Nous présentons une analyse des variations du taux de sismicité liées aux doublets de forts séismes. Cette étude se concentre sur la zone des répliques du 1er séisme, et cherche à estimer l'impact du 2nd choc principal sur cette activité. Nous nous sommes penchés sur deux cas de doublets de séismes : la séquence turque des séismes d'Izmit et de Düzce en 1999, et le doublet sud-islandais de juin 2000. Ces deux exemples nous apprennent que la réactivation de sismicité induite par le 2nd séisme d'un doublet n'est pas forcément corrélée avec les régions d'augmentation de la contrainte statique, et qu'elle s'établit avec prédilection sur les sites d'une activité géothermale. Sa décroissance temporelle n'est pas systématiquement conforme à la loi d'Omori, puisque des apaisements de ce taux peuvent apparaître avec un délai de quelques jours à quelques mois. Nous avons également investigué les propriétés des doublets de séismes à l'échelle globale, et nous montrons que ceux-ci peuvent être simplement décrits par les lois habituelles gouvernant la sismicité, la loi d'Omori-Utsu et la loi de Gutenberg-Richter. Enfin, contrairement aux résultats obtenus à partir de catalogues régionaux, il semblerait que la production moyenne de répliques consécutive aux 2nds séismes des doublets soit équivalente à la superposition des productions de deux séismes isolés de magnitudes similaires. Cette dernière remarque mérite toutefois d'être étayée par une analyse plus fine des catalogues régionaux, au vu du manque de résolution d'un tel catalogue global pour les séismes de petite magnitude.

Le but de ce travail est de préciser la déformation en mer à l'est de Taïwan et de notamment caractériser les failles actives majeures en particulier au niveau de l'avant-arc des Ryukyus. Le problème majeur associé à l'étude de cette région est que les séismes sont localisés en dehors des réseaux permanents et que cela conduit à des localisations peu précises limitant les analyses statistiques, tectoniques et donc l'estimation correcte de l'aléa sismique. Ce travail est inclus dans le projet ANR ACTS (Active Tectonics and Seismic Hazard in Taiwan).Pour atteindre cet objectif, nous travaillons à trois échelles de temps différentes pour lesquelles une méthode de localisation différente a été proposée pour obtenir une image précise de la déformation sismique et mettre en évidence les failles majeures en mer à l'est de Taïwan.D'abord, à l'échelle du siècle (à partir de l'analyse d'un catalogue de sismicité homogène en magnitude), les séismes historiques instrumentaux (1897-2007) montrent que la marge des Ryukyus a été affectée par 6 séismes de magnitude supérieure à 7 dont 4 pour lesquels la faille responsable n'est pas connue. Nous proposons une méthode de localisation relative qui permet de relocaliser les évènements historiques à partir des différences de temps d'arrivées P et S (T(S)-T(P)) à chaque station. La localisation est obtenue en recherchant les séismes analogues dans le catalogue instrumental récent (1991-2008) pour lesquels T(S)-T(P) à chaque station est proche. Cette méthode a été appliquée au plus gros séisme (en terme de magnitude) jamais enregistré à Taïwan, le séisme du 5 juin 1920 (M7.7 ± 0.2). Ce séisme a certainement rompu l'interplaque sismogène de la subduction des Ryukyus avec une possible nucléation à la base d'une faille hors-séquence.Ensuite, à l'échelle de la dizaine d'années, l'amélioration de la méthode de localisation absolue du MAXimum d'Intersection EDT (MAXI, EDT: Equal Differential Time) permet de mieux extraire les temps d'arrivées erronés et empêche les "trade-off" entre profondeur et temps d'origine et, entre profondeur et position épicentrale lorsque la couverture azimutale est faible (gap azimutal > 180°). Des tests synthétiques montrent l'efficacité de MAXI (en utilisant les ondes P uniquement) à déterminer les paramètres x, y et z même lorsque le gap azimutal est important. Dans ce dernier cas, la qualité des résultats reste dépendant du modèle de vitesse à représenter la structure 3D de la Terre. Nous proposons une démarche associant l'utilisation d'un modèle de vitesse des ondes P 3D a priori avec la méthode MAXI pour localiser les séismes qui sont latéraux et éloignés du réseau. Une application au cas de Taïwan et en Équateur valide cette