Le principal avantage des réseaux d'AuH, pour la surveillance sismique des dorsales océaniques, est leur faible seuil de détection. Cependant, les variations de seuil de détection entre les réseaux d'AuH déployés au voisinage de Açores, peut influencer le nombre de séismes enregistrés. Ces variations doivent donc être analysées avant interprétation de la sismicité. L'amplitude acoustique à la source (SL) d'un séisme dépend surtout de l'efficacité de la conversion séismoacoustique mais aussi, dans une moindre mesure, des effets de propagation. Un autre avantage, la possibilité d'estimer l'erreur de localisation pour différentes géométries des réseaux et de topographie du fond, est présenté pour touts les réseaux d'AuH déployés sur la Dorsale Médio Atlantique (MAR). L'analyse de la séismicité de la MAR montre que la sismicité enregistrée par les AuH ressemble à celle enregistrée par les réseaux à terre au cours des 40 années passées. La distribution spatiale de cette sismicité est liée aux variations du régime thermique de la croute le long de la dorsale. Des essaims de séismes, enregistrés par les AuH, sont liées à des télé-séismes et les sections où ils se produisent sont les plus actives. A l'échelle du segment. les essaims se groupent en extrémité et au voisinage de maxima de la MBA. L'analyse des distributions des SL et du taux de diminution du nombre des répliques indiquent que les failles de détachement produisent des essaims avec des diminutions plus rapides du nombre des répliques, que les failles normales. Cette observation serait associée à des contraintes plus faibles sur les failles de détachement et impliquerait un niveau de serpentinisation plus important.

Les rifts continentaux résultent de l'action de contraintes extensives dont la magnitude est suffisante pour déformer un continent (forces aux limites des plaques, mouvements asthénosphériques). Cette déformation, contrôlée notamment par la rhéologie ou encore l'héritage structural lithosphérique, se réalise par des processus magmatiques (“dyking”) et tectoniques (rupture sur faille et étirement ductile) dont l'importance relative est mal connue et variable d'un segment de rift à l'autre. Afin de mieux comprendre comment ces différents facteurs et processus interagissent, la Divergence Nord-Tanzanienne (DNT) apparaît comme une cible privilégiée du Rift Est-Africain : elle représente un stade précoce du rift et montre une transition abrupte dans le style morphotectonique et l'expression du volcanisme. Cette étude a consisté à déployer un réseau sismologique local dans la DNT et à exploiter les données issues de l'enregistrement continu de l'activité sismique pendant 6 mois (campagne SEISMO-TANZ 2007). Les signaux des séismes proches et lointains sont utilisés comme indicateurs de la sismogénèse, de la résistance crustale, des champs de déformation et de contraintes, et renseignent aussi sur la structure et la fabrique (anisotropie) lithosphérique. La sismicité est essentiellement localisée dans la branche centrale de la DNT, au sud des lacs Natron (sud du volcan Gelaï) et Manyara. La crise sismique observée à Gelaï illustre la co-existence de processus magmatiques et tectoniques, avec la mise en place d'un dyke et le comportement à la fois asismique (glissement lent) et sismique (séisme de magnitude Mw 5.9) de failles normales. Les structures géologiques mises en jeu dans cette crise sont orientées NE-SW, obliques à l'axe ~N-S du rift dans la zone. Cette direction est parallèle à la fabrique tectonique antérieure qui est ré-empruntée par le rift Cénozoïque (faille Eyasi). A Manyara, les séismes sont remarquablement profonds (~20-35 km) et révèlent un décrochement sénestre sur un plan NE-SW. Ils illustrent le développement du rift vers le sud/sud-ouest sur la branche centrale Natron-Manyara-Balangida, au contact du craton tanzanien en profondeur. La contrainte principale minimum calculée dans la zone est orientée WNW-ESE et le régime tectonique local associé est transtensif. Il est fort probable que des fluides soient associés au déclenchement de cette séquence sismique profonde et de longue durée. L'influence de l'héritage structural dans l'expression des processus magmatique et tectonique accommodant la déformation s'observe aussi à l'échelle lithosphérique, par le biais de l'anisotropie sismique. Nos résultats soulignent 3 points majeurs: (1) les structures lithosphériques héritées (contrastes rhéologiques, fabriques crustale et mantellique) exercent un contrôle majeur sur la localisation et l'expression précoce du rifting continental; (2) la distribution des séismes en profondeur apparaît être un bon révélateur des propriétés rhéologiques de la croûte (transition fragile-ductile); et (3) dès le stade du rift immature (où la croûte est peu étirée), les processus magmatiques semblent jouer un rôle prépondérant dans l'accommodation de la déformation, en étroite interaction avec les processus tectoniques.

