initiation, qui précède la propagation de la rupture dynamique et qui se caractérise par une forme auto-similaire et une croissance exponentielle du glissement au cours du temps. Des expériences numériques montrent que l'interaction, sur des segments de faille présentant un recouvrement significatif, se manifeste par l'existence de " zones d'ombre " dans lesquelles les contraintes sont déchargées et le glissement inhibé. En cas de recouvrement important de deux segments de faille, on observe une dissymétrie des profils de glissement, correspondant à la disparition de la singularité de contraintes à l'une des pointes de faille.Le deuxième schéma numérique réalise l'analyse spectrale non linéaire du problème de l'initiation " pseudo-linearisé " autour de la position d'équilibre dans laquelle le système de failles est initialement au seuil de résistance statique. La non-linéarité du problème provient de la prise en compte des zones d'ombre dont on ne connaît pas la géométrie a priori. Cette analyse permet de trouver le mode qui porte la signature de l'initiation, c'est-à-dire la forme auto-similaire remarquée plus haut. La version statique de cette analyse modale fournit un critère de stabilité des réseaux de failles, c'est-à-dire la valeur limite du taux d'affaiblissement au-delà de laquelle un épisode de glissement donnera lieu à un évènement sismique.Nous faisons l'hypothèse que le mode non linéaire statique, qui caractérise un comportement en affaiblissement à la limite de la stabilité, peut être utilisé pour décrire le glissement cumulé à l'échelle tectonique sur un réseau de failles normales particulier en Afar, dont nous connaissons les glissements mesurés en surface. Nous montrons qu'un choix judicieux du profil d'affaiblissement " équivalent " à l'échelle tectonique permet un bon accord entre le glissement observé et le mode statique. Nous en tirons des conclusions en termes d'interaction, mais aussi depropagation et/ou branchement des segments de failles. Enfin, nous décrivons deux autres applications :l'influence de la fracturation secondaire (endommagement) sur la forme du glissement les paramètres géométriques favorables à l'apparition d'une zone de relai entre deux segments de faille se propageant l'un vers l'autre.

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Lefèvre, Marthe. "Segmentation des grands décrochements, du cycle sismique à la déformation long terme, exemple de la faille du levant." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC100/document.

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Abstract:

Les failles décrochantes se caractérisent par des géométries 3D relativement complexes, avec des changements abrupts de structures associés à une segmentation latérale. Ainsi, comprendre comment les failles décrochantes sont segmentées latéralement peut apporter des informations sur la répartition de la déformation et des contraintes le long de ces failles ou encore leur comportement sismique. Dans cette étude nous avons cherché à caractériser ces paramètres pour la faille du Levant. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés au comportement sismique de cette faille au cours des derniers millénaires. Pour cela, nous avons réalisé une tranchée paléosismologique le long de la section sud de la faille où les données sur la sismicité historique restent limitées. Cela nous a permis de proposer un scénario de rupture pour la section entre le golfe d’Aqaba et le Mont Liban (~500 km). Le catalogue obtenu montre que la faille a connu plusieurs crises sismiques d’environ 200 ans, durant lesquelles l’ensemble de la faille rompt en cascade, séparées par des périodes de quiescence d’environ 350-400 ans, suggérant que la sismicité suit un modèle de clustering temporel. Ce catalogue nous a également permis d’estimer le déficit de glissement accumulé au cours des derniers 1600 ans. Ce déficit, est homogène pour toute la section de faille considérée, à 2 m de moyenne, ce qui pourrait suggérer l’imminence d’une crise sismique régionale, puisque que la compensation d’un tel déficit se traduirait par l’occurrence d’un séisme de Mw ~7.2 sur chaque section de faille. Dans une deuxième partie, nous avons étudié la répartition de la déformation à long terme dans une zone présentant une géométrie relativement complexe : le golfe d’Aqaba. Dans cette région, nous avons cartographié à partir de données de terrain et d’images satellites un certain nombre de structures secondaires sur les marges du golfe. Ainsi, même si la faille principale se trouve en mer, une partie de la déformation verticale est accommodée à terre. La confrontation des datations thermochronologiques et cosmogéniques réalisées le long de la côte Est du golfe montre une accélération des taux de soulèvement à partir de 5 Ma, qui est interprétée comme une conséquence de la migration du pôle d’Euler associé à la rotation de la plaque Arabique. Cette migration a favorisé un régime transtensif dans le golfe d’Aqaba, entrainant la réactivation de failles anciennes bordant la plaine côtière. Enfin, afin d’évaluer les mécanismes contrôlant la segmentation des failles décrochantes et leur évolution dans le temps, nous avons réalisé des expériences analogiques en boite à sable. Elles nous ont permis de mettre en avant (1) l’impact majeur de l’épaisseur du matériel cassant sur la longueur des segments et (2) la pérennité de la segmentation des failles décrochantes, puisque la segmentation observée sur le terrain obéit aux mêmes lois d’échelle que la segmentation observée aux stades initiaux de déformation dans les boites à sable
Strike slip faults are characterised by complex 3D geometries, with abrupt structural variations and a high degree of lateral segmentation. Hence, understanding the underlying mechanisms of lateral fault segmentation can shed light on the distribution of deformation and stress along these faults, as well as their seismic behaviour. In this study, we have tried to characterise some of these parameters for the Levant fault. We first investigated the seismic behaviour of this fault over the last few thousand years. To do this we realised a paleoseimological trench along the southern section of the fault, in a region where historical seismic data are limited. This allowed us to propose a rupture scenario for the section running from the Gulf of Aqaba to Mount Lebanon (~500km). The resulting catalogue highlights several seismic crises about 200 years long during which the whole fault ruptures in a cascade, interspaced with quiescent periods of about 350-400 years. This suggests that the seismic behaviour of the fault presents temporal clustering. Our catalogue also allowed for the estimation of the slip deficit accumulated over the last 1600 years in the considered section. This deficit is homogeneous along the fault and relatively high (2 m on average), which could suggest that a seismic crisis could happen over the entire region in a near future, as the compensation of such deficit would require the occurrence of a Mw 7.2 event on each section of the fault. After that we studied the distribution of long-term deformation in a region with a relatively complex geometry: the Gulf of Aqaba. In this region we mapped from field data and satellite images several secondary structures on the margins of the gulf. Indeed, even though the main fault is at sea, part of the vertical deformation is accommodated on land. The confrontation of thermochronological and cosmogenic datations along the eastern coast of the gulf shows an acceleration of the uplift rates. We interpret this as a consequence of the migration of the Euler pole associated with the rotation of the Arabian plaque, 5 ky ago. This migration led to an increase of the transtension in the Gulf of Aqaba, which reactivated ancient faults bordering the coastal plain. Finally, in order to quantify the mechanisms controlling the segmentation of strike slip faults and their temporal evolution, we realised sand box experiments. Our results highlight the importance of the thickness of the brittle material and its impact on the segment lengths. They also show the persistence of strike slip faults segmentation since the segmentation observed in the field obeys the same scaling laws as that observed at the early stages of deformation in sand box experiments

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Donniol, Jouve Bénédicte. "Vers l'intégration des taux de déformation dans les modèles de source PSHA en Europe : test de la compatibilité entre les taux de moment sismique et géodésique." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALU006.

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Abstract:

La plupart des réglementations sismiques nationales et internationales exigent la quantification de l'aléa sismique en se basant sur des méthodes d'évaluation probabiliste (PSHA). Le PSHA fournit aux autorités une base et une référence à partir desquelles les mouvements du sol sont être pris en compte pour la conception parasismique. La connaissance des sources et des magnitudes susceptibles de se produire doit être interprétée en termes de probabilités d'occurrence sur des fenêtres temporelles futures (modèle de source). Le modèle de source est combiné à un modèle de mouvement du sol pour déterminer les probabilités de dépassement des niveaux de mouvement du sol sur des sites d'intérêt au cours de fenêtres temporelles futures. Le présent travail de recherche vise à comprendre comment la surveillance géodésique peut fournir des contraintes sur le modèle de source.Nous abordons la question de la dérivation des modèles d'aléa sismique à partir du taux de déformation dans les régions de sismicité faible à modérée. Là, la sismicité est diffuse, peu de tremblements de terre peuvent être associés pour identifier des failles actives, et les géométries de failles réalistes ne peuvent pas être intégrées dans les études d'aléa sismique. Les catalogues de séismes, fusionnant des données instrumentales et historiques, sont généralement utilisés pour établir des modèles de récurrence des séismes. Bien que ces catalogues s'étendent sur plusieurs siècles, les fenêtres temporelles d'observation sont souvent courtes par rapport aux temps de récurrence des événements de taille modérée à grande, et les modèles de récurrence peuvent être faiblement contraints. Les mesures GPS fournissent des estimations des taux de déformation et représentent une alternative pour estimer le taux futur de sismicité.En tirant parti du champ de vélocités généré dans EPOS-GNSS en Europe, des cartes de taux de déformation ont été inversées pour l'Europe (Piña Valdes et al. 2020). Les vitesses horizontales sont prises en compte pour estimer le budget de moment potentiellement disponible pour les séismes. Le nouveau modèle de risque sismique ESHM20 (Danciu et al. 2021) est testé par rapport à ces nouvelles données, en comparant les taux de moment sismiques, qui prennent en compte les incertitudes sur le modèle de source ESHM20 avec les taux de moment sismique géodésique. Nous proposons une nouvelle méthodologie pour tenir compte des incertitudes associées aux taux de moment géodésique et constatons que les deux quantités peuvent être en accord dans les zones de forte activité, et, dans certains cas, dans des zones de faible activité (comme dans plusieurs régions françaises). Ensuite, nous tirons parti du travail réalisé par Marsan et Tan (2020) pour générer des catalogues de sismicité synthétiques, équilibrés en terme de moment, afin de questionner si une divergence entre les moments sismiques et géodésiques pourraient être dus à un biais d'échantillonnage des catalogues sismiques
Most national and international seismic regulations require quantifying seismic hazard based on probabilistic seismic hazard assessment (PSHA) methods. PSHA provides authorities with a basis and reference from which ground motions should be considered for earthquake- resistant design. The knowledge about the sources and the magnitudes that may occur must be interpreted in terms of probabilities of occurrence over future time windows (source model). The source model is combined to a ground-motion model to determine the exceedance probabilities of ground-motion levels at sites of interest over future windows of time. The present research work aims at understanding how geodetic monitoring can provide constraints on the source model.We address the issue of deriving seismic hazard models from strain rate in low-to-moderate seismicity regions. There, the seismicity is diffuse, few earthquakes can be associated to identify active faults, and realistic fault geometries cannot be integrated in seismic hazard studies. Earthquake catalogs, merging instrumental and historical data, are usually used to establish earthquake recurrence models. Although these catalogs extend over several centuries, the observation time windows are often short with respect to the recurrence times of moderate-to-large events and the recurrence models can be weakly constrained. GPS measurements provide estimates for deformation rates and represent an alternative for estimating the future rate of seismicity. The model obtained can be coupled with ground-motion models to estimate probabilistic seismic hazard, similarly to a gridded- seismicity model. Taking advantage of the velocity field generated in EPOS-GNSS in Europe, strain rates maps have been derived for Europe (Piña Valdes et al. 2020). Horizontal velocities are considered to estimate the budget potentially available for earthquakes, which implies understanding the origin of the vertical displacement (tectonics, post-glacial rebound). The new ESHM20 seismic hazard model (Danciu et al. 2021) is tested against this new data, comparing the seismic budgets, accounting for uncertainties both on the ESHM20 source model and on geodetic seismic moment rates. We propose a new methodology to account for the uncertainties associated with geodetic moment rates and we find that the two quantities could be in agreement in high activity areas, and, in some cases in low activity area (as in several french regions). Then, we take advantage of the work made by Marsan and Tan (2020) to generate moment balanced synthetic earthquakes catalogs in order to assess the adequacy of earthquake catalog sampling for long-term seismicity in low-to-moderate seismic regions thanks to geodesy

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Tesson, Jim. "Histoire sismique des failles normales de la région du Lazio-Abruzzo (Italie) : implications sur la variabilité spatiale et temporelle du glissement sismique au sein d'un système de faille." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0050.

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Abstract:

La mesure et la modélisation des concentrations en $^{36}$Cl accumulé au sein d'un plan de faille normal permet d'estimer l'âge et le glissement des forts séismes passés ayant successivement exhumé ce plan de faille. Si cette méthode présente l'avantage de fournir des enregistrements paléo-sismologiques continus sur des périodes de temps relativement longues (10 000 à 20 000 ans), la modélisation de données repose jusqu’à présent sur un modèle direct qui permet difficilement d'attester de l'unicité du scenario proposé, et d'estimer précisément les incertitudes associées, et ne tient pas compte de l'histoire long-terme du plan de faille, avant son exhumation post-glaciaire (héritage). Nous avons développé dans un premier temps un nouveau modèle qui inclut l’histoire d'héritage, et mis en place une procédure d'inversion des données permettant de 1) déterminer l'ensemble des paramètres de l'histoire sismique d'exhumation, 2) d’attester de l'unicité du scénario proposé, et 3) de contraindre précisément ses incertitudes. Nous appliquons notre méthode d’inversion à 11 failles des Apennins Centraux et montrons une grande variabilité dans leur activité sismique au cours des derniers 10 000 à 45 000 ans, avec des accélérations représentant 2 à 20 fois la vitesse long-terme de la faille. Nos résultats suggèrent en particulier que l'activité sismique des failles des Apennins Centraux pourrait être contrôlée par les propriétés intrinsèques des failles (vitesse long-terme, longueur, segmentation, état de maturité structurale), ainsi que par des processus d'interactions visco-élastiques agissant entre les failles
The use of $^{36}$Cl cosmogenic nuclide as a paleo-seismological tool to determine the seismic history of normal faults provide continuous records over the past 10 000 to 20 000 yrs. The modeling of the $^{36}$Cl concentrations measured at the surface of an exhumed fault-plane allows determining the age and the displacement of the past seismic events that successively exhumed the fault-plane. The available modeling approach is however unable to attest for the unicity of the inferred scenario, which makes the estimate of the associated uncertainties difficult. An other limitation concerns the long-term history of the fault-plane prior its post-glacial exhumation (inheritance), that is not fully accounted for in this model (Schlagenhauf et al., 2010). We have developed a reappraisal of this model that accounts for the inheritance history, and includes a procedure of data inversion to 1) determine all parameters of the exhumation history at once, 2) attest for the unicity of the proposed scenario, and 3) precisely determine the associated uncertainties. Applying our new modeling to 11 normal faults previously studied in Central Apennines, we observe a large variability of their seismic activity over the last 10 000 - 45 000 yrs, with slip-rate acceleration reaching 2-20 times their long-term slip-rate. In particular, our results suggest that the seismic activity of normal faults in Central Apennines could be controlled by intrinsic properties of the faults (such as their long-term slip-rate, fault-length, segmentation, state of structural maturity), and by visco-elastic stress transfers between faults

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Oral, Elif. "Modélisation multi-dimensionnelle de la propagation des ondes sismiques dans des milieux linéaires et non-linéaires." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1140/document.

