Axes de recherche

Thèmes de recherche

Thème 1 : Fonctionnement des failles et cycles sismique

Les taux de déformation majeurs de la croûte terrestre associés à de grands tremblements de terre sont localisés aux limites des plaques tectoniques. Afin de comprendre les cycles de chargement d’énergie élastique et de relâchements via des ruptures sismiques et des déformations lentes, notre équipe adopte une approche pluri-disciplinaire afin de couvrir plusieurs échelles de temps allant du Quaternaire à la déformation actuelle. Les principaux objectifs de ce thème sont de quantifier le bilan de glissement sur les grandes failles au cours du cycle sismique ainsi que d’estimer les vitesses de glissement court-terme et long-terme. Nous cherchons par ailleurs à comprendre le lien entre déformation régionale et déformation locale et en particulier l’importance de la géométrie et la segmentation des structures tectoniques. Finalement, sachant qu’une grande partie de la déformation se produit de façon asismique, nous cherchons à caractériser la proportion de déformation sismique et asismique, ainsi qu’à comprendre les interactions entre ces deux modes de glissement sur les failles. Afin de répondre à ces problématiques, notre équipe est dotée d’expertises en géodésie spatiale (traitement de données GNSS, InSAR et imagerie optique), en sismologie et morpho-tectonique (cartographie, réalisation de tranchées, datation 14C, 10Be, 26Al).

Thème 2 : Déformation lente et/ou distribuée

L’estimation de l’aléa sismique dans les régions à faible taux de déformation est un objectif majeur pour notre équipe. Les régions concernées sont également caractérisées par une déformation distribuée à travers de grandes distances et correspondent principalement aux régions intraplaques (France métropolitaine, fossé rhénan, Iran) mais aussi aux frontières de plaques complexes impliquant de nombreux réseaux de failles sismogènes (Afrique du nord). La détermination des champs de déformation sismique et géodésique à l’échelle locale ou régionale nécessite la prise en compte de séries temporelles longues, de méthodologies appropriées pour extraire les mouvements tectoniques des autres signaux présents dans la mesures (signaux hydrologiques, atmosphériques par ex.), et des catalogues de sismicité de qualité. En parallèle de la quantification des mouvements tectoniques, la déformation affectant ces régions implique de mieux évaluer la déformation d’origine anthropique, mais aussi celle liées aux charges hydrologiques et/ou sédimentaires ainsi que leur variations saisonnières.

         Thème 3 : Relation entre déformation et érosion

Un des enjeux de l’équipe DADR est d’ouvrir largement ses thématiques de recherche à la compréhension des couplages entre les mécanismes et constantes de temps des processus contrôlant la formation des reliefs à ceux les détruisant avec un double objectif pour les 5 prochaines années: évaluer le degré de stabilité ou non de ces reliefs sur les échelles de temps quaternaires - contraindre la nature des processus qui en contrôlent leur dynamisme sur ces échelles de temps  en y intégrant la dynamique des couverts végétaux et en prenant en compte les perturbations que les activités anthropiques peuvent créer dans l’enregistrement des signaux qui seront étudiés.

Un des premiers objectifs de l’équipe pour le prochain quinquennat est de poursuivre les développements méthodologiques actuels entre couplages géochimique et géomorphologique pour caractériser les zones d’instabilité des reliefs et en définir les constantes de temps d’évolution. En termes d’outils géochimiques cela intégrera les nucléides cosmogéniques (10Be-26Al et à termes 36Cl) - les nucléides longue période (238U-234U-230Th-226Ra) et courte période (210Pb - 228Th-228Ra) des séries de l’238U et du 232Th- ainsi que l’étude des isotopes stables  (Ca-Sr-Si-Li) et radiogéniques traditionnels (Sr-Nd-Pb) pour le traçage de l’impact de la végétation et des activités anthropiques sur les processus d’altération et d’érosion.

          Thème 4 : Processus gravitaires et quantification des aléas

Ce thème de recherche porte sur l’étude des processus gravitaires (glissements de terrain, coulées de boue, ruptures de flancs d’édifices volcaniques, rupture de glaciers/banquises/permafrost) pour comprendre leurs mécanismes de contrôle (circulations de fluide, stress sismique, paramètres thermo-hydro-géo-mécaniques) et mieux quantifier les aléas associés. Ces travaux seront menés prioritairement sur le Chantier Alpes/Méditerranée/Pyrénées de l’équipe avec des actions secondaires sur le Rift Est Africain et les zones de hautes latitudes (Groënland, Antarctique, Alaska).

- Étude des mécanismes physiques de la déformation et identification de précurseurs

Les facteurs qui contrôlent les processus gravitaires sont multiples et associent des paramètres liés à la structure du sous-sol (géométrie, propriétés mécaniques et hydrologiques) et aux forçages. Les projets de l’équipe ont pour objectifs:

  1. de proposer des méthodes pour estimer les propriétés mécaniques et hydrologiques des versants instables par une approche multi-paramètres (déplacements de surface, sismologie environnementale, hydro-géophysique, hydro-géochimie) et le développement de méthodes d'inversion conjointe de ces données ;
  2.  d'étudier les effets des forçages internes (séismes, circulations de fluide) et externes (fortes pluies, gel/dégel) sur les mécanismes de déformation en développant des méthodes d'analyse de séries temporelles (température, résistivité électrique, déformation, vitesses des ondes sismiques) pour détecter d'éventuels précurseurs à la rupture / accélération.

- Quantification des aléas gravitaires

La construction, par des moyens de télédétection et d’écoute sismologique, et l’étude des catalogues des processus gravitaires pour décrire quantitativement les interactions entre la localisation des processus et des caractéristiques du relief, et proposer des lois d'échelle robustes reliant intensité du phénomène, évolution spatio-temporelle de l’activité gravitaire, et caractéristiques du forçage. Les projets de l’équipe ont pour objectifs : 1- de proposer des développements méthodologiques pour la construction de catalogues avancés et exhaustifs d’événements gravitaires ; 2- de proposer des modèles de prédiction probabiliste pour l’analyse de catalogues d’évènements ; 3- de définir des lois d'échelle entre intensité du phénomène et les caractéristiques du forçage (magnitude du séisme, cumul/durée/intensité des précipitations), et d'étudier comment ces lois d'échelle varient régionalement, avec des facteurs topographiques, lithologiques et climatiques.