Séismes lents et variations du couplage intersismique : le cas de la subduction Mexicaine vue par géodésie spatiale.

La multiplication depuis 20 ans d'observations de deformations transitoires au cours du cycle sismique a mis en avant la question de l'impact de ces deformations dans l'estimation de l'alea sismique. Ainsi, dans les zones de subduction, le role des seismes lents sur la variabilite spatiale et temporelle du couplage intersismique et sur l'existence de lacunes sismiques est une question de premiere importance. Nous avons aborde cette problematique par l'analyse d'observations geodesiques et par la modelisation numerique, en se focalisant sur la subduction mexicaine. Cette zone est une cible pertinente pour etudier ces questions en raison de la presence de seismes lents qui font partie des plus grands observes au monde. La geometrie de cette subduction est egalement favorable aux observations geodesiques. Un premier volet de cette these a ete consacre a l’etude du seisme lent de 2017-2018 qui a dure plusieurs mois dans la region de Guerrero. Pour cela, de nouvelles observations ont ete faites par interferometrie radar satellitaires (InSAR) utilisant les donnees Sentinel-1, combinees aux donnees du reseau GPS permanent. Les donnees InSAR ont permis d’ameliorer significativement la couverture et la resolution spatiale des mesures de deformation du sol par rapport aux etudes precedentes. La frequence d’acquisition de ces donnees est de 6 a 12 jours. Un travail methodologique sur l’extraction du signal tectonique inclus dans les series temporelles InSAR a ete necessaire en raison de la grande superficie de la zone d’etude ou sont presents de fort gradients topographiques. Deux methodes de separation de sources ont ete employees. La premiere approche est une decomposition parametrique, dans laquelle la forme fonctionnelle des signaux de deformation est imposee, et les signaux atmospheriques sont decrits en utilisant comme contrainte des series temporelles de delais tropospheriques zenithaux issus du GPS. La seconde approche utilise l’analyse en composantes independantes (ICA) des series temporelles InSAR, ne necessitant pas d’a priori sur le signal recherche. Les deux methodes fournissent des resultats coherents et permettent de separer le signal atmospherique, sans corrections prealables, du signal tectonique. A partir des cartes de series temporelles de deplacements validees par les mesures GPS, le glissement du seisme lent sur l’interface de subduction est inverse. La distribution spatiale du glissement est coherente avec celle des evenements precedents et confirme une localisation a la limite de la zone sismique. L’influence de seismes distants sur la cinematique de ce type d’evenement est egalement confirmee par ces observations.Dans une seconde partie, les deformations intersismiques sur une zone couvrant environ 1000 km de la subduction mexicaine de Jalisco a Oaxaca sont egalement analysees a partir de mesures InSAR et GPS. Les variations laterales de couplage le long de la subduction entre 2016 et 2019 sont etablies pour la premiere fois de facon homogene sur l’ensemble de cette zone. Entre Michaocan et Jalisco, ou de grands seismes ont eu lieu, on retrouve une zone a fort couplage. L’analyse montre bien l’importance que peuvent avoir a l’echelle de temps de quelques annees les signaux transitoires comme les seismes lents sur la variabilite du couplage mesuree par geodesie spatiale. La derniere partie de cette these, aborde ce probleme par une modelisation numerique du cycle sismique sur un plan de faille en 3D, basee sur des lois de friction de type « rate and state ». Cette modelisation permet de reproduire certaines caracteristiques de subduction mexicaine et de replacer les 20 ans d’observations geodesiques a l’echelle de plusieurs cycles sismiques. Les resultats preliminaires donnent des pistes de reflexions interessantes sur la question de la possibilite qu’un seisme puisse se produire dans la lacune sismique de Guerrero et sur le role des seismes lents sur le faible couplage observe dans cette region.