Le travail présenté est consacré à l'étude sismologique du séisme du 27 septembre 2003 qui a eu lieu en Altay (Mongolie, Russie) et à l'interprétation des résultats dans le cadre d'une étude tectonique de la chaîne de l'Altay.<br />Dans le premier chapitre nous avons collecté les informations morphologiques, géologiques et tectoniques dans la littérature existante. Nous en avons déduit un schéma simple de déformation de la chaîne avec 4 failles NW-SE majeures. Nous avons complété ces informations avec une interprétation d'images satellites sur lesquelles sont mesurés des déplacements horizontaux. Les décalages semblent de même amplitude sur le même faille, mais variables d'une faille à l'autre. Nous proposons un partionnement du mouvement à l'intérieur du bloc Altay et discutons de la compatibilité avec une rotation anti-horaire du bloc.<br />Dans le second chapitre nous analysons le catalogue de sismicité de Mongolie produit par le RCAG. Nous montrons qu'une grande partie des événements peuvent être considérés comme des répliques des grands séismes qui ont eu lieu au siècle dernier. Nous analysons la distribution de la b-value dans différentes régions en relation avec l'occurrence de grands séismes. L'accent est mis sur la région de l'Altay.<br />Dans le 3ième chapitre nous introduisons le contexte géologique du séisme de Chuya (Ms = 7.3) et les observations de qui ont pu être faites en surface du déplacement horizontal produit par le séisme. Les mesures sur les traces de surface sont comparées à des mesures plus globales obtenues sur l'auto-corrélation d'image SPOT. La géométrie très semblable contraint très bien la position du séisme.<br />Dans le 4ième chapitre est analysée la position des séismes majeurs de la séquence sismique à partir de données sismologiques de réseaux permanents. Une meilleure image de la distribution des répliques est produite par l'interprétation des données d'un réseau temporaire déployé sur le zone épicentrale. Cet essaim de séisme montre une activité sur 90 km de long dans la direction NW-SE le long du bord sud des dépressions de Chuya et Kurai et jusqu'à des profondeurs de 20 km.<br />Dans le 5ième chapitre est présenté un modèle de rupture des 3 événements majeurs de la séquence obtenu par inversion des ondes de volume P et SH. Ces 3 séismes présentent une rupture complexe avec plusieurs sous événements de mécanisme différent et des vitesses de rupture assez variables. Les valeurs de durée de source et de vitesse de rupture sont en bon accord avec les observations de surface.<br />L'ensemble de ces résultats permet de proposer un schéma global de la séquence cohérent en accord avec la morphologie et la tectonique dans cette partie de la chaîne.

