Rupture et instabilités : sismicité et mouvements de terrain

On s'interesse a la rupture associee a deux classes de phenomenes naturels, les seismes et les instabilites gravitaires. Pour les seismes, on etudie un modele stochastique de sismicite, base sur les deux lois les mieux etablies pour la sismicite, la decroissance en loi de puissance du taux de sismicite apres un seisme, et la distribution en loi de puissance des energies des seismes. Dans ce modele, on suppose que chaque seisme declenche d'autres seismes, dont le nombre augmente avec l'energie du choc principal. Le taux de sismicite global resulte de la cascade de declenchements de seismes directs et indirects. On analyse l'organisation spatiale et temporelle de la sismicite dans les differents regimes sous- et sur-critiques du modele. Ce modele permet de reproduire un grand nombre de proprietes de l'activite sismique, telles que la variabilite de la decroissance des sequences d'aftershocks, l'augmentation de l'activite sismique avant un seisme, la diffusion des aftershocks, la migration des foreshocks et la modification de la distribution des magnitudes avant un seisme. On obtient avec ce modele une bonne predictabilite d'une fraction des seismes qui sont declenches a court terme apres un grand seisme. Nos resultats demontrent le role essentiel des cascades de declenchement de seismes a toutes les echelles dans l'organisation de l'activite sismique. Concernant l'etude des instabilites gravitaires, une etude statistique de plusieurs catalogues d'eboulements rocheux montre que la distribution des volumes de roches suit une loi de puissance. On propose que cette distribution en loi de puissance resulte soit de l'heterogeneite initiale de la matrice rocheuse, soit de la dynamique d'un systeme critique auto-organise. Certains glissements de terrains sont precedes par une acceleration de la vitesse de glissement avant la rupture finale. On peut reproduire l'evolution temporelle du glissement a l'aide d'un modele de bloc rigide avec une loi de friction dependante de la vitesse de glissement et de l'etat de contact entre le bloc et sa surface de glissement. L'analyse de deux glissements de terrains avec ce modele permet de distinguer une acceleration du glissement dans le regime stable, d'une acceleration instable qui evolue vers une rupture catastrophique.