| Resumé |
De nombreuses études ont tenté d'éclairer la complexité de la rupture sismique de grands séismes en utilisant des techniques d'imagerie cohérente telles que la back- projection (BP). Dans une étude récente, Fukahata et al. (2013) ont suggéré que, d'un point de vue théorique, l'image BP de la rupture sismique est liée au glissement ou à la vitesse de glissement sur la faille. Cependant, la relation quantitative entre les images BP et les propriétés physiques du processus de rupture reste encore peu connue. Cette thèse vise à clarifier comment les images BP du champ d'ondes rayonné peuvent être utilisées pour déduire les hétérogénéités spatiales en glissement et en vitesse de rupture le long de la faille. Nous réalisons des simulations de différents processus de rupture à l'aide d'un modèle de source linéaire. Pour chaque modèle de rupture, nous calculons les sismogrammes synthétiques à trois réseaux télésismiques et nous appliquons la technique de BP afin d'identifier les sources de rayonnement haute fréquence (HF). Cette procédure permet de comparer les images BP avec le modèle de rupture originaire et d'interpréter les émissions HF en fonction des trois paramètres cinématiques: le temps de montée, la valeur du glissement final, la vitesse de rupture. Nos résultats montrent que les pics HF extraits avec l'analyse BP sont le plus étroitement associés aux hétérogénéités spatio-temporelles de l'accélération du glissement. Nous vérifions nos observations sur deux grands séismes survenus dans la faille de Swan Islands à neuf ans d'intervalle: le séisme du 2009 (Mw 7.3) et celui du 2018 (Mw 7.5) au nord du Honduras. Les deux événements montrent une géométrie linéaire, ce qui les rend comparables à notre approche synthétique. Malgré la géométrie simple, les deux séismes sont caractérisés par un taux de glissement complexe, avec plusieurs sous-événements. Nos résultats préliminaires montrent que l'image BP des émissions HF permet d'estimer une longueur et une vitesse de rupture compatibles avec d'autres études et qu'un fort rayonnement HF pourrait correspondre aux zones de forte variabilité du taux de glissement. En conclusion, nous utilisons une méthode de réseau de neurones afin de prédire les paramètres cinématiques d'une rupture sismique à partir de son image BP. Le réseau s'appuie sur un grand nombre de processus de rupture synthétiques et leurs images BP, dans le but d'identifier le lien statistique entre le rayonnement HF et les paramètres cinématiques. Nos résultats montrent que le réseau de neurones appliqué à l'image BP du séisme est capable de prédire les valeurs du temps de montée et de la vitesse de rupture le long de la faille, ainsi que la position moyenne de l'hétérogénéité. Par contre, le réseau de neurones n'arrive pas à récupérer les valeurs du glissement final, auquel l'approche BP est relativement insensible. Notre étude permet de mieux comprendre l'écart qui existe actuellement entre la description théorique de la génération de rayonnements HF et les observations d'émissions HF obtenues par des techniques d'imagerie cohérentes, en s'appuyant aux pistes d'action possibles et en suggérant de nouvelles perspectives. |