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Abstract:

La modélisation numérique de la propagation des ondes sismiques fait partie des études principales sur le calcul du mouvement sismique basées sur de différents schèmes numériques. La prise en compte du comportement nonlinéaire du sol est consideré désormais très important afin de pouvoir calculer la réponse du milieu cohéremment aux observations sous les sollications sismiques très fortes. En plus, le paramètre de pression interstitielle, qui pourrait emmener le sol aux phénomènes de liquéfaction, devient très important pour les sols saturés. Dans cette étude, dans un premier temps, la propagation des ondes sismiques est modelisée sur une composante (1C) dans les milieux linéaires et nonlinéaires en utilisant la méthode numérique des éléments spéctraux. Les rhéologies viscoélastique et nonlinéaire sont implementées par le méthode de technique des variables de mémoire et le modèle élastoplastique d’Iwan, respectivement. Ensuite, le modèle 1D - trois composantes (3C) est développé et une comparaison préalable sur l’effet de la considération des approches 1C et 3C est faite. L’effet de pression interstitielle est implementé dans le code 1D-3C et le site américain Wildlife Refuge Liquefaction Array (WRLA), qui a été frappé par le séisme de Superstition Hills en 1987 est étudié. Le changement de la réponse du sol sous les différents hypothèses de rhéologie du sol et de mouvement d’entrée est étudié. Le mouvement calculé est noté d’être amplifié pour les basses fréquences et atténué pour les hautes fréquences en raison de l’excès de pression interstitielle dans les sols liquéfiables. Par ailleurs, le sol devient plus nonlinéaire sous le chargement triaxial dans l’approche 3C et plus dilatant dû à la nonlinéarite élevée. En dépit de la similitude entre les accélérations et les vitesses en surface des approches 1C et 3C, une importante différence dans le déplacement en surface entre les deux approches est notée. Les analyses sont répétées pour deux sites japonais Kushiro Port et Onahama Port, qui ont été influencés par le séisme de Kushiro-Oki en 1993 et le séisme de la côte Pacifique de Tohoku en 2011, respectivement. Il a été montré que les changements apportés par la nonlinéarite ne sont pas identiques dans toute la gamme de fréquence concernée et l’influence du comportement des sols non-cohésives sur la propagation des ondes sismiques dépend fortement des propriétés du modèle et des conditions de chargement. Dernièrement, le code SEM est avancé en 2D en considerant les mêmes modèles implementés en 1D-3C pour la nonlinéarite du sol et les effets de pression interstitielle. Le code SEM 2D est mis en application dans un modèle de bassin sédimentaire dont la géometrie est assymmétrique et le profile du sol est composé des couches possédant différentes propriétés nonlinéaires. Le modèle est étudié par les analyses totale et effective pour les propagation des ondes P-SV et SH. La differentiation du mouvement calculé en surface est très importante sous les chargements avec les signaux d’entrée synthétique et réel. L’analyse effective résulte en plus de déformations dans les couches superficielles par rapport à l’analyse totale.De plus, la durée de propagation des ondes augmente à l’intérieur du bassin et les reflections aux frontières de bassin-rocher entraînent plus de nonlinéarite dans les coins du bassin. Cette thèse révèle la possibilité de la modélisation du comportement nonlinéaire du sol en prenant en compte l’effet de pression interstitielle dans les études de la propagation des ondes sismiques en couplant les modèles différents avec la méthode des éléments spéctreaux. Ces analyses contribuent à l’identification et la compréhension des phénomènes majeures qui se déroulent dans les couches superficielles en respectant les conditions locales et les mouvements d’entrées, ce quirend ce travail très important pour les études spécifiques de sites
Numerical modeling of seismic wave propagation has been a major topic on ground motion studies using a number of different numerical integration schemes. The consideration of soil nonlinearity holds an important place in order to achieve simulations consistent with real observations for strong seismic shaking. Additionally, in the presence of strong ground motion in saturated soils, pore pressure becomes an important parameter to take into account for related phenomena such as flow liquefaction and cyclic mobility. In this study, first, one component (1C) - seismic wave propagation is modeled in linear and nonlinear media in 1D based on the spectral element numerical method. Viscoelastic and nonlinear soil rheologies are implemented by use of the memory variables technique and Iwan’s elastoplastic model, respectively. Then, the same study is extended to a 1D - three component (3C) model and a preliminary comparison on the effect of using 1C and 3C approaches is made. Then, the influence of excess pore pressure development is included in the 1D-3C model and the developped numerical model is applied to realistic case on the site of Wildlife Refuge Liquefaction Array (USA) which is affected by the 1987 Superstition Hills event. The ground motion modification for different assumptions of the soil rheology in the media and different input motions is studied. The calculated motion is found to be amplified on low frequency and damped in high frequency range due to excess pore pressure development. Furthermore, the soil is found to be more nonlinear under triaxial loading in 3C approach and more dilative due to higher nonlinearity. Despite the similitude in surface acceleration and velocity results, significant differences in surface displacement results of 1C and 3C approaches are remarked. Similar analyses are performed on two Japanese sites Kushiro Port and Onahama Port, which are influenced by the 1993 Kushiro-Oki and the 2011 off the Pacific coast of Tohoku earthquakes, respectively. It has been shown that the nonlinearity-related changes are not homogeneous all over the concerned frequency band and the influence of cohesionless soil behavior on wave propagation is highly dependent on model properties and loadingconditions. Lastly, the 2D SEM code is developped by taking into account soil nonlinearity and pore pressure effects similary to 1D-3C SEM code. The developped 2D SEM code is applied to a 2D sedimentary basin site where the basin geometry is asymmetrical and soil profile consists of layers with different nonlinearity properties. Total and effective stress analyses are performed on the 2D basin for P-SV and SH zave propagation models. The calculated surface motion is shown to differ significantly under synthetic and realistic input motion loading conditions and the resultant deformation in superficial layers is found to be very high in effective stress analysis compared to total stress analysis. Also, wave propagation takes longer time inside basin media and the reflections on bedrock-basin boundaries lead the soil in basin edges to higher nonlinearity. This study shows the possibility of modeling nonlinear soil behavior including pore pressure effects in seismic wave propagation studies by coupling different models with spectral element method. These analyses help identifying and understanding dominant phenomena occurring in superficial layers, depending on local conditions and input motions. This is of great importance for site-specific studies

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Picot, Marie. "Cycles sédimentaires dans le système turbiditique du Congo : nature et origine." Thesis, Brest, 2015. http://www.theses.fr/2015BRES0049/document.

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Abstract:

Les systèmes turbiditiques forment de grands édifices sédimentaires sous-marins situés au large des fleuves en pied de pente continentale et constituent les dépôts terrigènes les plus distaux d’un système fluviatile. Leur structure interne, définie comme un empilement de systèmes chenal-levées, montre des changements architecturaux au cours du temps dont les forçages sont encore mal connus, et le rôle respectif des facteurs de contrôle interne (lié au fonctionnement propre du système) ou externe (climat, variations du niveau marin, tectonique) reste sujet à débats. Afin de mieux comprendre le rôle de ces facteurs de contrôle, une étude détaillée de l’architecture du système Congo a été réalisée. Cette étude a été menée dans le cadre du projet de recherche Reprezaï (Ifremer/IUEM, depuis 2006), faisant suite aux projets Guiness et ZaïAngo (Ifremer/Total, 1992-2003), projets au cours desquels de nombreuses campagnes en mer ont permis l'acquisition d’une importante base de données géophysiques et géologiques. Une analyse quantitative de différents paramètres architecturaux des chenaux (longueur totale, longueur construite après avulsion, entre autres) de l’Edifice Axial du Congo (derniers 200 ka) révèle des cycles sédimentaires de progradation et rétrogradation des dépôt-centres, les plus grandes rétrogradations correspondant à des avulsions situées très en amont dans l’édifice turbiditique. Les dépôts-centres identifiés à la terminaison des chenaux correspondent à des complexes de lobes (selon la nomenclature de Prélat et al., 2009) relativement allongés dont les volumes (de 3 à 196 km3) varient considérablement dans le temps et l'espace sans pour autant montrer de cycles de variation comme pour les autres paramètres. Le volume cumulé de ces complexes de lobes reconnus représente jusqu'à 31% du volume de l’Edifice Axial. L’étude multiproxies (datations 14C, δ18O, mesures XRF, Carbone Organique Total, …) de carottes prélevées sur les chenaux les plus progradants et les plus rétrogradants, a fourni un cadre chronologique permettant de caler temporellement ces cycles sédimentaires. L’évolution temporelle des paramètres architecturaux a été comparée avec les variations des signaux paléoenvironnementaux et paléoclimatiques (pollens, COT, mesures XRF et MSCL, argiles…) enregistrés par une carotte de référence située en domaine hémipélagique et contemporaine de la construction de l’Edifice Axial. Les résultats mettent en évidence un lien étroit entre l’évolution architecturale de l’édifice turbiditique et les décharges fluviatiles du Congo. Ces dernières, mais aussi l’extension du couvert végétal sur le bassin versant, contrôlent le rapport sable/argile et donc, en partie, la capacité de transport des courants turbiditiques. Ces deux facteurs dépendent des précipitations liées aux variations d’intensité de la mousson en relation avec les cycles de précession (19-23 ka, Milankovitch). Un scénario de mise en place des systèmes chenal-levées et lobes de l’Edifice Axial en fonction des variations climatiques arides/humides sur le bassin versant a ainsi pu être proposé grâce à de bonnes contraintes stratigraphiques pour les derniers 40 ka. En période aride, les courants turbiditiques, peu fréquents et avec un fort rapport sable/argile qui diminue leur capacité de transport, sont propices à l'aggradation des chenaux, engendrant des conditions favorables pour la création ultérieure d’avulsions en amont. En période de transition aride/humide, lorsque le couvert végétal est encore peu développé, la décharge fluviatile accompagnée d’une charge solide importante augmente le volume des courants turbiditiques, favorisant les avulsions en amont du système. Enfin, les périodes humides, caractérisées par un débit liquide fort associé à une charge solide essentiellement argileuse qui décroît au fur et à mesure que le couvert végétal s’étend, génèrent des courants de turbidité dont la capacité de transport diminue au cours du temps […]
Turbidite systems are huge submarine sedimentary fans located off rivers, at the foot of the continental slope. They constitute the most distal terrigeneous deposits of a fluvial system. Their internal structure, defined as a stacking of channel-levee systems, show architectural changes through time. Forcing factors of these architectural changesare still poorly understood, and the respective role of internal (related to the own functioning of the system) or external forcing factors (climate, seal-level variations, tectonics) remains debated. To better understand the role of these controlling factors, a detailed study of the Congo system architecture was carried out. This study was conducted as part of the Reprezaï research project (Ifremer/IUEM, since 2006), following the Guiness and ZaïAngo projects (Ifremer/Total, 1992-2003), during which many oceanographic surveys allowed acquiring an important geophysical and geological data base. A quantitative analysis of different architectural parameters from the channels (e.g. total length, length built after avulsion,…) of the Congo Axial Fan (last 200 ka) reveals progradational-retrogradational sedimentary cycles of the depocenters, the highest retrogradations corresponding to avulsions located very upfan. Depocenters identified at the termination of the channels correspond to relatively elongated lobe complexes (according to the nomenclature of Prélat et al., 2009) with greatly variable volumes (from 3 to 196 km3) both in time and space, without any cyclicity like that identified by other parameters. The cumulative volume of these lobe complexes represents up to 31% of the Axial Fan volume. The multiproxies study (14C dating, δ18O, XRF measurements, Total Organic Carbon…) of cores sampled on the most prograding and retrograding channels provided a chronological framework to these sedimentary cycles. The temporal evolution of the architectural parameters was compared with changes in paleoenvironmental and paleoclimatic signals (pollens, TOC, XRF and MSCL measurements, clay mineralogy,…) recorded in the sediments of a reference core deposited simultaneously to the Axial Fan, but located outside the turbidite flows. Results highlight a strong link between the architectural evolution of the turbidite system and the Congo River discharge. These, as well as the expansion of the vegetation cover in the catchment area, control the sand/clay ratio and thus, at least partly, the transport capacity of turbidity currents that build the channel-levee systems. Both factors depend on rainfall related to the monsoon intensity variations in relation with precession (19-23 ka Milankovitch). A scenario for the deposition of channel-levee systems and lobes of the Axial Fan in link with arid/humid climate variations in the catchment area has been proposed thanks to good stratigraphic constraints for the last 40 ka. During arid periods, turbidity currents are infrequent and present a high sand/clay ratio which decreases their transport capacity. These turbidity currents are suitable to channel aggradation, generating favorable conditions for the subsequent creation of upfan avulsion. During periods of transition of arid to humid conditions, when the canopy is still underdeveloped, fluvial discharge and significant sediment load increases result in an increase of the turbidity currents volume, which favors upfan avulsions. Finally, during humid periods, Congo discharge is characterized by a strong liquid flow and a mainly clayey solid discharge which decreases gradually as the canopy extends. These conditions generate turbidity currents with decreasing transport capacity through time. However the transport capacity of these currents remains sufficient to reach distal portions of the systems and favor channels progradation. This climatic factor seems therefore to regularly disrupt the more perennial internal control which is also highlighted by the Congo Axial Fan architecture

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Aben, Frans. "Experimental simulation of the seismic cycle in fault damage zones." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU012/document.