approche.Enfin, à l'échelle de quelques mois, la campagne de géophysique marine RATS (Ryukyu Arc: Tectonics and Seismology) a été menée en deux temps. Une expérience de sismologie passive de juillet à octobre 2008 (RATS1) a été menée au-dessus de l'avant-arc des Ryukyus puis une expérience de sismique active (réfraction et réflexion) a été menée en mai 2009 sur une ligne NNE-SSW à travers la marge des Ryukyus. Ces deux expériences combinées permettent d'améliorer notre connaissance de la structure crustale de la marge. Au niveau de l'avant-arc, le socle de l'avant-arc est caractérisé par une extrémité formant un butoir vertical et une base très déformée certainement associée à une importante déformation hors-séquence. En profondeur, la plaque plongeante est certainement affectée par une déchirure qui contrôle la sismicité dans cette région de transition entre la subduction et la collision. / The purpose of this work is to specify the deformation offshore East of Taiwan by characterizing major active faults in particular at the level of the Ryukyu forearc. The major problem associated with the study of this region is that earthquakes are located outside the permanent networks. Consequently, this led to some unprecise earthquake locations limiting tectonic and statistical analyses, and therefore the correct estimation of the seismic hazard. This work is included in the project ANR ACTS (Active Tectonics and Seismic Hazard in Taiwan).To achieve this goal, we worked on three different timescales for which a different localization method has been proposed to obtain a clear image of seismic deformation and highlight major faults offhore East of Taiwan.First, at the scale of the century (from the analysis of a seismicity catalogue with homogeneous magnitude), the instrumental historical earthquakes (1897-2007) show that the Ryukyu margin was affected by 6 earthquakes of magnitude greater than 7 with 4 of them for which the responsible fault is unknown. We propose a method of relative location to relocate the historic events from the time difference of P and S arrival times (t(S)-t(P)) at each station. The location is obtained by searching for similar earthquakes in the recent instrumental catalogue (1991-2008) for which t(S)-t(P) at each station is close. This method has been applied to the largest (in terms of magnitude) earthquake ever recorded in Taiwan, the earthquake of June 5, 1920 (M7.7 ± 0.2). Certainly, this earthquake broke the interplate of the Ryukyu subduction with a possible nucleation at the downdip limit of a splay-fault.Then, at the scale of the decade, the improvement of the method of absolute location based on MAXimum of Intersection of EDT (MAXI, EDT: Equal Differential Time) allows to better extract the erroneous arrival times and prevents the "trade-off" between depth and origin time, and between depth and epicentral position when the azimuthal coverage is low (gap Azimuthal > 180 °). Synthetic tests show the effectiveness of MAXI (using P-wave only) to determine the parameters x, y and z even when the azimuthal gap is important. In the latter case, the quality of the results is dependent on the velocity model to represent the 3D structure of the Earth. We propose an approach involving the use of a 3D a priori with the MAXI method P-wave velocity model to locate earthquakes which are lateral and remote to the seismic network. An application to the case of Taiwan and Ecuador validates this approach.Finally, at the level of a few months, the marine geophysical campaign RATS (Ryukyu Arc: Tectonics and Seismology) was conducted in two stages. A passive seismology experiment from July to October, 2008 (RATS1) has been conducted over the forearc of the Ryukyus and then active seismic experiment (refraction and reflection) was conducted in May 2009 in a NNE - SSW line through the Ryukyu margin. These two combined experiments allow improving our knowledge about the crustal structure of the margin. At the level of the forearc, the basement of the forearc is characterized by vertical backstop and a very deformed basis certainly associated with a significant out of sequence deformation. In depth, the downgoing plate is certainly affected by a tear that controls the seismicity in the region of transition between the subduction and collision.

