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La statistique des séismes retrouvée dans une expérience modèle


​Grâce à l'étude de la propagation d'une fissure unique dans un matériau modèle, des chercheurs ont retrouvé les lois d'échelle issues de la sismologie et ont pu établir pour la première fois plusieurs relations entre elles. Ces relations s'avèrent aussi vérifiées dans le cas bien plus complexe de la multifracturation en compression. Ce résultat témoigne d'une progression significative dans la description de la complexité. Un beau succès d'étape !
Publié le 3 avril 2018
​Les séismes majeurs restent à ce jour imprévisibles et pourtant, des lois d'échelle ont pu être établies à partir de l'étude statistique de nombreuses observations de terrain. Les évènements précurseurs et les répliques au choc principal obéissent en effet à des lois simples qui indiquent les variations de certaines de leurs propriétés, telles que le nombre d'événements ou leur fréquence, en fonction du temps ou de l'énergie. Ces lois, dont l'origine reste cependant mal comprise, ont permis d'élaborer des modèles probabilistes décrivant aussi bien la sismicité de failles géologiques que l'endommagement d'une structure.

En sens inverse, l'analyse d'une fissure simple dans un matériau fragile peut-elle dire quelque chose d'un séisme ?

Des chercheurs de l'Iramis et du Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes de Lyon, associés au CNRS, ont étudié les signaux acoustiques émis lors de la lente propagation d'une fissure unique au sein d'un matériau hétérogène fragile, sollicité en tension. Ils montrent que ces signaux suivent des lois d'échelles similaires à celles des séismes. De plus, sur ce système simple et parfaitement défini, ils ont pu mettre en évidence des relations fondamentales entre ces lois.

Ils montrent ensuite que ces relations sont aussi vérifiées pour des problèmes bien plus complexes d'endommagement de matériaux par « multi-fissuration » en compression. En revanche, elles ne le sont pas dans le cas de données extraites des catalogues sismiques de Californie. 

Les scientifiques vont désormais analyser d'autres données sismiques et tester si certaines d'entre elles vérifient les relations prédites. Ils espèrent identifier précisément les éléments qui, sur ces aspects, rendent la statistique des séismes encore plus complexe. 

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