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Abstract:

Les séismes le long de grandes failles crustales représentent un danger énorme pour de nombreuses populations. Le mécanique de ces failles est influencé par des zones endommagées qui entourent le coeur de faille. La fracturation dans ces zones contrôle chaque étape du cycle sismique. En effet, cette zone contrôle la mécanique de la rupture sismique, elle est un conduit pour les fluides, réagit chimiquement sous l'effet de fluides réactifs, et facilite la déformation pendant les périodes post- et inter-sismiques. Dans cette thèse de doctorat, des expériences de laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre 1) la façon dont l'endommagement est généré pendant le chargement transitoire co-sismique, 2) comment l'endommagement permet de mieux contraindre le chargement co-sismique le long de grandes failles, et iii) comment les fractures peuvent se cicatriser au fil du temps et contrôler l'évolution de la perméabilité et de la résistance mécanique de la faille.L'introduction de la thèse propose une revue critique de la littérature sur la génération de dommages co-sismiques et en particulier sur la formation des roches pulvérisées. Le potentiel de ces roches comme marqueur des déformations co-sismiques est discuté. Bien que ces roches pulvérisées soient prometteuses pour ces aspects, plusieurs questions restent ouvertes.L'une de ces questions concerne les conditions de chargement transitoire nécessaires pour atteindre la pulvérisation. Le seuil de taux de deformation pour atteindre la pulvérisation peut être réduit par des endommagemments progressifs, au cours de ruptures sismiques successives. Des barres de Hopkinson ont été utilisées pour effectuer des chargements dynamique successifs d'une roche cristalline (monzonite). Les résultats montrent que le seuil pour atteindre la pulvérisation est réduit d'au moins 50% lorsque des chargements successives sont imposés. Cette thèse discute aussi pourquoi les roches pulvérisées sont presque toujours observées dans des roches cristallines et peu dans des roches sédimentaires poreuses. Pour comprendre cette observation, des expériences à haute vitesse de déformation ont été effectuées sur des grès de Rothbach. Les résultats montrent que la pulvérisation des grains eux mêmes ne se produit pas dans les grès. L'endommagement reste se produit principalement à une échelle supérieure à celle grains, et des bandes de compaction sont observées. La compétition entre l'endommagement inter- et intra-granulaire est expliquée par les paramètres microstructuraux en combinant deux modèles micromécaniques classiques. Les microstructures observées dans les grès peuvent se former dans le régime quasi-statiques et aussi dans le régime dynamique. Par conséquent, il est recommandée d'être prudent lors de l'interprétation du mécanisme de deformation dans les roches sédimentaires proches de la surface. La dernière question abordée durant la thèse est la cicatrisation post-sismique de fractures co-sismiques. Des expériences ont été réalisées pour cicatriser des fissures par précipitation de calcite. Le but est l'étude du couplage entre l'augmentation de résistance mécanique de la roche fissurée et l'évolution de la perméabilité. Les échantillons fracturées ont été soumis à des conditions de pression et températures similaires de la croûte supérieure et à une percolation d'un fluide sursaturé en calcite pendant plusieurs mois. Ce couplage non-existe dans les premières étapes de la cicatrisation. Il est révélé par l'imagerie par tomographie aux rayons X que le scellement naissant des fractures se produit dans les porosités situées en aval de barrières d'écoulement, et donc dans des régions qui ne touchent pas les principales voies d'écoulement du fluide. Le découplage entre l'augmentation de résistance de la roche et la perméabilité suggère que les zones d'endommagement peu profondes dans les failles actives peuvent rester des conduits actifs pour les fluides plusieurs années après un séisme
Earthquakes along large crustal scale faults are a huge hazard threatening large populations. The behavior of such faults is influenced by the fault damage zone that surrounds the fault core. Fracture damage in such fault damage zones influences each stage of the seismic cycle. The damage zone influences rupture mechanics, behaves as a fluid conduit to release pressurized fluids at depth or to give access to reactive fluids to alter the fault core, and facilitates strain during post- and interseismic periods. Also, it acts as an energy sink for earthquake energy. Here, laboratory experiments were performed to come to a better understanding of how this fracture damage is formed during coseismic transient loading, what this fracture damage can tell us about the earthquake rupture conditions along large faults, and how fracture damage is annihilated over time.First, coseismic damage generation, and specifically the formation of pulverized fault damage zone rock, is reviewed. The potential of these pulverized rocks as a coseismic marker for rupture mechanisms is discussed. Although these rocks are promising in that aspect, several open questions remain.One of these open questions is if the transient loading conditions needed for pulverization can be reduced by progressively damaging during many seismic events. The successive high strain rate loadings performed on quartz monzonites using a split Hopkinson pressure bar reveal that indeed the pulverization strain rate threshold is reduced by at least 50%.Another open question is why pulverized rocks are almost always observed in crystalline lithologies and not in more porous rock, even when crystalline and porous rocks are juxtaposed by a fault. To study this observation, high strain rate experiments were performed on porous Rothbach sandstone. The results show that pervasive pulverization below the grain scale, such as observed in crystalline rock, does not occur in the sandstone samples for the explored strain rate range (60-150 s-1). Damage is mainly occurs at a scale superior to that of the scale of the grains, with intragranular deformation occurring only in weaker regions where compaction bands are formed. The competition between inter- and intragranular damage during dynamic loading is explained with the geometric parameters of the rock in combination with two classic micromechanical models: the Hertzian contact model and the pore-emanated crack model. In conclusion, the observed microstructures can form in both quasi-static and dynamic loading regimes. Therefore caution is advised when interpreting the mechanism responsible for near-fault damage in sedimentary rock near the surface. Moreover, the results suggest that different responses of different lithologies to transient loading are responsible for sub-surface damage zone asymmetry.Finally, post-seismic annihilation of coseismic damage by calcite assisted fracture sealing has been studied in experiments, so that the coupling between strengthening and permeability of the fracture network could be studied. A sample-scale fracture network was introduced in quartz monzonite samples, followed exposure to upper crustal conditions and percolation of a fluid saturated with calcite for several months. A large recovery of up to 50% of the initial P-wave velocity drop has been observed after the sealing experiment. In contrast, the permeability remained more or less constant for the duration of the experiment. This lack of coupling between strengthening and permeability in the first stages of sealing is explained by X-ray computed micro tomography. Incipient sealing in the fracture spaces occurs downstream of flow barriers, thus in regions that do not affect the main fluid flow pathways. The decoupling of strength recovery and permeability suggests that shallow fault damage zones can remain fluid conduits for years after a seismic event, leading to significant transformations of the core and the damage zone of faults with time

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Jolivet, Romain. "Déformation intersismique le long de la faille de Haiyuan, Chine : variations spatio-temporelles contraintes par interférométrie SAR." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00649146.

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Abstract:

Le système de failles de Haiyuan qui borde le plateau du Tibet au Nord-Est est un système majeur sénestre. Au cours du dernier siècle, deux grands séismes (M~8) ont rompu ce système de failles: le séisme de Haiyuan en 1920 et le séisme de Gulang en 1927. A l'aide d'interférométrie radar à synthèse d'ouverture, nous analysons les variations spatiales et temporelles de la déformation intersismique au travers de la faille de Haiyuan, dans une zone étendue (150x150 km2) qui couvre l'extrémité Ouest de la rupture de 1920 et la lacune sismique de Tianzhu. Avec une approche dite en Small Baseline, nous traitons cinq séries temporelles d'images SAR, acquises par le satellite Envisat le long de tracks descendantes et ascendantes pendant la période allant de 2003 à 2009. Les cartes de vitesse moyenne de déformation dans la ligne de visée du satellite ainsi obtenues sont cohérentes avec un mouvement sénestre au travers de la faille et montrent des variations latérales du gradient de vitesse dans la zone de faille. Nous inversons ces cartes de vitesse moyenne en LOS pour obtenir le taux de chargement à court terme en profondeur et la distribution du glissement dans la partie sismogène le long du plan de faille. Le taux de chargement en profondeur est d'environ 5mm/an. Les sections de faille ayant rompu en 1920 et une grande partie de la lacune sismique de Tianzhu sont bloquées en surface. Entre ces deux sections, un segment de 35 km de long, qui montre une forte activité micro-sismique, glisse de manière asismique avec un taux de glissement horizontal qui atteint presque 5 mm/an. Cependant, le taux de glissement asismique le long de la partie sismogène varie le long du plan de faille et atteint localement des taux supérieurs au chargement tectonique, suggérant des variations temporelles du glissement asismique. La comparaison de profils moyens de vitesse parallèle à la faille issus de données InSAR sur les périodes 1993-1998 (données ERS) et 2003-2009 suggèrent une migration vers la surface du glissement asismique sur une période de 20~ans. Une analyse en séries temporelles des données Envisat, en appliquant un lissage temporel, montrent une accélération du taux de glissement asismique pendant l'année 2007. Cette accélération est précédée et a probablement été déclenchée par un séisme de magnitude 4.7 au sein même du glissement asismique. Enfin, nous étudions la relation entre l'évolution spatio-temporelle du glissement asismique en surface et la rugosité de la trace de la faille à l'aide d'une analyse multi-échelle. Nous montrons que les propriétés élastiques de la croûte cassante contrôlent la rugosité de la faille, qui exerce à son tour un contrôle sur la distribution de glissement asismique en surface. Le glissement asismique est fait de spasmes qui interagissent les uns avec les autres en suivant une loi d'échelle similaire à la loi de Gutenberg-Richter pour les séismes.

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Alfred, Anglade. "Performance sismique sous charge axiale nulle des murs en maçonnerie armée entièrement remplis de coulis." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/9720.

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Résumé : Cette juxtaposition de matériaux solides -blocs, pierres ou briques,...- liés ou non entre eux que nous appelons maçonnerie ne se comporte pas très bien vis-à-vis des forces latérales, surtout si elle n’a pas été réalisée suivant les normes parasismiques ou de façon adéquate. Cette vulnérabilité (glissement, cisaillement, déchirure en flexion, ou tout autre) vient souvent du fait même de ce processus d’empilement, des problèmes d’interaction avec le reste de la structure et aussi à cause des caractéristiques mécaniques peu fiables de certains éléments utilisés. Malgré cette défaillance structurale, la maçonnerie est encore utilisée aujourd’hui grâce à son côté traditionnel, sa facilité de mise en œuvre et son coût d’utilisation peu élevé. Depuis quelques années, la maçonnerie s’est enrichie de documents qui ont été publiés par divers chercheurs dans le but d’une meilleure compréhension des caractéristiques mécaniques des éléments et aussi, et surtout, des mécanismes de rupture des murs de maçonnerie pour une meilleure réponse face aux sollicitations sismiques. Beaucoup de programmes expérimentaux ont alors été effectués et tant d’autres sont encore nécessaires. Et c’est dans ce contexte que cette recherche a été conduite. Elle présentera, entre autres, le comportement sous charges latérales d’un mur en maçonnerie armée entièrement rempli de coulis. Ce projet de recherche fait partie d’un programme plus large visant à une meilleure connaissance du comportement sismique de la maçonnerie pour une amélioration des techniques de construction et de réparation des ouvrages en maçonnerie.
Abstract : This juxtaposition of solid materials -blocks, stones or bricks, ...- linked or not together called masonry does not behave very well towards lateral forces, especially if it has not been carried out according to seismic standards or enough adequate. This vulnerability - sliding, shearing, bending tear, or otherwise- comes often precisely because of this process of stacking, problems of interaction with the rest of the structure and also because of unreliable mechanical characteristics of used items. Despite this structural failure, masonry is still used today because of its traditional side, ease of implementation and low cost of use. In recent years, masonry was enriched with documents published by various researchers to a better understanding of the mechanical properties elements and also, above all, of the failure mechanisms masonry walls for a better response to seismic loading. Many experiences were then performed and many others are still necessary ; and therefore the Canada has for some time been involved in this adventure. And it is in this direction that goes this document. It presents, among others, the behavior under lateral loads of a reinforced masonry wall completely filled with grout. This research project is part of a broader program to a better understanding of the seismic behavior of masonry for an improvement of design and repair techniques of masonry.

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Jeandet, Louise. "Modélisation numérique des liens entre séismes et glissements de terrain au cours du cycle sismique : processus déclencheurs, distributions de tailles et implications géologiques." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1B063/document.

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Abstract:

Les interactions entre les processus tectoniques et l’érosion ont été peu étudiées à des échelles de temps courtes (< 1000 ans). Cependant, les séismes peuvent activement contribuer à l’érosion des chaînes de montagne en déclenchant de nombreux glissements de terrain. Des études récentes ont également montré que ces grands événements érosifs pourraient engendrer des changements de contraintes suffisants à proximité des failles actives pour modifier la sismicité régionale. Dans cette thèse, cette problématique a été abordée via une approche numérique. Dans un premier temps, le développement d’un modèle simple de glissements de terrain prenant en compte la topographie des versants a permis de démontrer le rôle des paramètres mécaniques (cohésion et friction), et de la forme des versants sur la distribution de taille des glissements de terrain. Ce modèle a été validé à l’aide de cas naturels de glissements de terrain co-sismiques. Dans un deuxième temps, le rôle de la forme finie des versants sur la probabilité de grands glissements de terrain a été démontrée en se basant sur des données. Enfin, dans un troisième temps, le potentiel effet d’un grand évènement érosif sur la sismicité a été exploré à l’aide d’un modèle numérique de cycle sismique dans lequel ont été implémentées des variations temporelles de la contrainte normale sur la faille. Les résultats mettent en évidence le rôle du volume de sédiments, mais aussi de leur temps d’export. En particulier, les paysages caractérisés par une hauteur unstable des versants importante pourraient, en favorisant de grands glissements de terrain, induire une érosion assez importante et rapide pour modifier de façon significative la sismicité régionale
Interactions between tectonic processes and erosion have been poorly investigated at short time-scales (<1000 years). However, earthquakes can largely contribute to the erosion of mountain belts by triggering widespread landsliding. Moreover, recent studies have shown that such large erosional events could induce stress changes in the fault environment efficient enough to influence regional seismicity. In this thesis, this problematic is tackled through a numerical approach. Firstly, the development of a simple mechanical model accounting for the complexity and variability of natural hillslopes allowed to demonstrate the role of mechanical parameters (cohesion and friction), and of hillslope shape in the probability density function of landslide sizes. This model has been validated using natural cases of co-seismic landsliding. Secondly, the role of unstable hillslope height on large landslide probability has been demonstrated based on natural data, and the exponential distribution of this unstable height has ben shown. Finally, the potential effect of a large erosional event on seismicity has been explored with a numerical model of seismic cycle, in which has been implemented temporal normal stress variations. The results emphasize the role of eroded sediment volume, but also of the export time of sediments away from the mountain belt. In landscape with high unstable hillslopes, large landslides are favored and in turn, could induce fast an important enough erosion to modify regional seismicity

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Jouet, Gwenael. "Enregistrements stratigraphiques des cycles climatiques et eustatiques du Quaternaire terminal - Modélisations de la marge continentale du Golfe du Lion." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00260930.

