Projet S_5 : Séismes lents et essaims sismiques
Depuis une vingtaine d’années, des phénomènes de glissement lent ont été détectés le long des zones de subduction où les failles, ces fractures dans la croûte terrestre, se déplacent très lentement (en mm/jour) par rapport aux séismes classiques (en m/s). Ces séismes lents partagent plusieurs caractéristiques avec les grands séismes, mais se produisent plus fréquemment, ce qui permet de mieux suivre l’évolution du cycle sismique.
Le projet se concentre sur un phénomène particulier : les S5 (Synchronous Slow Slip and Seismic Swarm), un type de glissement lent accompagné d’un essaim de petits séismes. Le but est d’observer, modéliser et comprendre ces S5 pour mieux cerner leur rôle dans la dynamique sismique des zones de subduction. Ce processus est commun en Amérique du Sud, ainsi différentes zones cibles ont été choisies en Équateur, au Pérou et au Chili pour leur potentiel d’activité et l’existence d’infrastructures d’observation telles que des stations GNSS et des sismomètres.
Les stations GNSS permettent de mesurer leur propre position tel un GPS. Ainsi les déplacements millimétriques ont été mesurées pour estimer quotidiennement la vitesse de glissement du sol. Les sismomètres, quant à eux, mesure les séismes. Couplé avec du Machine Learning, cela a permis de détecter, localiser et classifier les séismes de faible magnitude, améliorer la résolution des catalogues sismiques, et identifier de nouvelles signatures des glissements lents. Une fois le tout collecté, leur relation spatio-temporelle a été analysé pour comprendre les liens entre glissement lent et sismicité. De plus, des modèles dynamiques et simulations numériques ont intégré ces données pour tester des hypothèses sur les conditions d’initiation et d’évolution des S5.
Un premier S5 hybride a été observé au Chili en septembre 2020, combinant un séisme de magnitude 6.8, une réplique de magnitude 6.4, et un glissement lent de la faille, mais sans secousse ressentie, suggérant un comportement intermédiaire entre un séisme classique et un S5.
L’analyse d’un second événement, observé en Équateur en juin 2021, est en cours. Malgré les contraintes de la pandémie, les premiers résultats sont prometteurs, tout comme les premières applications du Machine Learning à la sismologie.
Une autre avancée est l’observation, pour la première fois, de la fusion de deux séismes lents dans la zone de subduction des Cascades (Canada). Cette rencontre accélère le glissement et pourrait constituer un mécanisme déclencheur de grands séismes.
L’étude des S5 permet de mieux comprendre les conditions de relâchement des contraintes sur les failles, en particulier à la marge des zones de forte interaction, là où naissent les grands séismes. Le fait que les S5 soient accompagnés de micro-séismes détectables rend leur étude plus accessible. Mieux comprendre les S5 pourrait, à terme, contribuer à mieux anticiper les grands séismes en révélant les signaux précurseurs de leur déclenchement.
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Découvrez le portrait de Jean-Mathieu Nocquet à l'origine du projet S_5 !