La vitesse de convergence intersismique de l'Himalaya - paramètre essentiel dans l'étude du cycle sismique - est débattue depuis plusieurs années. Pour contraindre cette dernière, nous avons combiné avec succès des données géodésiques de campagne, de stations cGPS et de stations DORIS, pour déterminer le mouvement de la plaque indienne ainsi que la déformation crustale actuelle au travers de l'Himalaya du Népal. Il ressort que le mouvement de l'Inde par rapport à l'Eurasie, que nous estimons à 35mm.an-1, est significativement moins rapide que celui déduit des modèles géologiques globaux de tectonique des plaques. Le modèle de déformation crustale au travers de l'Himalya oriental et central indique que le MHT est bloqué sur une distance d'environ 115 km, de la surface jusqu`à une profondeur d'environ 20 km sous le front de la haute chaîne. Le raccourcissement horizontal, induit par un fluage ductile le long de la partie la plus profonde du MHT, correspond<br /> à 19 ± 2.5 mm.an-1 dans le Centre-Est Népal. Au travers du Népal occidental, le modèle de la déformation et le taux de raccourcissement évalué sont de 13.4 ± 5 mm.an-1, taux moins contraint, par manque de stations cGPS.<br /><br /> L'analyse des séries temporelles GPS a montré, outre le terme séculaire, des variations saisonnières importantes, notamment sur la composante horizontale perpendiculaire à la chaîne himalayenne. Nous avons pu mettre en évidence que ces variations saisonnières ne<br /> provenaient pas d'un artéfact de traitement, mais de la réponse flexurale de la croûte continentale à un chargement des aquifères situés dans la plaine du Gange. La réponse élastique de la lithosphère à cette charge saisonnière induit des variations de <br /> contrainte de Coulomb au niveau des l'essaim microsismique mi-crustal himalayen. Ces variations permettent d'expliquer au premier ordre les variations de taux de sismicité saisonnières<br /> mises en évidence à l'échelle du catalogue de sismicité népalais.<br /> <br /> L'étude microstructurale de quartzites nous a, par ailleurs, permis d'estimer les contraintes différentielles présentes autour de la transition fragile-ductile. A partir de la combinaison de données thermométriques, structurales, géodésiques et paléopiézométriques,<br /> une loi rhéologique expérimentale des quartzites du Moyen-Pays himalayen a pu être définie. La détermination de cette loi de fluage apporte une contrainte supplémentaire à la connaissance de la structure rhéologique de la lithosphère continentale himalayenne,<br /> un paramètre essentiel dans les modèles mécaniques du cycle sismique.

Le plateau d'Iran central est caractérisé par de très faibles taux de déformation GPS et apparaît asismique pendant les derniers millénaires. Néanmoins, il est découpé par plusieurs décrochements dextres de direction N-S qui s'étendent sur plusieurs centaines de kilomètres. Le taux de glissement et le comportement sismique de trois de ces failles décrochantes (d'ouest en est: Dehshir, Anar et Nayband) ont été analysés dans cette thèse. Les études paléosismologiques sur la faille de Dehshir, longue de 380 km, démontrent l'existence d'au moins trois gros (Mw ≈ 7) séismes pendant les derniers 22 ka, l'événement le plus récent s'étant produit juste avant 2 ka. Nos observations permettent aussi de calculer un taux de glissement pour cette faille compris entre 0.9 et 1.48 mm a-1 au cours des derniers 42 ka, ce taux est identique à celui déterminé antérieurement à 1.2 ± 0.3 mm a-1 et moyenné sur les derniers 270 ka. Cela suggère que le taux de glissement est resté constant au cours du Pléistocène supérieur et de l'Holocène. L'étude paléosismologique de la faille d'Anar, longue de 200 km, montre que trois gros séismes se sont produits à 4.4 ± 0.8, 6.8 ± 1, et 9.8 ± 2 ka. L'âge de l'événement le plus récent (compris entre 3.6 et 5.2 ka) suggère que la faille s'approche de la fin de son cycle sismique. Nos résultats confirment aussi que le taux de glissement minimum de la faille d'Anar est de 0.8 ± 0.1 mm a-1, indiquant que les failles majeures les plus occidentales de l'Iran central possèdent des taux de glissement proches de 1 mm a-1. Le taux de glissement sur la faille de Nayband, longue de 290 km, est déterminé à