OBJECTIFS ET CALENDRIER

La compréhension de la manière dont les séismes successifs s’accumulent sur les failles pour produire des reliefs tectoniques est encore mal comprise. La façon dont la déformation est accommodée dans toute la croûte, en réponse à la force de la tectonique des plaques imposée à distance aux frontières des plaques, affecte fortement le cycle sismique et peut contrôler le déclenchement des séismes et le schéma spatial des ruptures de failles. La chaîne des Apennins, hôte de la séquence sismique de 2016 (5 chocs Mw5-6.5 sur 9 mois), est une zone unique où l’accumulation et la libération du glissement sur plusieurs cycles sismiques, sur des échelles de temps de 1 an-1M et des échelles spatiales de 1m-100km, peuvent être déterminées. Nous combinerons des méthodologies de pointe en géochronologie, télédétection, géodésie, géophysique, acquisition de données topographiques à haute résolution, modélisation des risques sismiques, toutes développées et/ou maîtrisées par nos équipes, afin de contraindre quantitativement la manière dont les portions du cycle sismique s’accumulent sur plusieurs cycles pour produire les escarpements cumulatifs que nous voyons dans le paysage.

Plusieurs études récentes ont révélé un comportement épisodique des séismes avec une alternance de phases d’activité sismique intense sur des périodes relativement courtes, suivies de longues périodes de quiescence sismique. Il a également été démontré que la variabilité temporelle de l’accumulation du glissement est en corrélation avec la variabilité spatiale, car on a constaté que plusieurs failles d’un même système se brisaient lors de grands séismes coïncidents sur quelques centaines d’années. La connaissance de l’étendue spatiale d’une rupture co-sismique est fondamentale pour dériver la magnitude attendue du séisme, un paramètre essentiel pour la conception sismique et la préparation de la population. Plusieurs études ont proposé des aspects systématiques tels que des complexités structurelles ou géométriques qui pourraient arrêter la rupture. Très peu d’études, cependant, ont permis de déterminer si ces barrières sont persistantes au cours de cycles sismiques multiples. Plusieurs approches et modèles ont étudié la physique sous-jacente à ce comportement sismique, suggérant que ces interactions pourraient être contrôlées sur des échelles spatiales et temporelles plus longues et plus importantes. Cependant, ces modèles reposent principalement sur des observations des périodes post-sismiques ou inter-sismiques sur plusieurs années et soulignent le besoin crucial d’intégrer ce comportement à court terme dans une perspective à plus long terme. La percée conceptuelle que nous proposons est de contraindre quantitativement la façon dont la charge tectonique est libérée par les systèmes de failles normaux sur plusieurs cycles pour finalement produire les grands escarpements cumulatifs (100+ m de haut) que nous voyons dans le paysage. Nous aborderons en particulier les questions non résolues suivantes :

1. La segmentation, telle qu’elle est observée dans les ruptures co-sismiques, imite-t-elle la segmentation à long terme observée dans la morphologie et la géologie ?
2. Les structures héréditaires contrôlent-elles cette segmentation ?
3. Quelle est la rétroaction entre le taux de charge d’une faille unique, et donc son intervalle de récurrence de glissement, et les forces tectoniques lointaines ?
4. Quel est le pourcentage de déformation en surface pris en compte par le fluage sismique par rapport au fluage asismique, que ce soit sur la faille principale ou en dehors de celle-ci (c’est-à-dire sur des failles secondaires, ou déformation volumétrique) ?
5. Comment la déformation inter-sismique régionale est-elle logée en profondeur dans la croûte, et comment est-elle libérée par voie sismique ou asismique sur des systèmes de failles complexes et segmentés ?