Réflexions sur le couplage des zones de subduction

Laboratoire de rattachement  : ISTerre

Encadrants  : Anne Socquet, Christophe Voisin

Mails  : anne.socquet ujf-grenoble.fr, christophe.voisin ujf-grenoble.fr

Téléphones  : 04 76 63 52 15 ; 04 76 63 52 57

Mots clés : subduction, couplage, frottement, élastographie

Les zones de subduction peuvent être caractérisées par leur degré de couplage, i.e. un pourcentage d’accommodation de la déformation tectonique. Le couplage est total lorsque l’interface est bloquée (c’est le cas dans les zones sismogéniques) ; il est nul lorsque l’interface glisse librement à la vitesse des plaques sans générer de séismes. Plusieurs auteurs ont proposé que ce couplage représente un proxy pour cartographier les propriétés frictionnelles de l’interface de subduction. Mais dans de nombreuses situations observées sur Terre, ce coefficient de couplage a une valeur intermédiaire : un paradoxe apparaît alors, car l’interface serait alors à la fois en glissement et bloquée.
Ces observations de couplage sont généralement déduites de mesures de déformation effectuées à la surface de la Terre. Le blocage que l’on en déduit n’est donc pas une observation directe de l’interface de subduction, mais un modèle résultant d’une inversion, et sujet à des problèmes de résolution. L’interprétation des résultats obtenus n’est donc ni simple, ni unique. Par exemple, un couplage partiel signifie-t-il que la même interface connaît des épisodes de blocage et de glissement asismique se succédant dans le temps ? Dans ce cas, comment expliquer qu’une même zone puisse connaître de tels changements de comportement frictionnel ? Ou alors reflète-t-il de petites hétérogénéités spatiales du glissement, qui sont indétectables avec des mesures loin du plan de faille ?
Ce stage se propose de mener une réflexion sur la signification du couplage partiel en termes de mécanique de l’interface, ainsi que sur l’origine des fluctuations du coefficient de couplage au cours du temps et en espace, le long de la zone de subduction.
Cette réflexion s’appuiera sur un modèle analogique qui permet de définir une interface aux propriétés de frottement sélectionnées, ainsi que sur l’élastographie, une technique qui permet d’imager les déformations et les mouvements lents et rapides de cette même interface. Ce dispositif expérimental nous permettra donc de mesurer les glissements (et leur variabilité en temps et en espace) directement sur un analogue de faille, dont nous connaîtrons les propriétés frictionnelles. Cela nous permettra d’observer in situ les mécanismes de chargement qui préparent à la rupture sismique.