Modélisation numérique des liens entre séismes et glissements de terrain au cours du cycle sismique : processus déclencheurs, distributions de tailles et implications géologiques



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18/12 : SOUTENANCE DE THESE DE LOUISE JEANDET (GEOSCIENCES RENNES)

Le mardi 18 décembre 2018 à 14:00, salle de conf OSUR (Bât.14B, Campus de Beaulieu, Université de Rennes 1), Louise Jeandet soutient sa thèse intitulée "Modélisation numérique des liens entre séismes et glissements de terrain au cours du cycle sismique : processus déclencheurs, distributions de tailles et implications géologiques"

Devant le jury composé de :

- Philippe Steer (Géosciences Rennes), directeur de thèse
- Dimitri Lague (Géosciences Rennes), directeur de thèse
- Alexander Densmore (Université de Durham), rapporteur
- Rodolphe Cattin (Géosciences Montpellier), rapporteur
- Nadaya Cubas (ISTEP, Université Pierre et Marie Curie), examinatrice
- Philippe Yamato (Géosciences Renne), examinateur
- Mathilde Radiguet (Université Grenoble-Alpes), examinatrice
- Oliver Korup (Université de Potsdam), examinateur



Résumé:
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 instable 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.

Abstract:
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.


 

Contact OSUR :
Louise Jeandet (Géosciences Rennes / ECOBIO) / @





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