Le département de la Vendée est classé en zone de risque sismique niveau 3, en raison d’une activité sismique continue et d’une sismicité historique de forte intensité avec l’évènement majeur du 25 janvier 1799 (M6) dans le Marais Breton. Ce séisme a provoqué des dégâts massifs localement à Bouin et dans la région nantaise, et a été largement ressenti dans l’Ouest de la France. La Vendée littorale est située sur la côte atlantique française au sud du cisaillement sud-armoricain. Elle est caractérisée par de nombreuses structures héritées d’origine varisque et d’orientation NW-SE, réactivées au Mésozoïque et au Cénozoïque délimitant des marais côtiers holocènes. L’enjeu de cette thèse est de caractériser la géométrie des éventuelles failles plio-quaternaires et potentiellement actives dans cette région, en s’intéressant particulièrement à la faille de Machecoul, bordière des bassins sédimentaires du Marais Breton et de la Baie de Bourgneuf et candidate potentielle pour le séisme Vendéen de 1799. Notre approche est pluridisciplinaire terre-mer, intégrant sismologie (réseau temporaire), géophysique marine (sismique réflexion Chirp et Sparker, bathymétrie haute résolution), morpho-tectonique, gravimétrie, étude de forages et sismicité historique. Notre étude a permis d’analyser et de caractériser (1) la structure et la géométrie en profondeur du système de failles normales de Machecoul, (2) la localisation des dépocentres plioquaternaires du Marais Breton et de la Baie de Bourgneuf en relation avec le système de failles de Machecoul, atteignant localement une vingtaine de mètres d’épaisseur, (3) la perturbation du réseau hydrographique et l’incision récente du relief du compartiment inférieur de la faille de Machecoul, probablement d’âge pliocène, ainsi que (4) l’activité microsismique de la faille de Machecoul. Nos données suggèrent que la sédimentation plioquaternaire des bassins en mer comme à terre au sud de la faille de Machecoul a pu être contrôlée par cette faille probablement héritée de l’Eocène. Ce travail confirme l’intérêt multi-disciplinaire de l’étude des failles en domaine de déformation faible et apporte un faisceau d’indices permettant de relier la faille de Machecoul à la rupture du séisme Vendéen de 1799 (M6), évènement historique de référence dans l’Ouest de la France de par son ampleur, et par là même de ses conséquences dans une zone littorale de plus en plus peuplée. / The Vendée department is classified as a level 3 seismic risk zone because of a moderate background seismic activity and a strong historical seismicity dominated by the 1799 January 25th (M6) major event in the MaraisBreton. This earthquake caused local massive damages in Bouin and around Nantes, and its perception area stretched widely in the West of France. Coastal Vendée is located on the French Atlantic coast, south of the SouthArmorican Shear Zone. This area is made of numerous NW-SE trending hercynian inherited structures, reactivated during Mesozoic and Cenozoic times and delimiting holocene coastal marschlands. The main goal of this thesis is to characterize the geometry of potential plio-quaternary active faults in the area by focusing on the Machecoul fault, bounding the Marais Breton and the Baie de Bourgneuf sedimentary basins and potential candidate for the 1799 earthquake. We used a multidisciplinary onshore-offshore approach, including seismology (temporary network), marine geophysics (Chirp and Sparker seismic reflexion, high resolution bathymetry), morphotectonic, gravity, onshore drilling database and historical seismicity.Our results allowed us to analyze and characterize (1) the Machecoul normal faults system structure and geometry in depth, (2) the plio-quaternary depocenters location in Marais Breton and Baie de Bourgneuf in relation with the Machecoul fault system, reaching locally around twenty meters thick, (3) the hydrographic network perturbation and recent incision of the Machecoul fault footwall, probably pliocene aged relief, (4) the microseismic activity of the Machecoul fault. Our data suggest that the plioquaternary sedimentation of the marine and terrestrial basins located in the south of the fault could be controlled by this inherited fault, probably dated from Eocene age.This work confirms the importance of multi-disciplinary approach in the study of faults in low deformation context and provides a body of evidence allowing to connect the Machecoul fault to the rupture of the 1799 Vendée earthquake (M6), historic and reference event in the western part of France given its scale and so its consequences in the more and more densely populated coastal area.

