Frottement sur une faille : influence des fluctuations de la contrainte normale

Le but de cette these est d'examiner l'influence des fluctuations de contrainte normale sur le comportement frictionnel d'une faille, ces variations ayant un role primordial sur le declenchement des tremblements de terre. Dans le premier chapitre, nous presentons le critere de coulomb et certaines de ses applications. En particulier, nous etudions l'effet des seismes de lake elsman sur la rupture de loma prieta et montrons que ces deux evenements ont diminue la contrainte normale en un site correspondant a la zone de plus fort glissement du seisme de loma prieta. Le second chapitre traite des modeles physiques de frottement. Il est montre en particulier que les lois de frottement a variable d'etat, abondamment utilisees dans la suite de cette these, semblent bien adaptees a la description du frottement d'une faille. Un modele permettant d'incorporer les variations de la contrainte normale a ce formalisme est egalement presente. Les chapitres iii et iv presentent une etude detaillee de l'effet de fluctuations temporelles de la contrainte normale (et cisaillante) et ses effets sur la destabilisation du glissement. Il est montre que de tres faibles fluctuations du chargement peuvent avoir des effets dramatiques sur la stabilite d'une faille. Ces resultats nous permettent d'etudier l'effet des marees terrestres sur le declenchement des seismes. Nous montrons qu'un tel processus est possible bien que limite a une gamme de parametres restreinte. Avant de conclure, nous examinons dans le chapitre v l'effet de fluctuations spatiales du seuil de frottement sur une faille en glissement stable. Nous montrons que les correlations du champ de glissement sont tres sensibles a ces faibles heterogeneites frictionnelles. Nous discutons enfin au vu de nos resultats la predictabilite des seismes a cours et long terme.