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Failles, zones de cisaillement et aléa sismique

Action phareCette action phare se rattache au pôle de compétences « Fonctionnement des géosystèmes ».

La problématique de l’aléa sismique, et plus généralement de la déformation des roches dans la lithosphère, est classiquement traitée d’un point de vue essentiellement mécanique. Or les travaux entrepris dans le thème GEO lors du quadriennal précédent ont montré que les processus chimiques (interactions fluide-roche, réactions minéralogiques et transferts de matière) jouent un rôle fondamental dans le fonctionnement des failles et zones de cisaillement, quelles que soient les conditions de pression et température. Le but de cette action est de quantifier et de modéliser le rôle joué par les interactions fluide-roche sur l’instabilité des failles, le fonctionnement des zones de cisaillement et sur le déclenchement des séismes. Deux verrous scientifiques seront particulièrement visés. Tout d’abord, le déclenchement et la propagation de la rupture sismique
le long des interfaces de subduction semblent être influencés par la nature minéralogique des constituants des séries sédimentaires (argiles, grès, carbonates, radiolarites), soit directement par leurs propriétés frictionnelles, soit
indirectement par leurs propriétés de transfert et de stockage des fluides interstitiels (porosité, perméabilité).

Les interactions chimiques entre fluides et roches peuvent aussi modifier la nature des minéraux ou leurs propriétés physiques. Une connaissance de ces influences mutuelles conduira à une meilleure compréhension de la mécanique des failles dans la croûte supérieure. Ces recherches s’appuieront sur les forages océaniques du
programme international IODP. Le second verrou scientifique concerne la survenance de séismes à grande profondeur (croûte continentale inférieure ou lithosphère océanique en subduction). Deux questions clés seront traitées :

  • par quels mécanismes des structures typiquement fragiles peuvent-elles se former dans la croûte continentale inférieure ductile ?
  • Quels sont les processus de nucléation et de propagation des ruptures sismiques au sein des lithosphères océaniques en subduction ?
  • Quel est l’impact de l’héritage des structures ductiles ?

Les cibles pouvant apporter des réponses à ces questions (micaschistes à grenats fracturés à Neves en Suisse, zones de cisaillement de haute température/haute pression du craton de Chine du nord, pseudo-tachylytes des ophiolithes de Corse) ont déjà fait l’objet d’études préliminaires et s’appuieront sur des contrats doctoraux ou post-doctoraux.

publié le , mis à jour le