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Abstract:

Le Quaternaire terminal a été le théâtre de changements importants du climat, à l'échelle de la dizaine ou de la centaine de milliers d'années. Ces fluctuations ont affecté les enregistrements sédimentaires continentaux et marins à travers le monde. Même si la variabilité du climat est maintenant bien reconnue, les changements associés du niveau marin absolu et de l'environnement, ainsi que l'empreinte de ces changements sur l'organisation stratigraphique restent à préciser.
Les travaux entrepris depuis une dizaine d'années sur la marge du Golfe du Lion (Méditerranée occidentale) montrent qu'il s'agit d'une zone exceptionnelle pour explorer l'impact de la variabilité climatique et glacio-eustatique sur l'organisation stratigraphique des sédiments. Les séquences sédimentaires liées aux grands cycles tardi-pléistocènes de 100 000 ans, révélées par la sismique, ont été échantillonnées et interprétées grâce aux données multi-proxies des forages du projet européen "Promess-1". La révision du modèle stratigraphique de la marge, propagé sur l'ensemble de la plateforme, a contribué à préciser les modèles conceptuels de la stratigraphie séquentielle. L'analyse sismo- et litho-stratigraphique à plus haute résolution révèle également l'enregistrement de séquences liées à des cycles climatiques beaucoup plus courts durant le dernier cycle glaciaire (~130 000 ans). L'association des événements de Heinrich et de Dansgaard-Oeschger dans les cycles génériques de Bond présente une expression stratigraphique distincte, sous la forme de paraséquences régressives. Enfin, la modélisation de l'agencement des structures sédimentaires associées à la remontée du niveau marin lors de la dernière déglaciation (~20 000 ans) souligne le rôle des événements climatiques extrêmes dans la formation du message sédimentaire. Cette étude présente enfin une confirmation semi-quantitative et bien contrainte dans le temps, du rôle fondamental des variations du niveau marin et des flux sédimentaires dans l'organisation des séquences de dépôt, y compris à l'échelle des événements climatiques rapides.

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Dubois, Loïc. "Étude mécanique de la crise sismique sud-islandaise de juin 2000 par modélisation numérique tridimensionnelle : effets rhéologiques et géométriques." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00268203.

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Abstract:

Au niveau d'une zone transformante atypique se situant au sud-ouest de l'Islande, une série de séismes majeurs (MW = 6,5) s'est produite en juin 2000. De nombreuses données InSAR et GPS couvrent les différentes phases d'un cycle sismique. L'utilisation d'un code de calcul numérique fondé sur une méthode d'éléments finis a permis d'explorer les influences sur la déformation des hétérogénéités présentes au niveau de la zone sismique sud islandaise. Dans la phase co-sismique, l'hypothèse majeure est la rigidification de la lithosphère avec la profondeur. Dans la phase post-sismique, la géométrie des couches rhéologiques a également une influence, ainsi que l'étude simultanée des différents processus associés (relaxations visco- et poro-élastique, afterslip...). Enfin, la répartition asymétrique des contraintes lors de la phase inter-sismique due à l'amincissement de la croûte vers l'ouest semble être un facteur essentiel pour expliquer la migration est-ouest observée dans la sismicité

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Hoste, Colomer Roser. "Variations latérales de sismicité le long du méga-chevauchement himalayen au Népal." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEE031/document.

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Abstract:

La sismicité présente le long du méga-chevauchement himalayen, dans la trace du fort séisme de 1505, des variations spatiales qui restaient peu résolues. Nous y avons déployé un réseau sismologique temporaire de 15 stations pour la période 2014-2016, en complément du réseau national. Nous avons effectué une détection automatique Seiscomp3 puis un pointé manuel des séismes enregistrés par le réseau, suivi par une localisation absolue Hypo71 et une relocalisation relative d’essaims HypoDD. Le catalogue résultant compte 2154 évènements dans notre zone d’étude dont les profondeurs (8-16 km) sont bien résolues. La confrontation de la sismicité avec des coupes géologiques équilibrées montre que les séismes se localisent dans le compartiment supérieur à proximité du grand chevauchement himalayen au voisinage de rampes ou contacts suspectés entre écailles de moyen pays. Les variations latérales de structures associées à cette sismicité sont susceptibles de contrôler pour partie les ruptures cosismiques de séismes intermédiaires, qui viennent rompre partiellement le chevauchement, comme l’ont démontré les études du séisme de Mw7.8 de Gorkha-Népal, 2015. La segmentation qui en résulte est une donnée importante dans les études d’aléa sismique
The seismicity located along the Himalayan mega-thrust, within the trace of the great M8+ 1505AD earthquake, displays striking spatial variations which remained poorly resolved. In order to better constrain and understand these variations, we deployed a 15-stations temporary seismological network for 2 years (2014-2016) as a complement to the national network. We first processed the data with an automatic detection with Seiscomp3, then a manual picking of earthquakes recorded by the network, followed by a Hypo71 absolute localization and HypoDD relative relocation of clustered events. The resulting catalogue contains 2154 local events, shallow to midcrustal (8 - 16 km). The seismicity presented temporal variations suggesting fluid migrations. The confrontation between the seismicity and the geologic balanced cross-sections shows that most eartbquakes happen within the hangingwall of the Main Himalayan Thrust fault nearby ramps or suspected contacts between lesser Himalayan slivers. The lateral variations of some of the structures associated to this seismicity are likely to partially control the extent of the coseismic ruptures during intermediate earthquakes that break partly the locked fault zone, in a similar way as what was reported after the Mw7.8 2015 Gorkha-Nepal earthquake. Better characterizing the segmentation of such faults is an important input for seismic hazard studies

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Rousset, Dominique. "Structure et isostasie du Fossé Rhénan (segment méridional) : champ de pesanteur et sismique réflexion en écoute longue ECORS DEKORP." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20006.

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Abstract:

Ce travail présente une compilation et une interprétation des données gravimétriques sur le sud du fossé rhénan en relation avec les autres données géologiques et géophysiques, en particulier le profil ECORS DEKORP sud. Ce travail permet de préciser l'extension des formations Varisques, affleurantes dans les Vosges et la Forêt Noire, sous le recouvrement sédimentaire. Les principaux résultats concernent l'interprétation en densité le long du profil sismique Ecors-Dekorp, ainsi que la localisation dans le fossé, d'un décrochement senestre qui semble avoir joué un rôle majeur lors de l'extension tardi-Varisque et dans la localisation du rift rhénan. Les grandes longueurs d'onde de l'anomalie de Bouguer corrigée de l'effet des sédiments et des variations topographiques du MOHO sont clairement corrélées avec le haut topographique de l'ensemble Vosges-Forêt Noire-Jura Souabe. Ceci est interprété comme un soulèvement récent (10 M. A. ) sans relation directe avec l'extension oligocène dans le fossé rhénan. Ce phénomène est quantifié en approchant le comportement de la lithosphère par celui d'une plaque élastique de 30 km d'épaisseur.

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Pham, Viet Anh. "Effets de la pression interstitielle sur la réponse sismique des sols : modélisation numérique 1D/ 3 composantes." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00985465.

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Abstract:

Lors de séismes forts, la propagation des ondes sismiques dans les sols met en jeu des non linéarités de comportement qui se manifestent différemment selon le niveau de sollicitation. En effet, pour de faibles déformations (généralement <10^{-6}), une loi de comportement linéaire (i.e. module et amortissement indépendants du niveau de sollicitation) permet de reproduire les observations expérimentales sur site. En revanche, pour des déformations plus élevées, une loi de comportement non linéaire hystérétique est nécessaire pour décrire l'évolution de la rigidité et des dissipations énergétiques au cours de la sollicitation sismique. De plus, comme les séismes forts sont caractérisés par des amplitudes et des durées plus importantes, le rôle de la pression interstitielle ne peut pas être négligé pour les sols saturés sous fortes sollicitations (mobilité cyclique et liquéfaction). Ces phénomènes peuvent conduire à l'annulation des contraintes effectives et devenir cause de dommages sévères pour les structures et les ouvrages. L'analyse proposée élargit l'applicabilité des modèles de calcul actuels pour une analyse plus fine du risque sismique. En partant d'une formulation aux éléments finis décrivant la propagation des ondes sismiques suivant la direction verticale en prenant en compte le chargement en 3D (l'approche " 1D-3C" : une direction-trois composantes) dans les sols nonlinéaires secs, de nouvelles stratégies pour la prise en compte du rôle de l'eau sont développées. Le modèle de comportement est basé sur la relation entre la pression interstitielle et le travail de la contrainte de cisaillement. Ce modèle décrivant l'évolution de la pression interstitielle considère l'état de contrainte tridimensionnel du matériau. Le modèle est validé par comparaison avec des résultats expérimentaux. L'approche " 1D-3C " a été utilisée pour modéliser la réponse des sols pour 4 séismes réels : le séisme de Superstition Hills en 1987 aux États-Unis (M_{w}=6.7); le séisme de Tohoku en 2011 au Japon (M_{w}=9.1 ); le séisme de Kushiro en 1993 au Japon (M_{w}=7.8) et le séisme d'Emilie Romagne en 2012 en Italie (M_{w}=5.9). Pour les trois premiers séismes, des enregistrements en profondeur et en surface sont disponibles. L'étude de ces trois premiers cas rend possible la validation du modèle par comparaison des données enregistrées et calculées. Le modèle peut donc être considéré comme un outil fiable pour la prédiction de la réponse sismique des sols saturés

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Le, Roux-Mallouf Romain. "Déformation Holocène de l’Himalaya du Bhoutan : apport de la géomorphologie et de la paléosismologie." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT142/document.

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Abstract:

La chaîne Himalayenne est l'un des exemples les plus spectaculaires de déformation active à la surface de notre planète. Au cours des derniers siècles, de nombreux séismes majeurs (Mw > 7.5) ont affecté cette zone et le lourd bilan humain du séisme de Gorkha en 2015 a une nouvelle fois rappelé l’importance de parvenir à mieux estimer l’aléa sismique de cette région. Bien que les structures lithologiques et tectoniques semblent montrer au premier ordre une cylindricité le long des 2500 km de l'arc Himalayen, de nombreuses études, menées principalement au Népal, ont permis de mettre en évidence des variations latérales structurales, thermochronologiques, morphologiques, gravimétriques, sismologiques ou géodésiques. Le rôle de ces variations latérales sur la segmentation sismique reste cependant mal contraint. La taille maximale et la probabilité d’occurrence de ces méga-séismes sont donc toujours matière à débat.Ainsi, le comportement sismique de l’Himalaya du Bhoutan reste énigmatique. Pour certains les faibles taux de sismicité observés actuellement font de ce royaume une zone asismique de 350 km de long. Pour d’autres, à l’instar de l’Himalaya du Népal, la faible sismicité observée est associé à une forte accumulation de contrainte susceptible de générer des séismes majeurs. L'objectif de ce travail de thèse est d’améliorer notre connaissance de cette région en quantifiant la déformation à différentes échelles spatiales et temporelles via des études morphotectoniques et paléosismologiques.La première partie de cette thèse vise à quantifier les mouvements verticaux à l’ouest Bhutan et le long du Main Frontal Thrust, structure la plus frontale située au sud Bhoutan. Trois campagnes de terrain ont été réalisées permettant l'échantillonnage (1) de terrasses alluviales le long du front afin de quantifier et d'étudier les variations du soulèvement Holocène, (2) de bassins versants pour l'étude de la dénudation court-terme (< 20 ka) dérivée des cosmonucléides ($^{10}$Be) et (3) de terrasses alluviales dans le Moyen-Pays pour quantifier l’incision Holocène. Les vitesses verticales obtenues au front sont comparables à celle proposées le long du reste de l’arc himalayen, suggérant une cinématique relativement simple. Par contre, nos résultats indiquent une variation de la géométrie du chevauchement himalayen (Main Himalayan Thrust) entre l’est Népal et l’ouest Bhoutan.La seconde partie porte sur plusieurs études paléosismologiques le long du front ouest et centre Bhoutanais. Six sites différents ont été étudiés au cours de trois campagnes de terrain. La datation et la modélisation de charbons détritiques a permis de mettre en évidence l'occurrence d’au moins cinq séismes majeurs durant les derniers 2700 ans, faisant du Bhoutan une zone sismiquement aussi active que le Népal. A une échelle régionale, cette étude apporte donc de nouvelles contraintes et contribue au débat sur la possibilité d’occurrence d'un séisme de magnitude 9 le long de l'arc Himalayen
The Himalayan arc is one of the most active intra-continental mountain belts in the world. Over the last centuries, several major earthquakes (Mw > 7.5) have struck this arc. The dramatic effects of the Gorkha earthquake sequence in 2015 pointed once again the crucial need to improve seismic hazard assessment of this area.Geological explorations of the Himalayas since the late 19th century have emphasized a 2500-km-long roughly cylindrical structure, with striking continuity of main units and thrust faults. However recent geophysical and geological investigations have revealed lateral variations. The relationship between these variations and earthquakes segmentation along the arc remains poorly constraint. The maximum size and the occurrence probability of such earthquakes are still a matter of debate.For instance, the seismic behavior of Bhutan remains enigmatic. The present-day low seismicity rate observed in this area can reflect two opposite fault behaviors: an aseismic creeping zone or a zone of stress accumulation for future great earthquakes as the others parts of Himalayas. The main objective of this thesis is to bring new constraints on the deformation of the Bhutan Himalayas, at different space- and time-scales, through morphotectonic and paleoseismological approaches.The first part of this thesis focuses on the vertical deformation assessment along a N-S transect in western Bhutan and along the Main Frontal Thrust, which is the southern-most thrust in southern Bhutan. In the past three years, we have carried out three fieldwork campaigns to sample (1) frontal terraces to assess Holocene uplift rates, (2) watershed basins to quantify short term denudation rates (< 20 ky) derived from cosmonuclides $^{10}$Be and (3) hinterland alluvial terraces to quantify the Holocene incision rate. Frontal Holocene uplift rates obtained in Bhutan are consistent with those obtained in the others parts of Himalayas. Furthermore, our results reveal a variation in the geometry of the Main Himalayan Thrust between eastern Nepal and western Bhutan.The second part focuses on several paleoseismic studies along the west and central bhutanese Himalayan front. Different sites were investigated during three fieldwork campaigns. Detritic charcoals sampling and modeling suggest the occurrence of at least five surface-rupturing earthquakes during the last ~2700 years. These results demonstrate that the present-day low seismicity rate observed in Bhutan is not representative of the seismic activity at longer time scale. At regional scale, they also take part of a broader discussion on the probability of occurrence of a magnitude 9 earthquake along the Himalayan arc