Nous proposons une méthode d'inversion non linéaire des amplitudes des ondes directes P, SV et SH basée sur l'algorithme du recuit simulé, afin de déterminer à partir d'un nombre limité de stations, le mécanisme au foyer de séismes induits en contexte de réservoir. Cette méthode permet de déterminer aussi bien les paramètres du plan de faille (azimut, pendage et angle de glissement) décrivant une source double-couple, que les six composantes du tenseur des moments décrivant une source plus générale. <br />L'inversion double-couple et l'inversion du tenseur des moments sont testées sur quatre séismes induits dans le réservoir géothermique de Soultz-sous-Forêts. Les mécanismes obtenus sont en accord avec ceux déterminés par Charléty et al. 2007.<br />La méthode d'inversion est appliquée à la sismicité de la saline de Vauvert enregistrée par un réseau permanent de deux stations 3-composante. Dans un premier temps, la méthode est testée sur 15 séismes enregistrés durant le déploiement temporaire d'une antenne de quatre capteurs 3-composante. La comparaison entre l'inversion utilisant les deux stations permanentes et l'antenne temporaires et l'inversion utilisant seulement les deux stations permanentes montre des mécanismes au foyer double-couple identiques pour les séismes localisés entre les deux stations permanentes. Dans un deuxième temps, la méthode est appliquée à un essaim de sismicité. Les mécanismes au foyer obtenus pour 532 évènements, indiquent pour la majorité une rupture le long de fractures sub-verticales NE-SW, interprétée comme de probables ruptures sur les plans stratigraphiques des bancs d'insolubles intercalés dans la formation de sel.

Le Merapi est un volcan qui a une actvité quasi-continue, L'explosion est normalement accompagnée par une série de nuées ardentes,edites merapienncs. La chronologie d'activité volcanique varie d'une activité à l'autre, il est donc difficile de trouver le niveau d'activité sismique critique pour ce volcan, En principe, il y a 2 types d'activité: avec et sans séismes volcanotectoniques de types VTA et VTB. Les données de séismes de types VTA et VTB récoltées au courant de l'année 1991 qui ont servi à cette etude, ont fait l'objet d'un traitement de routine (dépouillement, localisation de l'hypocentre, ... ), Ce traitement nous a conduit à remarquer que les séismes de type VTA et ceux de VTB sont séparés par une zone asismique à environ 1.5 km de profondeur. Ce résultat et ceIui de l'analyse pétrographique (Berthommier et al., 1992) conduisent à l'hypothèse de l'existence d'une poche magmatique à cette profondeur. Parmi les séismes de type VTB, nous avons trouvé certains de forme similaire, que l'on appelle doublets ou multiplets. En analysant la variation du délai le long du sismogramme, en utilisant la méthode inter-spectrale de la fenêtre mobile, nous avons constaté que la vitesse sismique a augmenté d'environ 1, 7 % de janvier à septembre 1991. Cette valeur est de l'ordre de dix fois celle observée sur la région tectonique. L'augmentation de vitesse est générée par la croissance de la pression du magma avant l'éruption. La surveillance de la formation du dôme de 1994 a montré que, au bout d'un moment, le processus s'arrête. Nous supposons que ceci est dû à l'équilibre qui s'établit entre la pression du magma à l'extrémité du conduit et la pression lithostatique que génère le dôme, lui-même. Si cel équilibre quasi-stable est interrompu,l'explosion se produit comme celle du 22 novembre 1994.

