Décroissance des répliques sismiques : le temps n’est pas le bon métronome !
En étudiant les micro-séismes en laboratoire générés dans des empilements granulaires cisaillés, des chercheurs et chercheuses ont montré que la physique des tremblements de terre est décrite de façon universelle si la déformation totale de la faille remplace le temps comme paramètre d’évolution du système.
Après un gros tremblement de terre, on observe toujours une augmentation régionale de l'activité sismique sous la forme de multiples répliques potentiellement destructrices, car elles arrivent dans des zones qui peuvent avoir été déjà durement impactées par le séisme principal, même si leurs magnitudes sont généralement plus faibles. On observe que ce taux de répliques décroît au cours du temps, mais l’origine de cette décroissance reste débattue de nos jours, plus de 130 ans après sa découverte par le sismologue japonais Fusakichi Omori (1868-1923). Des mécanismes dépendant du temps sont généralement invoqués pour expliquer leur existence : glissement post-sismique, augmentation d’origine visco-élastique des contraintes au niveau de la faille, diminution avec le temps de sa résistance au glissement, augmentation de la pression des liquides interstitiels dans le cœur de la faille, etc.
Récemment, des expériences de laboratoire menées par des physiciennes et physiciens sur des milieux granulaires cisaillés ont permis de reproduire l’ensemble de la phénoménologie caractérisant la statistique des tremblements de terre. En effet, une bande de cisaillement dans un milieu granulaire apparaît comme une réplique miniature d’une faille sismique, et le déplacement relatif entre les différentes parties du milieu granulaire est en fait le résultat du cumul d’événements plastiques locaux analogues à de très petits tremblements de terre ayant lieu le long de la bande. L’étude des propriétés statistiques de ces événements montre qu’ils obéissent aux lois empiriques observées en sismologie, que ce soit au niveau de la distribution de leur taille ou des fluctuations spatio-temporelles de leur fréquence. Une collaboration entre physiciens et géophysiciens a permis de franchir un pas quantitatif dans la comparaison entre ces systèmes.