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Chlieh, Mohamed. "Le cycle sismique décrit avec les données de la géodésie spatiale (interférométrie SAR et GPS différentiel) : variations spatio-temporelles des glissements stables et instables sur l'interface de subduction du Nord Chili." Paris, Institut de physique du globe, 2003. http://www.theses.fr/2003GLOB0012.

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Abstract:

Les déformations de la surface terrestre, aux frontières des plaques tectoniques, renseignent sur le couplage mécanique des failles. La répétition de mesures géodésiques sur une même cible permet une bonne lecture de ces déformations au cours du cycle sismique. A partir de mesures InSAR et GPS, nous avons pu cartographier, le long de la zone de subduction du Nord Chili, les déformations co- et post-sismiques associées au seisme d'Antofagasta, Mw = 8. 1, du 30 juillet 1995 (~180 Km) ainsi que la mise en charge intersismique sur la lacune sismique (~420 Km) plus au nord La modélisation dans un demi-espace élastique conduit à des distributions détaillées du glissement (sismique et asismique) sur l'interface de subduction. La bonne résolution des données met en évidence des glissements asismiques, transitoires et permanents, dans la zone de transition comprise entre 35 et 55 Km de profondeur. L'unifacation de ces observations permet au final de composer un modèle 2D du cycle sismique
Earth surface deformation at plate boundaries offers insight into mechanical fault coupling behaviour. Repeated spatial geodetic measurements (InSAR and GPS) are good recorders of that deformation throughout the seismic cycle. We applied this technique to the chilean subduction zone to map co- and post-seismic deformation associated with the Antofagasta earthquake, Mw = 8. 1, of 30 july 1995, as well as to interseismic deformation in the seismic gap (~420 Km) north of it. Elastic dislocation modelling yielded a detailed (seismic and aseismic) slip distribution for that subduction interface, leading to the reconstruction of a 2D model of the complete seismic cycle

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Biscans, Sébastien. "Optimization of the Advanced LIGO gravitational-wave detectors duty cycle by reduction of parametric instabilities and environmental impacts." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA1019/document.

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Abstract:

Le projet LIGO a pour but la détection et l'étude d'ondes gravitationnelles via un réseau de détecteurs. LIGO possède deux détecteurs d'architecture et de fonctionnement identiques, situés aux États-Unis. Chaque détecteur est une version améliorée d'un interféromètre de Michelson avec des bras optiques de 4 km de long. Ces interféromètres ont observé une onde gravitationnelle pour la première fois en septembre 2015, suivi par cinq autres détections à ce jour. Ces détections marquent le début d™une nouvelle ère pour l'astrophysique, en liaison étroite avec la physique des trous noirs et des étoiles à neutrons. Depuis, un grand nombre d'activités sont en développement pour perfectionner les interféromètres. Cette thèse a pour objectif d'améliorer le temps de service des détecteurs, en répondant en particulier à deux problématiques majeures : le problème des impacts environnementaux, et notamment celui des tremblements de terre, ainsi que le problème lié à des couplages opto-mécaniques instables dans les cavités optiques, appelés instabilités paramétriques. Les stratégies de contrôle et les outils développés pour résoudre ces problématiques sont présentés. Les résultats prémilinaires montrent une réduction du temps d'arrêt généré par les tremblements de terre d'environ 40%. De plus, le dispositif ‚Acoustic Mode Damper™ développé pendant la thèse devrait complètement résoudre le problème des instabilités paramétriques pour LIGO. En conclusion, il sera démontré en quoi les problématiques résolues ont permis d'améliorer le cycle de service des détecteurs de LIGO de 4,6%, ce qui correspond à une augmentation du nombre d'ondes gravitationnelles détectées par an de 14%
The LIGO project is a large-scale physics experiment the goal of which is to detect and study gravitational waves of astrophysical origin. It is composed of two instruments identical in design, located in the United States. The two instruments are specialized versions of a Michelson interferometer with 4km-long arms. They observed a gravitational-wave signal for the first time in September 2015 from the merger of two stellar-mass black holes. This is the first direct detection of a gravitational wave and the first direct observation of a binary black hole merger. Five more detections from binary black hole mergers and neutron stars merger have been reported to date, marking the beginning of a new era in astrophysics. As a result of these detections, many activities are in progress to improve the duty cycle and sensitivity of the detectors. This thesis addresses two major issues limiting the duty cycle of the LIGO detectors: environmental impacts, especially earthquakes, and the issue of unstable opto-mechanical couplings in the cavities, referred to as parametric instabilities. The control strategies and tools developed to tackle these issues are presented. Early results have shown a downtime reduction during earthquakes of ~40% at one of the LIGO sites. Moreover, the electro-mechanical device called ‚Acoustic Mode Damper™ designed and tested during the thesis should completely solve the issue of parametric instabilities for LIGO. In conclusion, we will show that the problems tackled in this thesis improved the overall duty cycle of LIGO by 4.6%, which corresponds to an increase of the gravitational-wave detection rate by 14%

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Mouali, Lila. "Etude expérimentale et numérique du comportement hydromécanique des sols résiduels tropicaux : application à la modélisation sismique d'un barrage en remblai aux Antilles." Thesis, Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0606.

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Abstract:

La réutilisation des sols résiduels tropicaux pour la construction de barrages en remblais constitue un enjeu important. Les barrages situés dans les régions tropicales sont souvent soumis au risque sismique. Le plus souvent, les fondations ayant des faibles caractéristiques sont purgées et substituées par des sols compactés. Ainsi, le comportement sismique des barrages situés dans ces régions dépend des propriétés dynamiques des sols résiduels compactés. L’évaluation du comportement sismique d’un barrage repose sur la capacité des modèles à prédire l’évolution de la rigidité de la structure au cours de la sollicitation sismique. Il est donc important de disposer de modèles fiables permettant de prédire le module de cisaillement maximal, la courbe de réduction du module de cisaillement normalisé et la courbe d’amortissement. Les objectifs de notre travail de recherche sont de contribuer à l'amélioration de la connaissance du comportement mécanique cyclique des sols résiduels tropicaux compactés et de proposer des modèles permettant de prédire leur comportement. Pour répondre à ces objectifs, une étude expérimentale des propriétés cycliques de sols prélevés sur le site d’un barrage dans les Antilles Françaises a été menée à partir d’essais triaxiaux cycliques non drainés et d’essais à la colonne résonnante. On montre ainsi que les équations existantes dans la littérature ne sont pas adaptées à nos résultats expérimentaux. Des formules prédictives pour la détermination de Gmax, G/Gmax et de D sont développées. Sur la base des résultats expérimentaux obtenus, des simulations numériques dynamiques non-linéaires ont été menées à l’échelle de l’échantillon et de l’ouvrage
The use of residual tropical soils for the construction of embankment dams is an important issue. Dams located in tropical regions are often subject to seismic risk. Most often, foundations with weak characteristics are purged and replaced with compacted soils. Thus, the seismic behavior of the dams located in these regions depend on the dynamic properties of the compacted residual soils. The evaluation of the seismic behavior of a dam is based on the capacity of the models to predict the evolution of the rigidity of the structure during the seismic stress. It is therefore important to have models allowing to predict the shear modulus at small strains, the reduction curve of the normalized shear modulus and the damping curve. The objectives of our research work are to contribute to the improvement of the knowledge of the cyclic mechanical behavior of compacted residual tropical soils and to propose models making it possible to predict their behavior. To answer these, an experimental study of the cyclic properties of soils sampled from the site of a dam under construction in the French West Indies was carried out using undrained cyclic triaxial test objectives and resonant column tests. It is thus shown that the existing equations in the literature are not adapted to our experimental results. Predictive equations for the determination of Gmax, G / Gmax and D are developed. On the basis of the results obtained, nonlinear dynamic numerical simulations were obtained at the scale of the sample and of the structure using the flac software

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Osorio, Gomez Laura Isabel. "Behavior of synthetic fiber-reinforced concrete circular columns under cyclic flexure and constant axial load." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1435.

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Abstract:

La ductilité et la capacité à dissiper de l'énergie sont deux qualités très importantes pour les éléments structuraux des structures situées dans les régions sismiques comme l'est du Canada. Soulignons que Montréal occupe la deuxieme place en ce qui a trait au risque sismique au Canada. De plus, la réduction des coûts de maintenance des infrastructures est un sujet d'intérêt pour les propriétaries alors que ces derniers doivent en tout temps garantir la sécurité des usagers. Or, le béton renforcé avec des fibres synthétiques semble être un matériau qui remplit ces caractéristiques. Pourtant, son utilisation est actuellement limitée aux éléments non structuraux ou structuraux mais non principaux. Afin de généraliser l'utilisation du béton fibre dans le domaine structural, il faut continuer à produire et à analyser des données expérimentales qui permettront de valider et d'améliorer les prescriptions de design et les modèles analytiques actuels pour la conception des éléments en béton armé avec des fibres dans les zones sismiques. Dans ce contexte, six poteaux circulaires à grande-échelle ont été testés sous une charge axiale constante (25% de Agf'c) et en flexion cyclique. Trois poteaux ont été confectionnés en béton normal (BN) et les trois autres en béton renforcé avec des fibres synthétiques (BRFS). La résistance à la compression du béton spécifiée à 28 jours pour les spécimens était de 30 MPa. Le volume de fibres synthétiques en polypropylène-polyéthylène utilisé a été de 1%. Les trois poteaux en BN étaient renforcés par une armature transversale constituée d'une spirale ayant un pas de 42, 75 et 100 mm respectivement. Ces trois spécimens ont été comparés avec des spécimens similaires en BRFS. Les résultats montrent que la présence des fibres synthétiques dans la matrice de béton améliore le comportement ductile et la capacité a dissiper de l'énergie des spécimens. Il a été observé que cette amélioration n'est pas directement proportionnelle à la quantité d'armature transversale. Toutefois, l'utilisation du béton fibre semble rendre possible une réduction de l'armature transversale tout en conservant un aussi bon sinon un meilleur comportement.

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Benabdellouahed, Massinissa. "La Seine fluviatile plio-quaternaire en baie de Seine : évolution morphologique et sédimentaire (rôle du substratum géologique et des cycles climato-eustatiques)." Phd thesis, Université de Caen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00660489.

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Abstract:

La baie de Seine forme aujourd'hui une vaste dépression marine d'environ 5 000 km 2 , située entre la Manche centrale au Nord, le Cotentin à l'Ouest et le Bassin parisien au Sud et à l'Est. Les nouvelles données sismiques THR (2007-2009) couplées aux données de dragages (2009) acquises en baie de Seine pour la thèse, ont permis de réviser la carte géologique du substratum de la Baie de Seine, d'établir les liens entre ce substratum et la Seine périglaciaire plio-quaternaire et de proposer pour cette dernière un nouveau modèle de dépôt et d'évolution. Le substratum géologique de la baie de Seine présente des formations stratigraphiques et des structures géologiques variées, similaires à celles décrites dans le bassin versant de la baie de Seine. Ce substratum consiste en une structure monoclinale dans l'ensemble de la baie et une structure synclinale au Nord de la baie, toutes deux affectées par des failles. Plusieurs faits nouveaux ont pu être mis en évidence au cours de l'étude du substratum, notamment la reconnaissance de surfaces stratigraphiques majeures connues à terre mais non identifiées jusqu'à présent en baie de Seine, l'existence dans la zone du synclinal de glissements gravitaires tertiaires. Un réseau de paléovallées submergé plio-quaternaire est incisé dans le substratum. Les cycles " glaciaire-interglaciaire " plio-quaternaires et la nature du substratum (lithologie, cuesta, pente, failles, déformations) jouent un rôle majeur dans l'évolution du système fluviatile de la paléoSeine. Cette évolution a été étudiée au travers de la description des terrasses étagées et des nappes emboîtées identifiées en sismique. La paléoSeine montre ainsi l'étagement de trois terrasses alluviales (la Seine ancienne du début du Pléistocène moyen ; la Seine saalienne ; la Seine weichsélienne). Cette reconnaissance des terrasses pléistocènes de la paléoSeine permet de distinguer au moins un épisode important de surrection. Cette surrection, datée du Pléistocène moyen au début du Weichsélien, est estimée à environ 0,07 à 0,1 mm/an, et s'inscrit dans le prolongement du soulèvement connu en Europe du Nord depuis le Néogène avec des mouvements compressifs liés à la convergence Afrique-Eurasie.