Le long de l'orocline des Andes Centrales, sous l'avant-arc, la sismicité intracontinentale se connecte à la subduction en profondeur s'expliquant probablement par l'accumulation de contraintes générées dans la croûte par le glissement asismique de la zone de transition de l'interface de subduction en période inter-sismique. <br />Le long de l'orocline des Andes Centrales, sous la Précordillère et l'arc volcanique, la sismicité intracontinentale se distribue en essaims superficiels dont les plus grands séismes (Mw>5.0) ont lieu en général quelques mois après de grands séismes de subduction de magnitude Mw>7.5, déclenchés par le changement de contraintes dû à la période cosismique et probablement post-sismique.<br />L'analyse d'images et les observations de terrains interprétées conjointement avec les données sismologiques montrent que la déformation de l'orocline est partitionnée dans la Précordillère et l'arc volcanique le long d'une grande zone de cisaillement parallèle à la marge dont la cinématique varie de sénestre au Sud Pérou à dextre au Nord Chili. Le partitionnement observé est attribué à l'obliquité de la convergence et à l'architecture de l'avant-arc et de l'arc volcanique alors que les variations de la déformation le long de l'orocline sont principalement attribuées à la forme de la marge. <br />L'analyse sismologique, morphologique, et structurale de la déformation indique que le tenseur de contraintes le long de l'arc volcanique est caractérisé par un σ2 vertical et que σ1 et σ3 montrent une rotation anti-horaire depuis le Sud du Coude vers le Nord. En effet, σ1 s'oriente NE-SW au Nord du Chili, NW-SE à l'extrême Sud du Pérou et E-W au sud Pérou.

Sur les volcans on enregistre fréquemment des accélérations du nombre cumulé de séismes et parfois du déplacement de la surface dans les heures, les jours ou les semaines précédant les éruptions. Expliquer une accélération du déplacement de surface par l'utilisation de modèles élastiques linéaires pour les édifices implique d'introduire une accélération de la pressurisation du réservoir et de la base du conduit magmatique avec des temps caractéristiques courts, ce qui est peu réaliste. Une autre voie de recherche consiste à considérer qu'une éruption est due à la rupture du réservoir magmatique, et que cette rupture n'est pas instantanée - elle peut être précédée par une phase d'endommagement progressif de l'édifice, pendant laquelle de petites ruptures ont lieu dans l'édifice. Ces ruptures provoquent l'affaiblissement des modules élastiques de l'édifice. Nous avons examiné l'effet que peut avoir l'affaiblissement des modules élastiques sur le déplacement de surface, ainsi que sur la pression dans le réservoir et le débit de magma entrant. Pour cela nous avons d'abord recherché une loi d'endommagement qui permette d'ajuster les déplacements de surface enregistrés en utilisant le nombre cumulé de séismes. La loi trouvée est une loi puissance d'un paramètre d'endommagement incrémental, qui est le rapport entre la longueur de rupture incrémentale caractéristique et la longueur à rompre pour obtenir une éruption. Cette loi fait intervenir, à l'exposant, le nombre cumulé de séismes.Ce modèle permet d'expliquer des vitesses et des accélérations du déplacement aussi bien faibles que fortes, selon la valeur prise par le paramètre d'endommagement, ainsi que la bifurcation entre un état stable de l'édifice, et un état instable qui mène à l'éruption. L'affaiblissement de l'édifice induit une diminution de la surpression et une accélération du déplacement de surface, la surpression diminuant plus lentement que les modules élastiques du fait de l'approvisionnement du réservoir en magma.Ce modèle peut expliquer une large gamme de comportements pré-éruptifs et éruptifs dans les volcans. Il permet d'ajuster simplement aussi bien les accélérations du déplacement de surface enregistré par les stations GPS sommitales du Piton de la Fournaise pour l'éruption du 30/03/2007, que les déplacements croissants de façon stationnaire du volcan Grimsvötn (Islande), entre 2005 et 2011. Il peut aussi être utilisé pour comprendre les comportements éruptifs plus complexes, comme dans le cas de l'éruption de 2010 du Mérapi (Indonésie). La valeur de la constante de temps du système d'approvisionnement contrôle le décalage temporel entre le maximum de l'endommagement (fin de la crise sismique volcano-tectonique) et le maximum de la déformation ou du flux de magma et donc la dynamique du processus. Une analyse préliminaire montre que le rapport entre les constantes de temps d'affaiblissement de la résistance et de la pression est un facteur de contrôle de la dynamique du processus pré-éruptif et éruptif.L'endommagement d'un édifice volcanique ne peut continuer indéfiniment, cela interdirait le