partir de décalages datés par des mesures de 36Cl ou d'OSL. Ces décalages, qui sont compris entre 9 ± 1 m et 195 ± 15 m avec des âges entre 6.8 ± 0.6 et 100 ka, fournissent un taux de glissement de 1.8 ± 0.7 mm a-1. Nos données paléosismologiques démontrent l'existence d'au moins quatre gros séismes pendant les derniers 17.4 ± 1.3 ka et de deux événements plus anciens (avant 23 ka et 70 ± 5 ka). Les pénultième et antépénultième séismes se sont produits entre 6.5 ± 0.4 ka et 6.7 ± 0.4 ka, tandis que l'événement le plus récent s'est produit il y a moins de 800 ans. Une telle succession irrégulière de séismes suggère un comportement sismique en "clustering". Bien que le séisme le plus récent sur les failles de Nayband et Dehshir se soit respectivement produit après 1200 AD et juste avant∼2 ka, ces séismes n'apparaissent pas dans les chroniques historiques. Ces résultats illustrent clairement l'incomplétude des catalogues de sismicité historique pour l'Iran central, limitant toute évaluation de l'aléa sismique sans données géologiques. L'Iran central n'est pas un bloc totalement rigide, sa déformation interne modérée est néanmoins responsable d'un aléa sismique significatif. Ainsi, des séisme forts et peu fréquents caractérisent les failles décrochantes dextres à faibles taux de glissement qui découpent l'Iran central et oriental. La sommation de ces taux de glissement du Plateau iranien jusqu'à la limite avec l'Afghanistan ne semble pas en accord avec les données GPS disponibles.

Cette thèse s'intéresse à la signature sismique du rôle des fluides dans les mécanismes de déformation des roches fracturées de la croûte supérieure, et plus précisément les failles et les glissements de terrain. S'il est admis que les fluides sont un facteur déclenchant de la rupture dans le cas d'épisodes de forçages climatiques importants ou de glissements très superficiels, leur rôle dans la déstabilisation des grands volumes associée à des forçages faibles est beaucoup moins bien compris. Ainsi, il apparaît nécessaire d'acquérir de nouvelles données synchrones des pressions/débits de fluides, de la déformation et de la sismicité sur le terrain dans des conditions de chargement hydraulique contrôlées pour progresser dans la compréhension des liens entre processus hydromécaniques et sismiques participant à la nucléation de la rupture des roches en partie associée à la réactivation de fractures existantes. Motivé par ce besoin de nouvelles observations, ce travail de thèse concerne l'interprétation de la sismicité produite lors d'expériences originales de stimulation hydraulique (0.3 à 3.5 MPa et 10 à 3000 secondes) de petites zones de faille ou de fractures de taille décamétrique, situées en zones non saturées profonde de versants rocheux. Ces expériences consistaient à produire des déformations menant à l'activation du glissement le long des fractures préexistantes. Le protocole expérimental combine des mesures de déformations/pressions distribuées dans les structures géologiques à des capteurs sismologiques proches (échelle métrique à décamétrique) des zones sources.

Les effets de site peuvent augmenter fortement la durée et l’amplitude des sollicitations sismiques imposées aux structures. Les effets de site 2D-3D induisent des amplifications sur une large bande de fréquence qui ne peuvent pas être simulées numériquement jusqu’à haute fréquence (>2-4 Hz) du fait de la limite de résolution des connaissances géologiques, géophysiques et/ou géotechniques du sous-sol. Les évaluations empiriques des effets de site sont donc indispensables pour pouvoir observer ce phénomène complexe de façon fiable jusqu’à haute fréquence. De telles évaluations nécessitent l'enregistrement de bonne qualité de nombreux séismes ce qui rend leur obtention rapide difficile dans les régions faiblement actives.Ce travail présente une analyse comparative de ces évaluations empiriques sur deux sites très différents, l’un en contexte sismique modéré (Provence, France) et l’autre en contexte très actif (Céphalonie, Grèce). Sur le site provençal, 500 séismes ont pu être enregistrés en l’espace de 2½ ans grâce à l’utilisation de vélocimètres. Une mesure du paramètre d’atténuation de site k_0 a ainsi pu être réalisée via l’analyse