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Judenherc, Sébastien. "Etude et caractérisation des structures hercyniennes à partir de données sismologiques : le cas du Massif Armoricain." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001738.

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Abstract:

La Chaîne Hercynienne est un objet majeur de la tectonique européenne, néanmoins sa structure profonde demeure mal connue. Le Massif Armoricain est un segment préservé de cette chaîne, il présente une structuration NO-SE, parallèle à la direction générale de la chaîne dans cette région. Il est habituellement divisé en trois domaines séparés par deux zones de cisaillement majeures, les Cisaillements Nord- et Sud-Armoricains. Le Massif Armoricain présente l'avantage de n'avoir été affecté par aucun événement tectonique ou thermique important depuis les temps hercyniens et constitue donc un objet particulièrement intéressant pour l'étude d'une chaîne de collision ancienne. Dans le cadre du Programme GéoFrance3DARMOR2, deux expériences d'écoute sismologique passive ont été menées en 1997 et 1999 dans le Massif Armoricain. Les objectifs étaient : (1) la détermination de l'extension en profondeur des deux zones de cisaillement ; (2) la détermination de leur géométrie profonde ; (3) l'imagerie précise du complexe métamorphique des Nappes de Champtoceaux (roches de haute pression exhumées au stade précoce de la collision hercynienne). Les données collectées ont permis de modéliser l'anisotropie sismique et de construire un modèle tridimensionnel des variations de la vitesse des ondes P sous le Massif Armoricain. L'imagerie de la croûte ne permet pas de mettre en évidence l'enracinement supposé des Nappes de Champtoceaux. En revanche, les images obtenues pour le manteau supérieur montrent un signal clair interprété comme la signature d'une subduction à vergence nord qui se termine au Dévonien (~350 Ma) pour laisser place à un régime transpressif intense au niveau du Cisaillement Sud-Armoricain au début du Carbonifère. Ces mêmes résultats montrent que l'extension du Cisaillement NordArmoricain est limité à la croûte tandis que le Cisaillement Sud peut être suivi jusqu'à plus de 150 km de profondeur.

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Loevenbruck, Anne. "Déformation active du domaine Nord Luzon, Philippines, et de Taiwan." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112099.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet les mécanismes et processus tectoniques impliqués à court et à longs termes dans la déformation active de deux chaînes de montagnes, la Cordillère Centrale de Luzon et la Chaîne Centrale de Taiwan, associées à la zone de subduction de Manille. La Cordillère Centrale de Luzon, construite sur l'arc volcanique, se situe à l'extrémité nord de la faille Philippine, un grand décrochement sénestre. L'étude de cette chaîne a pour but de caractériser la déformation permanente actuelle et les processus tectoniques impliqués. Les données GPS sont tout d'abord utilisées pour établir une modèle cinématique qui décrit quantitativement le système tectonique complexe de Luzon. L'interprétation d'images SAR et l'analyse de données de terrain montrent d'autre part que le relief de la Cordillère Centrale est formé par un système chevauchant, actuellement réactivé avec une composante sénestre dans le prolongement de la faille Philippine. Cette étude suggère enfin que ces structures chevauchantes sont liées à la subduction de la ride océanique de Scarborough. La Chaîne Centrale de Taiwan est le prisme d'accrétion formé au fur et à mesure de la convergence de la marge continentale chinoise entraînée dans la subduction de Manille. Les déformations transitoires au cours du cycle sismique sont examinées le long du front chevauchant occidental qui a été rompu par le séisme de Chi-Chi en 1999. La distribution de glissement cosismique en profondeur est déterminée par inversion des déplacements en surface mesurés par GPS et corrélation d'images SPOT. Un bilan des déformations transitoires permet d'en examiner les implications en termes de cycle sismique et de proposer un modèle tectonique. Les hétérogénéités de glissement cosismique peuvent être expliquées par des variations de blocage intersismique, suggérant que le taux de couplage sur le front ouest de Taiwan augmente vers le nord et vers la surface, soit globalement dans la direction de convergence des plaques
This thesis aims to study the mechanisms and tectonic processes involved in long and short terms active deformation of two mountain ranges, the Central Cordillera of Luzon and the Central Range of Taiwan, both along the Manila subduction zone. The Central Cordillera of Luzon, built along the related volcanic arc, extends at the northern extremity of the left-lateral Philippine fault. This study of this chain aims to characterize the present permanent deformation and the involved tectonic processes. GPS data are first used to define a kinematic model which quantitatively describes the complex tectonic system of Luzon. The interpretation of SAR images and the analysis of field data then show that the relief of the Central Cordillera is built by a thrusting system, now reactivated with a left-lateral component in the northern extension of the Philippine fault. This study suggests that the shortening structures are related to the subduction of the oceanic Scarborough ridge. The Central Range of Taiwan is the accretionary wedge built as the Manila subduction zone leads the continental China margin to converge toward the volcanic arc. Transient deformations of the seismic cycle are examined along the western thrust front, broken in 1999 during the Chi-Chi earthquake. The coseismic slip distribution is first calculated by inversion of the surface displacements measured by GPS and SPOT images correlation. The analysis of the whole seismic cycle transient deformations allows then to examine the implications of this coseismic slip distribution and to propose a tectonic model for Taiwan. The coseismic slip heterogeneities are finally explained by the variations of the interseismic locking, suggesting that the coupling along the western thrust front of Taiwan increases toward north and toward surface, that is globally in the plate motion direction

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Rabineau, Marina. "UN MODELE GEOMETRIQUE ET STRATIGRAPHIQUE DES SEQUENCES DE DEPÔTS QUATERNAIRES SUR LA MARGE DU GOLFE DU LION : ENREGISTREMENT DES CYCLES CLIMATIQUES DE 100 000 ANS." Phd thesis, Université Rennes 1, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136517.

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Abstract:

Le Golfe du Lion a fait l'objet de nombreuses explorations depuis les débuts de l'Océanographie. Pourtant, plusieurs questions clefs n'ont pas été résolues et sont toujours l'objet de controverses. Quels sont les mécanismes de dépôts ? Quelle est la durée des séquences enregistrées ? Quelle est la relation entre les séquences sédimentaires, les cycles glacioeustatiques quaternaires et la tectonique ?
La zone d'étude d'environ 40 x 40 km est située à la charnière de la plate-forme externe et du haut de pente, dans la partie occidentale du Golfe, au large du Languedoc, où la plate-forme atteint 70 km de large. La base de données est constituée 1) d'un levé sismique Très Haute Résolution (Sparker) dense (espacement de 400 à 1000 m) et 2) d'une dizaine de carottages atteignant 10 m de longueur. L'approche retenue comprend un volet analytique des données géologiques (interprétation des profils sismiques et des carottes par Stratigraphie Sismique et Séquentielle) et un volet de modélisation géométrique et stratigraphique permettant de caractériser, de quantifier et de simuler les séquences sédimentaires reconnues. Cette double approche analytique et modélisatrice, menée de façon concomitante, permet des allers-retours entre la donnée d'origine, le modèle géologique, la valeur des paramètres et les simulations stratigraphiques qui testent plusieurs scenarii géologiques.
L'analyse des géométries 3D permet de dégager un motif élémentaire de dépôt constitué par un couple de prismes PI (à clinoformes faiblement pentus <1° déposés en amont de la plate-forme) et PII (à clinoformes fortement pentus d'environ 4 ° déposés en aval de la plate-forme). Ce motif de dépôt, fondamentalement horizontal, est récurrent et sert à la hiérarchisation des unités sismiques en grandes séquences de dépôt. Il correspond à l'enregistrement d'un cycle glacioeustatique de 100 000 ans (interglaciaire-glaciaire) : le prisme PI correspond aux dépôts prodeltaïques de « haut à moyen niveau marin » ; le prisme PII, aux dépôts littoraux de plus bas niveau du maximum glaciaire du cycle. Cette interprétation rejoint celle proposée par Aloïsi en 1986. Au total, cinq séquences correspondant aux cinq derniers cycles glacio-eustatiques sont donc enregistrées sur la plate-forme occidentale du Golfe du Lion. La base des séries étudiées remonte à 540 000 ans (stade isotopique 12). Les cycles très courts (20 000 ans ou moins) ne sont pas clairement exprimés dans les géométries de dépôt. Les conditions hydrodynamiques exercent un contrôle sur les géométries des séquences de dépôts qui peut brouiller ou effacer l'empreinte des cycles climatiques dans les séquences sédimentaires. Les canyons de l'Aude et de l'Hérault sont globalement inactifs pendant les hauts niveaux marins. Pendant les bas niveaux, leur fonctionnement est variable (transport, érosion et dépôt).
Les simulations stratigraphiques et la restitution des couples de prismes observés et exceptionnellement bien préservés dans cette zone du Golfe du Lion donnent une signification géologique et valident la transformation « simple » des courbes isotopiques O18/O16 en courbes eustatiques. Cette étude donne aussi la première quantification du taux de subsidence moyenne (totale) de la plate-forme du Golfe du Lion pendant le Pléistocène supérieur à moyen (540 ka). La subsidence prend la forme d'un basculement vers le large qui atteint 250 m/Ma à 70 km de la côte actuelle (en bordure de plate-forme). On a calculé, à partir des géométries visibles sur les profils sismiques pétroliers, un taux de subsidence identique sur l'ensemble du Plioquaternaire ; le taux de subsidence est donc constant depuis 5,3 Ma, il ne crée pas de séquence mais permet la préservation, l'empilement et la reconnaissance des séquences glacioeustatiques successives.

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De, Linage Caroline. "Mesures gravimétriques au sol et satellitaires: étude du rapport entre variation de pesanteur et déplacement vertical et apport de la mission spatiale GRACE à l'étude des surcharges hydrologiques et des très grands séismes." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00349160.

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Abstract:

Nous modélisons le rapport entre variation de pesanteur et déplacement vertical du sol dus à une surcharge à la surface d'un modèle de Terre à symétrie sphérique, stratifié et élastique. Les résultats théoriques sont comparés aux valeurs numériques trouvées pour diverses charges à partir des sorties de modèles globaux. Nous évaluons la résolution et la précision des variations temporelles du contenu en eau du sol estimées par la mission de gravimétrie spatiale GRACE. Celles-ci sont comparées aux prédictions des variations saisonnières de plusieurs modèles hydrologiques. En Europe, la validation des mesures GRACE par les mesures des gravimètres du reseau GGP repose sur une analyse en composantes principales et met en évidence la sécheresse de l'été 2003. Les signatures gravitationnelles cosismique et postsismique associées au séisme de Sumatra (2004) sont extraites des données GRACE. Une modélisation de l'effet cosismique montre que la réponse statique de l'océan ne peut être negligée.

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Moulouel, Hakim. "Caractérisation cartographique d'une différenciation verticale et horizontale de la déformation : application à la couverture sédimentaire de la plate-forme ardennaise." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10044.

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Abstract:

La terminaison occidentale du Massif Ardennais expose largement, dans le Nord de la France la déformation varisque. Elle montre des structures plissées-faillées affectant des roches sédimentaires non métamorphiques à épi métamorphiques datées Dévonien à Carbonifère. Une image plus précise de la géométrie profonde du Front Nord Varisque est fournie par la ré-interprétation du profil sismique M146. Le trait majeur est l'existence d'un chevauchement basal d'échelle crustale, faiblement penté vers le Sud, dont l'émergence correspond à la zone faillée du Midi. Cette dernière limite au Nord l'Allochtone Ardennais chevauchant le Bassin Houiller namuro-westphalien et son substratum brabançon. Le chevauchement basal Ardennais accommode un déplacement vers le NNW dont une part importante s'est faite au cours d'un événement en hors-séquence. Au Sud de la zone faillée du Midi, l'Avesnois exhibe des structures plissées-faillées de second ordre globalement à vergence nord orientées ENE-WSW. Ces structures affectent une série lithologiquement très hétérogène. Les contrastes rhéologiques induits contrôlent fortement le style de déformation. Une nouvelle étude cartographique a permis de préciser la géométrie et la cinématique de déformation. Elle précise (1) que le niveau épais incompétent du Famennien a joué le rôle d'un décollement diffus découplant le Dévonien moyen et le Dinantien, (2) que le modèle géométrique de plissement démontré à l'aplomb de discontinuités synsédimentaires précoces, correspond au type « pli disharmonique ». Le plissement dans les unités post-Famennien Inférieur se fait par rotation des flancs autour de charnières fixes. Pour le Famennien Inférieur, le raccourcissement est accommodé par la présence de plusieurs charnières de plis d'ordre élevé dans les zones charnières de plis d'ordre inférieur et par fluage, (3) que les structures ont été re-déformées tardivement par une onde de déformation à vergence sud, soulignant le blocage global de l'allochtonie sur l'avant pays brabançon
The Western Ardennes Paleozoic massif forms the primordial exposure of the Variscan deformation front in Northern France. It includes folded and thrusted units composed of non metamorphic to epi-metamorphic rocks of mostly Devonian-Carboniferous age. Along a Western Ardennes transect imaged by the M146 seismic profile, the thrust front is characterized by a major crustal scale south-dipping thrust zone whose emergence corresponds to the c1assical "Midi" thrust zone. The latter induces the thrusting of the Ardennes-Avesnois fold-and-thrust belt onto the dismembered molassic Namurian-Westphalian coal-bearing foreland basin and its Brabant-type substratum. The main Ardennes basal thrust accommodates a significant part of the motion occuring during a late out-ofsequence event. South of this main thrust, Avesnois area display second order thrust-related folds with a general ENE-WSW trend and a NNW vergence. These structures involve a strongly heterogeneous Iithological sequence. The induced rheological contrasts strongly control the deformation style. New cartographic and structural studies, mainly carried out in the Famennian sequences, allowed us to precise the geometry and kinematics of the fold-thrust structures. As a whole, these data indicate (1) that the thick Incompetent Famennian layers acted as a distributed complex décollement-zone decoupling shortening between the Mid-Devonian and Dinantian layers, (2) that the geometrical folding model demonstrated above early synsedimentary discontinuities corresponds to disharmonic fold types. the folding in the post-Lower Famennian levels occurred by flank rotation around fixed hinge zones. For the lower-Famennian incompetent levels, shortening is accommodated by the presence of several fold hinges in folds hinge zone and by buckling. (3) that the foreland-directed thrust related folds were lately deformed by backwards thrusting, highlighting the overall difficulty of the forward propagation of the thrust front onto the Brabant foreland

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Minguely, Bruno. "Caractérisation géométrique 3-D de la couverture sédimentaire méso-cénozoïque et du substratum varisque dans le Nord de la France : apports des données de sondages et des données géophysiques." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Minguely.pdf.

