Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2006. / Bibliogr.: f. 113-124. Publié aussi en version électronique.

Les phénomènes de ruptures dynamiques, incluant les tremblements de terre, peuventêtre observés de l’échelle atomique jusqu’à l’échelle des failles crustales sismogéniques.Les ruptures dynamiques sont généralement induites par une diminution de la résistancedes failles quand le glissement et la vitesse de glissement augmentent. Au coursde ce travail de thèse, nous avons utilisé des méthodes expérimentales novatrices permettantde reproduire des micro-tremblements de terre en laboratoire (Stick-Slip) dans desconditions de pression proche de la réalité. Les expériences utilisées nous ont permisd’explorer différents stades du cycle sismique, depuis l’activité précurseur des microséismes,la propagation de la rupture, jusqu’à l’endommagement cosismique au niveaude la zone de glissement. Les résultats expérimentaux ont été comparés avec des observationssismologiques et la théorie de la mécanique de la fracture élastique linéaire. Laplupart des résultats présentés ici suggèrent que le paramètre controllant la complexitédes mécanismes de rupture est l’état de contrainte initial. Pour résumer, une augmentationde la contrainte initiale induit (i) l’apparition de précurseurs pendant la phase denucléation, (ii) la transition entre des ruptures de type sub-Rayleigh et supershear, (iii)l’activation de mécanismes d’affaiblissement pendant les séismes, (iv) une augmentationde l’endommagement pendant le glissement sismique. / Dynamic rupture phenomena, including earthquakes, can be observed from the atomicscale up to the scale of seismogenic crustal faults. Dynamic ruptures are generatedbecause fault strength drops with increasing slip and slip-rate. During this PhD,we used experimental methods allowing reproduction of earthquakes at the scale of thelaboratory under crustal stress conditions. Experiments used allowed the study of differentstages of the seismic cycle, from the nucleation to the propagation of the seismicrupture, and to study the energy budget of laboratory earthquakes. Experimental resultswere compared to natural observations and to current theory. Most of the results presentedin this manuscript tend to show that the main parameter controlling the complexityof rupture processes is the stress acting on the fault plane. To summarize, increasingnormal stress leads to (i) the occurence of foreshocks during the onset of instability, (ii)the transition between sub-Rayleigh and supershear ruptures, (iii) the activation of weakeningmechanisms during faulting, (iv) the increase of damage along the fault duringearthquakes.

Des effondrements récents des tunnels au cours de creusement lors de séismes ont mis en évidence la vulnérabilité de ce type d'ouvrage, en particulier ceux implantés dans les sols meubles (Tunnel de Bolu, Turquie, 1999). L’étude de la réponse sismique d’un tunnel au cours de la construction est complexe, car elle exige de prendre en compte la non linéarité du sol, l’interaction sol-structure, mais aussi l’évolution de la géométrie et l’aspect tridimensionnel lié à la présence du front de taille. Ce travail a pour but d’évaluer l’influence de creusement sur la réponse sismique globale d’un tunnel en prenant compte la présence du front de taille. L’étude est effectuée à l’aide d’une modélisation numérique tridimensionnelle par différences finis de l’interaction tunnel-séisme-front de taille. Le modèle proposé intègre une procédure du creusement du tunnel développée par Mroueh (1998). En effet, le mode de creusement perturbe sensiblement l’état des contraintes géostatiques, ce qui peut affecter la réponse de l’ouvrage sous sollicitation sismique. Le modèle tridimensionnel permet également d’étudier la réponse sismique de l’ouvrage pour des sollicitations sismique transversales (à l’axe du tunnel) et longitudinales. Dans un second temps, on étudie l’influence du renforcement du front de taille par boulonnage sur la le comportement global de l’ouvrages. Une étude paramétrique portant sur plusieurs paramètres concernant le boulonnage, la profondeur du tunnel et l’état de confinement mécanique du front ont été examinés. / Recent collapses of tunnels under construction during earthquakes have highlighted the vulnerability of this type of structures, especially those located in soft soils (Tunnel Bolu, Turkey, 1999). The study of the seismic response of a tunnel under construction is complex because it requires taking into account the nonlinearity of soil, soil-structure interaction, as well as the evolution of the geometry and three-dimensional aspect due to the presence of the tunnel face.The present work aims to evaluate the influence of excavation on the overall seismic response of a tunnel taking in consideration the presence of the tunnel face. The study is conducted using a three-dimensional numerical modeling by finite differences of the earthquake-tunnel under construction interaction. The proposed model includes an excavation procedure developed by Mroueh (1998), since the method of excavation disturbs significantly the state of geostatistical constraints, and this can affect the response of the structure under seismic loading. The present three-dimensional model allows as well to study the seismic response of the structure subjected to seismic solicitations transverses (to the tunnel axis) and longitudinals. In a second step, we study the influence of the tunnel face reinforcement by bolting on the overall behavior of the structures. A parametric study concerning bolting, the depth of the tunnel and the state of mechanical confinement of the tunnel face were performed.

Thèse de doctorat : Génie civil, Hydrosystèmes, géotechnique : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse--Sc. phys.--Paris IV, 1982. / 1983 d'après la déclaration de dépôt légal. Bibliogr. p. 109-114.

Thèse--Géophysique--Montpellier II, 1990. / Résumé en français et en anglais. Notes bibliogr.

Th. Univ.--Paris 6, 1990. / Bibliogr. p. 173-181.

Th. doct.--Géophys.--Grenoble 1, 1991. / 1992 d'après la déclaration de dépôt légal. Bibliogr. p. 251-255. Résumé en français et en anglais.

Th. doct.--Géophys. interne--Paris 7, 1996. / 1996 d'après la déclaration de dépôt légal. Bibliogr. p. 399-413. Index. Résumé en français et en anglais.

Cette thèse présente une nouvelle approche pour la détection de failles sismiques. Notre but est d'améliorer la qualité de détection en calculant les attributs classiques sur un support basé sur les connaissances a priori des objets. Plusieurs supports sont considérés : le filtrage linéaire utilisant des segments de longueur fixe et de direction variable, ainsi qu’un algorithme stochastique : les processus objet. Pour simuler ces processus, on propose deux modèles : soit utilisant une chaîne de segments, soit utilisant une courbe pour décrire une faille. Une des intérêts de cette méthode est qu’elle offre la possibilité d’utiliser un support commun pour les différents détecteurs de failles. On peut donc envisager un système pour fusionner les différents attributs utilisant les processus objet. / This thesis presents a new approach for seismic fault detection. Its goal is to increase the detection accuracy by computing some classical attributes on a support founded on an a priori knowledge about the faults. Several forms of support are proposed: a linear filtering method using fixed length segments of variable direction, respectively using a stochastic algorithm: the marked point processes. To simulate this process we propose two object models, using a network of connected linear segments and a more complex curved support which aims to describe each fault using one object. One interest of this approach is the possibility of using a common support for different fault detection operators. Then a whole detection framework can be proposed which acts like a decision fusion process.