stockage de magma dans l'édifice à long terme. L'édifice volcanique connait donc nécessairement des phases de consolidation. Une première approche d'étude de la consolidation reposant sur l'utilisation d'un critère basé sur les variations relatives de volume a été investiguée. Les résultats montrent cependant qu'une telle approche n'est pas suffisante pour expliquer la nécessaire augmentation des modules élastiques, et que les processus de consolidation chimique sans variation de volume doivent avoir une importance fondamentale dans l'existence de cycles éruptifs. Pour étudier ces processus, il faut disposer d'une observable géophysique indépendante du déplacement de surface - nous proposons d'utiliser l'anisotropie de propagation des ondes de cisaillement dans l'édifice volcanique. Ces variations de résistance de l'édifice peuvent contrôler la pression en profondeur. / On volcanoes accelerations of the cumulated number of earthquakes and sometimes of the surface displacement occur in the hours, days and weeks preceding the eruptions. Explaining an acceleration of surface displacement using an elastic model for the volcanic edifice implies an acceleration of the pressure increase in the magma reservoir and in the mantle, at the base of the magma conduit, at short timescales, that is not realistic. Another direction for research consists in considering that an eruption is due to the rupture of the magma reservoir, and that this rupture is not instantaneous - it can be preceded by progressive damage of the edifice, during which low-magnitude earthquakes occur. These ruptures provoke the progressive weakening of the edifice elastic moduli. In this work we have inverstigated the effect of this weakening on the surface displacements, on the reservoir pressure and on the magma flow. We have first searched for a damage law allowing fitting the measured surface displacements by using the cumulated number of recorded earthquakes. The law allowing this fit is a power-law of the incremental damage parameter, with the cumulated number of earthquakes at the exponent. This incremental damage parameter is the ratio between the characteristic incremental rupture length and the length to be ruptured for the eruption.This model allows us to explain weak and strong rates and accelerations of the surface displacement, with the value of the damage parameter. Bifurcation that occurs between a stable state of the edifice and an instable state leading to an eruption is also explained. The weakening of the edifice induces simultaneously a diminution of the reservoir overpressure and an acceleration of the surface displacement, overpressure decreasing more slowly than the elastic moduli, due to the magma feeding of the reservoir.This type of model can explain a wide range of pre-eruptive and eruptive behaviours on volcanoes. It allows the fitting of surface displacement accelerations recorded at the GPS summit stations of Piton de la Fournaise volcano for the March 30th, 2007 eruption, and explains the steady increase of the surface displacement recorded at the summit of Grimsvötn volcano (Iceland), between 2005 and 2011. It may be used for understanding the complex eruptive behaviours, comprising multiple episodes, as in the case of the October-November 2010 eruption of the Merapi volcano (Indonesia). The value of the characteristic time of the feeding system controls the time delay between the maximum of damage (end of the volcano-tectonic seismic crisis) and the maximum of the surface displacement or magma flow. A preliminary analysis shows that the ratio between the weakening characteristic times of the edifice strength and reservoir pressure participate to the control of the pre-eruptive and eruptive process dynamics.Damage of the volcanic edifice can not continue indefinitely, otherwise long-term magma storage would be impossible in the volcanic edifice. The volcanic edifice therefore necessarily experiments periods of strenghtening. A first approach for studying this strengthening relying on a criterion based on the volume relative variation of the edifice has been investigated. Results show that this approach is not sufficient to explain the necessary increase of the elastic moduli. Chemical strenghtening processes without volume changes should have a fundamental role in the existence of eruptive cycles. For improving our knowledge of these processes, we need a further geophysical observable, independent on the surface displacements - we propose to use shear-wave anisotropy in the volcanic edifice.We finally show that the surface dynamics imposed by strength changes of the edifice can influence the dynamics of the deep processes, and consider the possibility of a retroaction of the edifice strength changes on the deep source processes.