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Abstract:

En bordure septentrionale du Bassin de Paris, le Nord de la France occupe une position clé pour la compréhension des relations structurales entre le substratum paléozoïque déformé et les dépôts mésocénozoïques de la couverture sédimentaire. En profondeur, le caractère extrêmement hétérogène du substratum est marqué par la superposition du front de chevauchement varisque à vergence Nord, matérialisé par la Faille du Midi, et du front calédonien, à vergence sud, reconnu dans le massif du Brabant plus au Nord. L'utilisation combinée d'un modèle géologique 3-D, réalisé à partir des données de sondage, et des données sismiques et gravimétriques montre que les fronts varisque et calédonien interagissent et influencent la géométrie des dépôts de couverture en individualisant des domaines structuraux bien précis. En Artois-Boulonnais, la réactivation d'accidents calédoniens profonds durant l'orogenèse varisque semble contrôler la géométrie du front chevauchant induisant, en particulier, une augmentation du pendage de la Faille du Midi. Ce redressement des chevauchements profonds apparaît comme un facteur majeur dans la genése des failles affectant la couverture en Artois et dans la localisation de l'inversion tectonique au niveau de ces failles. Ce n'est pas le cas latéralement, dans le bassin houiller et l'Avesnois où aucune structure similaire n'est observée. Il est possible que, dans cette zone, ce système soit transféré vers le Nord, décalant ainsi l'inversion tectonique. L'activation, la réactivation et l'évolution latérale des structures profondes sont donc des facteurs déterminants dans l'individualisation des différents domaines structuraux de la couverture sédimentaire.

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Yanchuan, Li. "Observation géodésique et modélisation de la déformation des failles dans le Plateau Tibétain." Thesis, Université Côte d'Azur, 2020. http://www.theses.fr/2020COAZ4002.

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Abstract:

La convergence continue des plaques entre l'Inde et l'Eurasie au cours des ∼40 millions d'années a créé le plateau tibétain, une région avec une altitude moyenne de ~4500 m, une superficie de plus de 600×1000 km2, et des failles actives et une déformation crustale s'étendent sur plus de 2000 km Asie centrale. Environ la moitié des 36 à 40 mm/a de l’Inde vers le nord se répartit dans le plateau tibétain, ce qui entraîne un épaississement, un raccourcissement, des plis et des systèmes de failles complexes. La déformation crustale active provoque divers styles d'accumulation et de libération de déformation sur les failles crustales, exprimées sous la forme de comportements de failles ou de cycles sismiques distincts. L'étude de la déformation des failles crustales et des cycles sismiques sur le plateau tibétain à l'aide de la géodésie spatiale, c'est-à-dire le système de positionnement global (GPS) et l'interférométrie radar à ouverture synthétique (InSAR), a commencé il y a 30 ans. Actuellement, la géodésie à haute résolution spatio-temporelle nous fournit des données abondantes et une résolution suffisante pour étudier la déformation de la surface du sol associée aux processus du cycle sismique.Dans cette dissertation, je me concentre sur la déformation intersismique le long de trois grands systèmes de failles de glissement du plateau tibétain, la faille Altyn Tagh, le système de failles Haiyuan et le système de failles Xianshuihe-Anninghe-Zemuhe-Xiaojiang (XAZX). J'utilise les observations géodésiques GPS (1999–2018) et InSAR (2003–2016), ainsi que les modèles de dislocations 2D et de blocs 3D, pour inverser les taux de glissement et le couplage des failles intersismiques, évaluer le risque sismique et étudier les cycles sismiques le long de ces failles ; étudier en outre la cinématique de la déformation à travers le plateau tibétain. Mes résultats montrent des taux de glissement allant de ~2 à ~12 mm/a, un couplage de failles intersismiques très hétérogène (coexistant complètement verrouillé avec un fluage total), un potentiel sismique distinct et différents cycles de tremblement de terre le long de ces failles. En particulier, j'identifie deux et un nouveaux segments rampants asismiques le long du système de faille Haiyuan et de la faille Xianshuihe respectivement. Mes résultats d'observation et de modélisation géodésiques démontrent la diversité spatio-temporelle et la complexité de la déformation interstismique des failles dans le plateau tibétain, mettent en évidence l'importance de considérer la déformation verticale dans InSAR et permettent une compréhension nouvelle et approfondie des cycles sismiques le long des trois failles ci-dessus systèmes
Ongoing plate convergence between India and Eurasia during the past ∼40 million years has created the Tibetan Plateau, a region with average elevation of ~4500 m, area of over 600×1000 km2, and active faulting and crustal deformation extends more than 2000 km into central Asia. Approximately one-half of India’s 36–40 mm/a northward motion is partitioned in the Tibetan Plateau, resulting in crustal thickening, shortening, folds, and complex fault systems. The active crustal deformation cause diverse styles of strain accumulation and release on crustal faults, expressed as distinct faulting behavior or earthquake cycles. Investigating into crustal fault deformation and earthquake cycles in the Tibetan Plateau using space-based geodesy, i.e., Global Positioning System (GPS) and Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR), has started 30 years ago. Currently, high spatial-temporal resolution geodesy provides us with abundant data and sufficient resolution to study the ground deformation associated with earthquake cycle processes.In this dissertation, I focus on the interseismic deformation along three boundary large strike-slip fault systems of the Tibetan Plateau, the Altyn Tagh fault, the Haiyuan fault system and the Xianshuihe-Anninghe-Zemuhe-Xiaojiang fault system (XAZX). I use GPS (1999-2018) and InSAR (2003-2016) geodetic observations, along with 2D dislocation and 3D block models, to invert for slip rates and interseismic fault coupling, assess seismic hazard and investigate earthquake cycles along these faults; moreover, study the kinematics of deformation across the Tibetan Plateau. My results show slip rates ranging from ~2 to ~12 mm/a, highly heterogeneous interseismic fault coupling (fully locked coexist with fully creeping), distinct seismic potential and different earthquake cycles along these faults. In particular, I identify two and one new aseismic creeping segments along the Haiyuan fault system and the Xianshuihe fault respectively. My geodetic observation and modeling results demonstrate the spatio-temporal diversity and complexity of interseismic fault deformation in the Tibetan Plateau, highlight the significance of considering vertical deformation in InSAR, and allow a new and in-depth understanding of earthquake cycles along the above three fault systems

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Gonzalez, Alicia. "Suivi sismologique de l'impact des cyclones sur la charge de fond de la Rivière des Pluies et de la Rivière du Mât à La Réunion." Thesis, La Réunion, 2019. http://www.theses.fr/2019LARE0018.

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Abstract:

Les cyclones tropicaux peuvent générer d'énormes taux de précipitation conduisant à des crues torrentielles. Les conséquences pour les infrastructures civiles et les populations peuvent être importantes car des quantités phénoménales de sédiments sont transportées vers l'océan. Les mesures directes du transport sédimentaire sont impossibles à mettre en œuvre dans ces conditions hydrodynamiques extrêmes. Afin de pallier ces limitations expérimentales, des études antérieures ont montré que la sismologie peut être un excellent outil pour accéder de façon indirecte aux informations relatives à la dynamique d'un cours d'eau en crue : l'écoulement turbulent et le transport solide. L’île de La Réunion est un lieu idéal pour effectuer de telles observations car ses reliefs, sa latitude, et de ce fait les aspects climatiques favorisent la génération de crues torrentielles potentiellement dévastatrices. Nous avons déployé un réseau sismologique temporaire de dix stations sismiques à trois composantes et de type large bande (http://dx.doi.org/10.15778/RESIF.ZF2015) dédié à l'étude des signaux associés à l’activité de la Rivière des Pluies et de la Rivière du Mât. Les données de ces stations sismiques pendant plusieurs crues cycloniques (Bejisa, Carlos et Dumazile) ont été analysées. Pour une meilleure compréhension du signal sismologique d'origine fluviatile, un des points clés a été de le confronter aux données hydrométéorologiques et ponctuellement aux observations granulométriques et photogrammétriques. Nous montrons qu'il est possible d'utiliser les observations sismiques à hautes fréquences (> 1 Hz) pour suivre la variation du niveau de l'eau pendant de tels épisodes à La Réunion et ainsi estimer une vitesse d'onde de crue. Nous discriminons la signature sismique de l’écoulement et du transport sédimentaire et montrons que ces deux sources sismiques sont réparties dans l'ensemble du segment de rivière se trouvant à proximité des sismomètres
Tropical cyclones can generate huge precipitation rates leading to torrential floods. The consequences for civilian infrastructures and population can be significant as phenomenal amounts of sediment are transported to the ocean. Direct measurements of sediment transport are impossible to implement under these extreme hydrodynamic conditions. To overcome these experimental limitations, previous studies have shown that seismology can be an excellent tool for an indirect access to information on the dynamics of a flooded river: turbulent flow and solid transport. Reunion Island is an ideal place to make such observations because its relief, its latitude, and therefore the climatic aspects favour the generation of potentially devastating torrential floods. We have deployed a temporary seismological network of ten three-component, brodeband seismic stations (http://dx.doi.org/10.15778/RESIF.ZF2015) dedicated to studying signals associated with the activity of the rivers Rivière des Pluies and the Rivière du Mât. Data from these seismic stations during several cyclonic floods (Bejisa, Carlos and Dumazile) were analyzed. For a better understanding of the seismological signal of fluvial origin, one of the key points was to compare it with hydrometeorological data and punctually with granulometric and photogrammetric observations. We show that it is possible to use high-frequency seismic observations (> 1 Hz) to monitor the variation in water level during such episodes in Reunion Island and thus estimate a flood wave velocity. We distinguish the seismic signature of the flow and sediment transport and show that these two seismic sources are distributed throughout the entire river segment near the seismometers

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Cavalié, Olivier. "Mesures InSAR et modélisation de faibles déformations d'origine anthropique (lac Mead, USA) ou tectonique (faille de Haiyuan, Chine)." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00661442.

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Cette thèse porte sur la mesure par interférométrie radar (InSAR), et la modéli\-sation de faibles déformations, de moyennes à grandes longueurs d'onde spatiale. L'InSAR s'est révélée être, depuis quelques années, un outil performant pour mesurer de petites déformations, à la condition, notamment, de corriger suffisamment les délais atmosphériques perturbant le signal radar et la mesure de la déformation. Une partie de cette thèse montre des développements méthodologiques spécifiques effectués afin d'obtenir une mesure subcentimétrique effective sur deux chantiers d'application. Les deux études présentées dans ce manuscrit montrent deux approches différentes, liées aux contraintes matérielles (nombre d'images/nombre d'interférogrammes calculables) et au type de déformation recherché. Dans un premier temps, j'ai mesuré la déformation autour du lac Mead (Nevada, USA). Cette déformation est due aux fluctuations du niveau d'eau du lac depuis sa mise en eau en 1935. Pour quantifier cette déformation, et contraindre les paramètres visco-élastiques de la lithosphère dans la région du lac Mead, j'ai analysé 241 interférogrammes calculés avec des images acquises par les satellites ERS entre 1992 et 2002. L'inversion des interférogrammes corrigés des délais orbitaux et tropostatiques a permis d'établir la série temporelle du déplacement du sol sur ces 10 années. Des modèles directs montrent qu'une simple réponse élastique n'explique ni l'amplitude de la déformation, ni la longueur d'onde spatiale de la déformation. Il semble donc qu'il soit nécessaire de prendre en compte la viscosité du manteau pour retrouver la déformation. Un modèle simple, concordant avec une étude précédente \citep{kaufmann00a}, constitué d'une croûte élastique d'environ 30 km et d'un manteau supérieur présentant une viscosité de 10$^{18}$ Pa.s, explique bien les données. Dans un deuxième temps, je me suis intéressé à la déformation intersismique à travers la faille de Haiyuan (Gansu, Chine), située au nord est du plateau tibétain. Il s'agit d'une des failles décrochantes sénestres majeures qui accommode en partie la collision Inde-Asie. L'objectif était de mieux contraindre le comportement mécanique de ce système de faille, à l'origine de deux séismes de M$\sim$8 au cours du XXième siècle. Je me suis focalisé sur un segment particulier de la faille appelé ''la lacune sismique de Tianzhu'', dont la vitesse long-terme à été estimée à 12 $\pm$4 mm/an à partir d'études neotectoniques. J'ai analysé des données radar ERS acquises sur deux orbites descendantes le long de la lacune. Une fois les interférogrammes corrigés de l'erreur résiduelle orbitale et du délai tropostatique, ils ont été sommés afin d'obtenir une carte de vitesse moyenne dans la zone de faille (déterminée par les images ERS disponibles, i.e. 1993-1998). Un modèle classique de dislocation dans un demi-espace élastique homogène indique une vitesse instantanée de 6.5 $\pm$3 mm/an, mais aussi une profondeur de blocage faible autour de 1.7 km. Cependant, ce résultat peut aussi être expliqué par d'autres modèles incluant une zone d'endommagement autour de la faille ou du glissement superficiel.

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Girault, Jean-Baptiste. "Exhumation du prisme collisionnel Ouest Alpin et évolution du bassin molassique : nouvelles données thermochronologiques et tectono-sédimentaires." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2020SORUS086.pdf.