des spectres en accélération (k_(0_AS)) et en déplacement (k_(0_DS)). La mesure de k_0 n’est relativement fiable que sur les sites au rocher du fait des amplifications de site au sédiment. La méthode des rapports spectraux sismique (SSR) permet l’évaluation des effets de site relatif à partir des nombreux enregistrements de mouvement faible. Les résultats montrent une forte variabilité épistémique attribuable à l’éclairage induit par la position de la source sismique vis-à-vis du bassin. Ainsi, une estimation fiable de la réponse des sites est possible à partir de quelques évènements seulement dans le cas 1D, mais nécessite un nombre beaucoup plus important de séismes répartis de façon homogène autour du site dans les cas 2D-3D. Les résultats SSR moyens sont ensuite comparés à ceux issus des méthodes utilisant le bruit ambiant. Conformément aux attentes, la méthode des rapports spectraux H/V (HVSR) ne permet que de caractériser la fréquence fondamentale pour certains sites. À l’inverse, la méthode SSR appliquée au bruit ambiant (SSRn) montre des résultats très comparables à ceux de la méthode SSR jusqu’à haute fréquence à la condition que le site de référence soit pris dans le bassin sédimentaire. Les approches par corrélation de bruit (cohérence et ANIRF) révèlent qu’une estimation de la fonction de transfert relative à un site de référence au rocher est possible au moins jusqu’à basse fréquence (<4 Hz). L’utilisation du bruit ambiant permet ainsi d’envisager l’évaluation rapide de la réponse des sites et de sa variabilité spatiale (microzonage), même lorsque la sismicité est faible. Partout, les méthodes empiriques d’évaluation des effets de site apportent un complément essentiel aux approches numériques qui reste indispensables.Ces résultats permettent de proposer une méthodologie d’évaluation de l’aléa sismique site-spécifique qui se décompose en trois étapes principales : (i) ajustement des équations de prédictions de mouvement du sol (GMPEs) sur le site de référence au rocher au moyen, entre autres, de k_(0_DS) ; (ii) évaluation empirique fiable de la réponse d’au moins un site dans le bassin relativement au site de référence (pour lequel les GMPEs ont été ajustées) par la méthode SSR; (iii) réalisation de cette évaluation à partir de l’ANIRF dans les régions les moins actives sismiquement et/ou extension à toute la zone d’étude à partir du SSRn. Cette méthodologie permet d’envisager une bien meilleure prise en compte des effets de site (en particulier 2D-3D) et une réduction importante des incertitudes dans les évaluations de l’aléa sismique spécifique à un site. Elle nécessite simplement l’enregistrement simultané de séismes sur au moins deux sites équipé de vélocimètres sensibles, et la réalisation de campagnes de mesure temporaire du bruit ambiant, si nécessaire. / Site effects can greatly increase both the duration and the amplitude of the seismic solicitation imposed on structures. 2D-3D site effects induce broadband amplifications that cannot be simulated up to high frequency (>2-4 Hz) due to the limited resolution of the geological, geophysical and/or geotechnical information. Empirical site effect assessment is therefore essential for reliable observations of this complex phenomenon up to high frequency. However, such assessments often require good quality records from many earthquakes that cannot be rapidly obtained in low seismicity areas.This work presents a comparative analysis of these empirical evaluations on two very different sites, the first in a moderate seismicity context (Provence, France) and the second in a very active context (Kefalonia, Greece). For the Provençal site, nearly 500 earthquakes were recorded in only 2½ years thanks to the use of velocimeters. The site attenuation parameter κ_0 could thus be measured both on the acceleration (κ_(0_AS)) and displacement (κ_(0_DS)) spectra. Our results show that the measurement of κ_0 is relatively reliable on rock sites only, mainly due to the too great disturbance by the amplification for sedimentary sites, even for those that are quite stiff. The standard spectral ratio (SSR) approach provides the relative site effects from the numerous weak motion recordings available at sites located in