La multiplication du nombre de réseaux sismiques fait exploser le nombre de données sismologiques. Manuellement, leur traitement est long et fastidieux, d'où la nécessité d'automatiser la détection, la classification et la localisation des événements pour aider les observatoires qui surveillent continuellement la sismicité, mais aussi, dans un intérêt plus scientifique, rechercher et caractériser les phénomènes. La thèse se décompose en 2 axes majeurs : (1) la détection / localisation des séismes, avec le logiciel Waveloc. On a amélioré les outils pré-existants, ajouté de nouvelles fonctionnalités pour une analyse plus détaillée de la sismicité et validé le code avec les données du Piton de la Fournaise ; (2) la classification des séismes. Après calcul des attributs décrivant au mieux les signaux, on a démontré l'efficacité de 2 méthodes d'apprentissage supervisé (régression logistique et SVM) pour le Piton de la Fournaise et soulevé les difficultés pour un cas plus complexe (le Kawah Ijen). / For some time now the quantity of available seismological data has kept increasing. Manually, their processing is long and tedious. Then, the automation of the detection, location and classification of seismic events has become necessary and aims to help the local observatories and to search and characterize some rarer or not well-known phenomena. The work is divided into 2 main directions : (1) the detection and location of seismic events with the Waveloc software (we improved the pre-existing tools, added some new functions for a more detailed analysis of the seimicity and applied the code to data from the Piton de la Fournaise volcano) ; (2) their classification (after computing the seismic attributes, we proved the efficiency and reliability of 2 supervised learning methods - logistic regression and SVM - for the Piton de la Fournaise volcano, underlined the difficulties for a more complex case - the Kawah Ijen volcano - and tried to apply new strategies).

Cette thèse d’histoire vise in fine l’amélioration des méthodologies de détermination de l’aléa qui reposent sur les données macrosismiques dans le cas des séismes historiques. A cette fin, l’effort de recherche fondamentale, de même que l’analyse de la vulnérabilité des sociétés du passé face aux aléas naturels passent par la création et l’utilisation d’outils méthodologiques applicables aux séismes historiques (critique historique, lexique, cartographie). La thèse se compose de deux parties à la fois distinctes et indissociables : d’une part la vulnérabilité des populations anciennes aux tremblements de terre, d’autre part celle du bâti ancien. Mêler la mise en contexte des documents disponibles à une recherche archivistique robuste et fine permet d’intégrer le comportement des communautés touchées.Les bornes chronologiques choisies correspondent au développement de la presse et la naissance de la science moderne d’une part, l’entrée dans l’ère de la Révolution industrielle d’autre part. Ce choix est également motivé par la disponibilité restreinte et l’analyse plus complexe des documents pour la période qui précède le XVII e siècle et la naissance de la sismologie pour la seconde partie du XIX e siècle.Trois cas d’études (Bagnères-de-Bigorre, 1660 ; Manosque, 1708 ; Entre-Deux-Mers, 1759) permettent d’explorer bon nombres de pistes de recherches menant à une appréhension, analyse et interprétation desdocuments historiques par l’utilisation d’outils créés spécialement dans ce but. / This thesis of history is ultimately the improvement of the methodologies of hazard based on macroseismic data in the case ofhistorical earthquakes. To this end, the effort of basic research, as well as the analysis of the vulnerability of societies of the past to natural hazards involves the creation and the use of methodological tools applicable to historical earthquakes (historical criticism, lexicon, and mapping). The thesis consists into two parts at once distinct and indivisible: firstly the old vulnerability to earthquakes, secondly the vulnerability of ancient buildings.Mixing the context of the available documents with a robust and thin archival research allows integrating the behavior of affected ommunities.Selected time-series terminals correspond to the development of the press and the birth of modern science a hand, entering the era of the Industrial Revolution on the other. This choice is also motivated by the limited availability and more complex analysis of the documents for the period preceding the 17th century and the birth of Seismology for the second part of the 19th century.Three case studies (Bigorre, 1660; Manosque, 1708; Entre-Deux-Mers, 1759) allow exploring many leads of research leading to a better apprehension, analysis and interpretation of historical documents by theuse of tools specifically created for this purpose.