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Les nouvelles données thermochronologiques (AFT, ZHe et ZFT) sur le socle des MCE de Belledonne et des Grandes Rousses mettent en évidence une dynamique d’exhumation similaire et assez rapide vers 18 Ma pour tous les Massifs Cristallins Externes. Cependant, l'exhumation des massifs du Sud (e.g., Oisans) pourraient commencer plus tôt, à partir de 25 Ma suggérant une exhumation diachrone le long de l’Arc Alpin. Cela suggère aussi une localisation progressive des déformations le long des rampes crustales entre ~25 et 18 Ma. Enfin, l'exhumation rapide vers 18 Ma semble correspondre à la limite de méga-séquences dans le bassin molassique. Les analyses de terrain, des données de forages ainsi que des lignes sismiques montrent notamment une déformation du bassin assez précoce, dès l'Oligocène (25 Ma). Elles permettent aussi le calcul des volumes de sédiments préservés dans le bassin molassique Ouest Alpin. Enfin, une étude préliminaire à l’approche source to sink dans les bassins ouest-alpins est abordée à partir d'analyses petro-détritiques, de thermochronologie détritique et de calcul des volumes à partir des lignes sismiques. Ces résultats ont permis de mettre en évidence la dénudation progressive de la croute varisque de la plaque supérieure dont le signal détritique est présent depuis l’Eo-Oligocène dans les bassins péri-alpins. L’apparition tardive au Miocène dans le bassin molassique Ouest Alpin d’un signal thermochronologique tertiaire suggère un changement de dynamique de surface et/ou un routage sédimentaire différents dans le temps, mais aussi des différences significatives avec les bassins au nord des Alpes
New thermochronological data (AFT, ZHe, and ZFT) on the Belledonne and Grandes Rousses ECMs basement show a similar and relatively rapid exhumation dynamic around 18 Ma for all the External Cristalline Massifs. However, the exhumation of southern massifs (e.g., Oisans) could start earlier, from 25 Ma suggesting a diachronous exhumation along the Alpine Arc. This also suggests a progressive localization of deformations along the crustal ramps between ~25 and 18 Ma. Finally, the rapid exhumation starting at around 18 Ma seems to correspond to the limit of mega-sequences in the molassic basin. Field analysis, borehole data and seismic lines show that the basin was deformed as early as the Oligocene (25 Ma). This also allows the calculation of the sediment volumes preserved within the West Alpine Molassic Basin. Finally, a preliminary study of the source to sink in the West Alpine basins is approached from petro-detritic analyses, detrital thermochronology and calculation from the seismic lines. These results highlighted the progressive denudation of the Variscan crust of the upper plate whose detrital signal has been present since the Eo-Oligocene in the peri-alpine basins. The late Miocene appearance in the West Alpine Molassic basin of a tertiary thermochronological signal suggests a change in surface dynamics and/or a different sedimentary routing over time, but also significant differences compared to the basins located north of the Alps

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Potie, Gilbert. "Contribution à l'étude géologique de la frontière SE de la plaque caraibe : la serrania del interior oriental sur le transect Cumana-Urica et le bassin de Maturin (Vénézuela) : application de données géophysiques et géologiques à une interpretation structurale." Brest, 1989. http://www.theses.fr/1989BRES2005.

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L'analyse des donnees stratigraphiques et structurales de la serrania del interior confirme l'existence de 2 cycles sedimentaires cretace moyen-miocene. L'interpretation des profils sismique montre que la partie enfouie de l'edifice est structuree par des accidents suggerant la presence d'un decollement. L'interpretation gravimetrique et aeromagnetique confirme que la serrania est un exemple de chaine d'avant pays decollee et mise en place dans un contexte particulier associant une composante principale en coulissage dextre avec une collision oblique

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Chapron, Emmanuel. "Contrôles climatique et sismo-tectonique de la sédimentation lacustre dans l'Avant Pays Alpin (Lac du Bourget) durant le quaternaire récent." Phd thesis, Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-285.pdf.

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Abstract:

Les remplissages sédimentaires du lac du Bourget et du Leman sont abordés qualitativement et quantitativement par sismique réflexion, sonar latéral, et carottages courts. La corrélation des stratigraphies sismiques avec les données chronologiques existantes permet d'associer les pulsations des glaciers wurmiens de l'Isère et du Rhône aux événements de Heinrich reconnus dans l'atlantique Nord. Dans le lac du Bourget, le retrait rapide du glacier isérois a favorisé un remplissage domine par les apports fluvio-glaciaires, puis fluviatiles durant le tardiglaciaire. La position plus proximale du Leman par rapport glacier rhodanien a favorisée un retrait glaciaire plus tardif jusqu'a la fin du tardiglaciaire, et un remplissage domine par de dépôts sous-glaciaires et glacio-lacustre. La sédimentation holocène est dominée par une production authigénique dans le lac du Bourget et le petit lac Leman, mais les apports détritiques sont piège au front des fan deltas du grand lac Leman. Le prolongement d'accidents NW-SE aux extrémités du lac Bourget a favorisé un surcreusement glaciaire, une déformation continue des remplissages et le déclenchement séismique d'un remaniement gravitaire majeur tardiglaciaire-holocène. Dans le lac du Bourget, la combinaison des données de sonar latéral et de carottages, permet d'établir le fonctionnement actuel du lac et son évolution au cours du dernier millénaire. La chronologie est défini par le 210Pb et validée par la reconnaissance d'événements historiques majeurs (crues, séismes, aménagements). Le petit âge glaciaire se traduit par une augmentation des crues entre le 17 ème et le 19 ème siècle, durant le minimum d'activité solaire de Maunder (1650-1720 AD). L'évolution de la sédimentation profonde présente une cyclicite de 45 ans reconnue par l'analyse spectrale du signal sédimentaire à très haute résolution (minéralogie des argiles, calcimétrie, lamination). Une cyclicite de 4 à 5 ans est également nette dans la lamination durant le minima solaire de Spörer (1450-1550 AD). L'instabilité sismo-tectonique tardiglaciaire-holocène s'enregistre essentiellement par des remaniements gravitaires et le développement d'homogénités lors des événements majeurs.

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Laurent, Aurore. "Modélisation géologique 3D du bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais et de son substratum dévonien-carbonifère inférieur : vers une meilleure définition des réservoirs géothermiques profonds." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. http://www.theses.fr/2021LILUR058.

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Abstract:

Suite à l’adoption de la loi sur la transition énergétique votée par le gouvernement français en 2015, la région des Hauts-de-France s’est engagée à investir et développer considérablement la production d’énergies renouvelables d’ici à l’horizon 2050. Cet objectif requiert dès à présent le développement à l’échelle régionale de solutions alternatives aux énergies fossiles, notamment la géothermie basse énergie. Dans cette perspective, les travaux de thèse, présentés ici, visent à définir la géométrie des potentiels réservoirs géothermiques profonds dans la région du bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais (BHNPC) : les calcaires bréchiques et karstiques du Dinantien (Carbonifère inférieur, 360-330 Ma) et les calcaires du Givétien-Frasnien (Dévonien moyen-supérieur, 388-372 Ma).Ces réservoirs font partie d’une vaste plateforme carbonatée développée sur la marge sud-avalonienne du Dévonien moyen au Carbonifère inférieur. La collision entre les continents Avalonia et Armorica-Gondwana lors de l’orogenèse varisque au Mississippien supérieur-Pennsylvanien moyen (330-305 Ma) est à l’origine de l’inversion de la marge avalonienne et du développement d’un système de chevauchement à vergence nord dont le front traverse le nord de la France. La plateforme dévono-carbonifère a été progressivement enfouie sous le bassin d’avant-pays molassique syn-orogénique du Nord-Pas-de-Calais (BHNPC) développé le long du Front Nord Varisque.Afin de caractériser la géométrie des réservoirs profonds au sein du substratum dévono-carbonifère du BHNPC, il est indispensable d’analyser la structure 3D et la dynamique du BHNPC et plus largement du Front Nord Varisque à l’échelle régionale. La géométrie 3D du Front Nord Varisque, du BHNPC et des réservoirs géothermiques est ainsi étudiée à partir (1) de l’interprétation de 532 km de profils de sismique réflexion retraités pour la thèse, et (2) de la construction d’un modèle structural numérique 3D intégrant une importante base de données (profils sismiques interprétés convertis en profondeur, forages, données minières réinterprétées, affleurements, synthèses géologiques existantes, cartes gravimétriques).L’interprétation des profils sismiques a permis de définir les traits structuraux caractéristiques de la marge sud-avalonienne et des différentes unités du Front Nord Varisque dans le nord de la France. La géométrie 3D du front de chaîne (rampes frontales et latérales, zone de transfert) est caractérisée, et l’influence des héritages structuraux dévonien et calédonien sur la dynamique du front de chaîne est discutée. La modélisation numérique permet de réinterpréter la géométrie 3D des différents ensembles sédimentaires et des discontinuités (failles, chevauchements) du Front Nord Varisque et de la partie orientale du BHNPC. Les cibles géothermiques sont imagées en 3D et leur extension, leur profondeur, leur épaisseur et leur structuration ont été précisées. Des délivrables opérationnels, tels que les cartes des isohypses du toit et de la base des séries et des cartes d’isopaque, ont été produits et analysés à l’issue de cette étude. La caractérisation géométrique 3D du sous-sol régional a finalement permis de discuter l’histoire de la déformation du front de chaîne varisque et de proposer un nouveau modèle d’évolution cinématique dans la région du bassin houiller du Nord-Pas-de-Calais. Ce travail démontre l’intérêt d’une double approche couplant les avancées de la connaissance scientifique (la dynamique du Front Nord Varisque) et le développement de connaissances appliquées (géométrie des réservoirs)
Within the act on energy transition voted by the French government in 2015, the Hauts-de-France region is committed to invest and develop massively renewable energies by 2050. This objective requires the development of regional alternatives to fossil fuels, in particular low-temperature geothermal energy. In such a perspective, the present PhD study aims to define the geometry of the potential deep geothermal reservoirs in the Nord-Pas-de-Calais (NPC) coal basin district: the brecciated and karstic limestones of the Dinantian (Lower Carboniferous, 360-330 Ma) and the Givetian-Frasnian carbonates (Middle-Upper Devonian, 388-372 Ma).These reservoirs form part of a large-scale carbonate platform developed onto the southern Avalonian margin from the Middle Devonian to the Lower Carboniferous. During the Variscan orogeny in Late Mississippian-Middle Pennsylvanian (330-305 Ma) times, the collision between the continents Avalonia and Armorica-Gondwana led to the tectonic inversion of the Avalonian margin and the development of a north-verging thrust system whose front crosses northern France. The Devonian-Carboniferous platform was progressively buried under the syn-orogenic Nord-Pas-de-Calais molassic foreland basin developed along the Northern Variscan Front.In order to characterise the geometry of the deep reservoirs within the Devonian-Carboniferous substratum of the NPC coal basin, it is essential to analyse the 3D structure and dynamics of the coal basin and of the Northern Variscan Front at the regional scale. The 3D geometry of the Northern Variscan Front, the NPC coal basin and the geothermal reservoirs has been investigated based on (1) the interpretation of 532 km of seismic reflection profiles reprocessed in the frame of the thesis, and (2) the construction of a 3D numerical structural model integrating a large database (interpreted seismic profiles converted into depth, wells, reinterpreted mining data, outcrops, existing geological syntheses, gravimetric maps).Seismic interpretations point out the main structural features of the southern Avalonian margin and of the different units of the Northern Variscan Front in northern France. The 3D geometry of the thrust front (frontal and lateral ramps, transfer zone) is characterized and the influence of the Devonian and Caledonian structural inheritance on the dynamics of the thrust front is discussed. Numerical modelling allows for the reinterpretation of the 3D geometry of the different sedimentary units and discontinuities (faults, thrusts) of the Northern Variscan Front and of the eastern part of the NPC coal basin. Geothermal targets are imaged in 3D and their extension, depth, thickness and deformations are defined. Operational deliverables, such as isohypses and isopaque maps, were produced and analysed at the end of this study. The definition of the regional subsurface 3D geometry finally allowed to discuss the deformation history of the Variscan orogenic front and to propose a new kinematic evolution model in the Nord-Pas-de-Calais coal district area. This work demonstrates the interest of a dual approach combining advances in scientific knowledge (the dynamics of the Northern Variscan Front) and the development of applied knowledge (reservoir geometry)

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Ragueneau, Frédéric. "Fonctionnement dynamique des structures en béton : influence des comportements hystériques locaux." Cachan, Ecole normale supérieure, 1999. http://www.theses.fr/1999DENS0001.

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Abstract:

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse portent sur la modélisation et la compréhension du comportement des structures en béton soumises à des chargements de type cyclique et dynamique. Le programme expérimental camus (maquette de bâtiment a échelle 1/3), réalisé sur la table sismique du CEA-Saclay, nous a permis, par une confrontation avec des simulations numériques, de mettre en avant les deux points sensibles du calcul que sont : la prise en compte physique des phénomènes d'amortissement ainsi que la détermination objective d'un critère de ruine sur structure. Afin d'améliorer la prédiction des calculs numériques, le présent travail tente de diminuer l'importance d'une matrice globale d'amortissement au profit d'une représentation locale des dissipations. Ainsi l'hystérésis du matériau, dérivant du frottement entre lèvres de fissures, est décrite par un couplage entre le niveau d'endommagement et la présence de contraintes de frottement sur les plans de décohésion. Ce modèle local, établi dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles, permet de relocaliser la dissipation dans les zones sollicitées et de la corréler au niveau de fissuration. L'implantation numérique du modèle a été réalisée dans un code ef de type poutre multicouches et validée sur des essais de flexion 3 points sur poutres en béton arme. La prise en compte d'un critère de ruine nous a conduits à la question de la localisation des déformations dans des contextes de dynamique lente et rapide. Dans ce but, un modèle visco-endommageable a été implante dans un code de dynamique explicite tridimensionnel permettant de traiter ce problème pour des chargements a grande vitesse de déformation.

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Dissertations / Theses on the topic 'Cycles Sismiques'

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