Provence and Kefalonia. The results show a strong epistemic variability due to the lighting induced by the position of the seismic source with respect to the basin. Thus, while a reliable site response estimation is possible from only a few events for 1D geometries, it requires much more earthquakes evenly distributed around the site when the geometry is 2D-3D. The mean SSR results are then compared with those obtained from methods using the ambient noise. As expected, the H/V spectral ratio approach (HVSR) provides only the fundamental frequency for some sites. Conversely, SSR applied to ambient noise (SSRn) shows very similar results to the SSR method up to high frequency, provided that the reference site is taken in the sedimentary basin. Approaches using the noise correlation (coherence and ANIRF) reveal that the transfer function relative to a rock reference site can be estimated at least up to low frequency (<4 Hz). Methods using ambient noise are promising for a rapid evaluation of the site response and its spatial variability (microzoning), even when seismicity is low. Empirical site effects methods are therefore applicable everywhere. They provide an essential complement to numerical approaches, which remain inevitable when the coverage of available earthquakes is not homogeneous or when soils are likely to present non-linear behaviors.These results led us to propose a methodology for the evaluation of the site-specific seismic hazard, which consists of three main stages: (i) adjustment to the rock reference site of the ground motion prediction equations (GMPEs) using, among others, κ_(0_DS); (ii) Reliable evaluation of the SSR transfer function between at least one site in the basin and the reference site (for which the GMPEs were adjusted); (iii) carrying out this assessment from the ANIRF in the less seismically active regions and/or extension to the entire study area with the SSRn. This methodology allows a much better consideration of the site effects (especially 2D-3D) and a significant reduction of the uncertainties in the evaluations of the site-specific seismic hazard. It only required, simultaneous recording of earthquakes on at least two sites equipped with sensible velocimeters, and to carrying out temporary campaign of ambient noise measurements, if necessary.

Depuis les séismes dévastateurs de 1999 d’Izmit et de Duzce, la partie immergée de la Faille Nord Anatolienne (FNA)en Mer de Marmara fait l’objet d’une intense surveillance. Malgré cela, la micro-sismicité demeure mal connue. Par ailleurs, alors que la connexion avec le système pétrolier du Bassin de Thrace est établie, le rôle du gaz sur la sismicité n’a pas été identifié.Dans ce travail, nous avons analysé des données d’OBS (Ocean Bottom Seismometers) acquises dans la partie ouest de la Mer de Marmara (en avril-juillet 2011 et septembre-novembre 2014), à partir de méthodes non-linéaires –NonLinLocet d’un modèle 3D de vitesses. Une grande partie de la sismicité se produit à des profondeurs inférieures à 6 km environ : le long de failles secondaires, héritées de l’histoire complexe de la FNA ; ou dans des couches de sédiments superficiels (< 1 km) riches en gaz. Cette sismicité superficielle semble être associée à des processus liés au gaz, déclenchés par les séismes profonds de magnitude M1 > 4.5 qui se produisent régulièrement le long de la MMF.Par ailleurs, 2 familles de signaux de courte durée (<1s), dits ≪ SDE ≫ (pour Short Duration Event) apparaissent sur les enregistrements : 1) les SDE se produisant à raison de quelques dizaines de SDE/jour, en réponse à des causes locales (i.e. bioturbation, activité biologique, micro-bullage de fond de mer, mouvements à l’interface eau/sédiment), etc ; 2) lesSDE se produisant par ≪paquets≫, dont certains sont enregistrés sur les 4 composantes (y compris l’hydrophone) et apparaissent de manière périodique, toutes les 1.8 s environ, en réponse à diverses causes qui restent à déterminer (parmi lesquelles : les mammifères marins ; l’activité humaine ; la sismicité ; le dégazage ; les ≪trémors≫ sismiques ; etc). / Since the devastating earthquakes of 1999, east of Istanbul, the submerged section of the North Anatolian Fault (NAF), in the Sea of Marmara (SoM) has been intensively monitored, mainly using land stations. Still, the micro-seismicity remains poorly understood. In addition, although the connection of the SoM with the hydrocarbon gas system from the Thrace Basin is now well established, along with the presence of widespread gas within the sedimentary layers, the role of gas on seismicity is still not recognized.Here, we have analyzed Ocean Bottom Seismometer (OBS) data from two deployments (April-July 2011 and September-November 2014) in the western SoM. Based on a high-resolution, 3D-velocity model, and on non-linear methods (NonLinLoc), our location results show that a large part of the micro-seismicity occurs at shallow depths (< 6 a 8 km): along secondary faults, inherited from the complex history of the North-Anatolian shear zone; or within the uppermost (< 1 km), gas-rich, sediment layers. Part of this ultra-shallow seismicity is likely triggered by the deep earthquakes of intermediate magnitude (Ml > 4.5) that frequently occur along the western segments of the MMF.In addition, OBSs also record at least two families of short duration (<1 sec) events (SDEs): 1) “background SDEs” occurring on a permanent, at a rate of a few tens of SDEs/day, resulting from many possible, local causes, e. g.: degassing from the seafloor, biological activity near the seabed, bioturbation, etc; 2) “swarmed SDEs”, among which some are recorded also on the hydrophone, and characterized by a periodicity of ~ 1.8 seconds. The causes of these SDEs still remain to be determined (among which: anthropogenic causes, marine mammals, gas emissions, regional seismicity, tremors from the MMF, etc).

La localisation de séismes induits ainsi que les mécanismes au foyer associés sont des outils fréquemment utilisés afin, entre autres, d’imager la structure d’un réservoir. Cette thèse présente une technique permettant de quantifier les erreurs associées à ces deux paramètres. Par cette méthode, incertitudes et imprécisions sont distinguées. La méthode a été appliquée aux sites de Soultz et de Rittershoffen pour étudier l’impact de plusieurs critères sur la localisation de la sismicité induite. Ainsi, il a été montré que l’utilisation de capteurs installés profondément dans des puits et qu’une bonne couverture sismique azimutale réduit sérieusement les incertitudes de localisation. Les incertitudes du modèle de vitesse, représentées par une distribution gaussienne des modèles avec un écart de 5% autour du modèle de référence, multiplient les incertitudes de localisation par un facteur 2 à 3. Des simplifications utilisées pour le calcul ou une mauvaise connaissance du milieu peuvent mener à des imprécisions de l’ordre de 10% spatialement non isotropes. Ainsi, les structures du sous-sol peuvent être déformées dans les interprétations. L’application d’un tir de calibration peut néanmoins corriger ce fait en grande partie. L’étude d’erreurs associées aux mécanismes au foyer ne semble cependant pas conduire aux mêmes conclusions. Le biais angulaire peut certes être augmenté par l’omission de la faille dans le modèle de vitesse, mais dans plusieurs cas il est le même que dans le cas idéal voire diminué. En outre, une meilleure couverture sismique améliorerait toujours le mécanisme au foyer obtenu. Ainsi, il n’est pas conseillé d’imager un réservoir en n’utilisant que la localisation de séismes, mais une combinaison de plusieurs paramètres sismiques pourrait s’avérer efficace. La méthode appliquée dans le cadre de cette thèse pourra servir pour d’autres sites à condition d’en avoir une bonne connaissance a priori. / Induced seismicity location and focal mechanisms are commonly used to image the sub-surface designin reservoirs among other tasks. In this Ph.D. the inaccuracies and uncertainties on earthquake location and focal mechanisms are quantified using a three-step method. The technique is applied to the geothermal sites of Soultz and Rittershoffen to investigate the effect of several criteria on thee arthquake location. A good azimuthal seismic coverage and the use of seismic down-hole sensors seriously decrease the location uncertainty. On the contrary, velocity model uncertainties, represented by a 5% Gaussian distribution of the velocity model