Mieux appréhender la relation entre fluides, sismicité et déformation asismique est crucial en terme de risques et de ressources. Dans les zones d'injections de fluide une augmentation du taux de sismicité est observée, certains événements dépassant Mw=5. Quel est alors le rôle des fluides dans le déclenchement et le contrôle de la sismicité ? Une série d'injections de fluide à haute-pression a été réalisée dans les séries carbonatées du LSBB (Rustrel), dans la zone endommagée d'une faille inactive à 280 m de profondeur. Ces expériences in-situ ont permis l'étude des réponses sismiques et hydromécaniques (enregistrées par un large réseau de capteurs) de différentes structures géologiques à une stimulation hydraulique. Seuls certains tests ont été impactés par des séismes bien qu'une rupture ait été mesurée au point d'injection par un extensomètre. 215 séismes ont été détectés et se caractérisent par un contenu haute-fréquence (0.6 à 3 kHz) et de faible magnitude (-4.1 à -3.1). Leur localisation absolue et relative (précision de 1.5 m) a mis en évidence un manque de séismes à proximité du puits d'injection. En comparant le moment sismique cumulé et un moment équivalent de déformation, plus de 96 % de la déformation est asismique. Deux comportements sismiques distincts ont montré qu'au moins une partie de la sismicité était contrôlée par un transfert de contraintes. L'interprétation jointe des données géologiques, mécaniques, hydrogéologiques et sismiques a permis de reconstruire le mouvement des blocs de roches au point d'injection. Ainsi, la stimulation hydraulique de faille génèrerait un mouvement asismique, qui par transfert de contrainte, déclencherait la sismicité. / Better understanding how fluids pressure produce seismic or aseismic motion along faults is an important goal for seismic hazard assessment and for geological reservoir monitoring. Seismicity rate increase in fluid injection areas where some events may reach magnitude greater than 5. How fluids may induce and control seismicity? High-pressure fluid injections were performed in limestones, in the damaged zone of an inactive fault at 280m depth. These in-situ experiments allow to study the seismological and hydromechanical responses (recorded by 31 sensors) of different fracture types to a fluid perturbation. Only a few tests have generated seismicity even if ruptures are observed with a displacement sensor at the injection point. 215 earthquakes were detected and are characterized by high frequency content (0.6 to 3 KHz) and weak magnitude (-4.1 to -3.1). The relative and absolute locations (1.5m accuracy) indicate a lack of events in the vicinity of injection borehole. Comparing cumulated seismic moment with an equivalent deformation moment, more than 96% of the deformation is aseismic. Two distinct seismic behavior show that at least one part of the seismicity might be controlled by a stress transfer in the medium. Moreover, the joined interpretation geological, mechanical, hydrogeological and seismic data allow to build bloc motions at the injection point. Finally, our experiments showed that fluid injection mainly drives aseismic motion and the seismicity might be only an indirect effect related to stress transferred from the volume deformed by fluid pressurization.