around the reference model, will multiply location uncertainties by a factor of 2 to 3. An incorrect knowledge of the sub-surface or the simplifications performed before the earthquake location can lead to biases of 10% of the vertical distance separating the source and the stations with a non-isotropic spatial distribution. Hence the sub-surface design maybe distorted in the interpretations. To prevent from that fact, the calibration shot method was proved to be efficient. The study on focal mechanism errors seems to lead to different conclusions. Obviously, the angular bias may be increased by neglecting the fault in the velocity. But, it may also be the same as or even smaller than the bias calculated for the case simulating a perfect knowledge of the medium of propagation. Furthermore a better seismic coverage always leads to smaller angular biases. Hence,it is worth advising to use more than only earthquake location in order to image a reservoir. Other geothermal sites and reservoirs may benefit from the method developed here. / Die korrekte Lokalisierung von induzierter Seismizität und den dazugehörigen Herdflächenlösungensind sehr wichtige Parameter. So werden zum Beispiel die Verteilung der Erdbeben und die Orientierung ihrer Herdflächenlösungen dazu benutzt um in der Tiefe liegende Reservoirs zulokalisieren und abzubilden. In dieser Doktorarbeit wird eine Technik vorgeschlagen um diemethodisch bedingten Fehler zu quantifizieren. Mit dieser Methode werden die verschiedenen Fehlerquellen, die Unsicherheiten und die Fehler im Modell getrennt. Die Technik wird für die geothermischen Felder in Soultz und in Rittershoffen benutzt um den Einfluss verschiedener Parameter (Annahmen) auf die Lokalisierung der induzierten Seismizität zu bestimmen. Es wurde festgestellt, dass Bohrlochseismometer und eine gute azimutale Verteilung der seismischen Stationen die Unbestimmtheiten verkleinern. Die Geschwindigkeitsunbestimmheiten, die durch eine Gauss-Verteilung mit 5% Fehler dargestellt werden, vervielfachen die Lokalisierungsungenauigkeiten um einen Faktor 2 bis 3. Eine ungenaue Kenntnis des Untergrunds oder die verwendete vereinfachte Darstellung der Geschwindigkeitsverhältnisse im Untergrund (notwendig um die synthetischen Rechnungen durchführen zu können) führen zu anisotropen Abweichungen und Fehlern in der Herdtiefe von bis zu 10%. Diese können die Interpretationen des Untergrunds deutlich verfälschen. Ein “calibration shot” kann diese Fehler korrigieren. Leider können die Fehler für die Herdflächenlösungen nicht in derselben Weise korrigiert werden. Es erscheint daher als keine gute Idee, ein Reservoir nur über die Lokalisierung von Erdbeben zu bestimmen. Eine Kombination mehrerer seismischer Methoden scheint angezeigt. Die hier besprochene Methode kann als Grundlage dienen für die Erkundung anderer (geothermischer)

L’étude des instabilités gravitaires profondes de versant (nommées ici RVR : Ruptures de Versant Rocheux) s’effectue généralement sous forme d’un suivi instrumenté à l’échelle d’un site jugé dangereux, parfois à l’échelle d’une vallée ou d’un massif. Plus rares sont les études qui apprécient la diversité, la taille et la distribution spatiale des RVR à l’échelle d’une chaîne de montagne. C’est ce que propose cette thèse pour les Alpes occidentales. Il s’agit tout d’abord d’un inventaire construit de manière systématique par imagerie satellite à l’aide d’un outil en accès libre : Google Earth Pro™, et d’une série de méthodes de détection visuelles assorties de vérifications sur le terrain. Une typologie qui s’appuie sur des classifications existantes, mais qui s’adapte au cortège de RVR observés dans l’aire d’étude, a permis de retenir cinq grandes catégories de RVR : les EAR (Eboulements et avalanches rocheuses), GR (Glissements rocheux), GC (Glissements-coulées), DGCVR (Déformations gravitaires profondes de versants rocheux) et DDV (Déformation de versant). Nous élaborons sur cette base une étiologie des RVR en fonction de grands facteurs préparatoires réputés mettre en mouvement les masses rocheuses : lithologie, structure géologique (contacts anormaux), sismicité, pente topographique, relief local, intensité du paléoenglacement würmien, précipitations actuelles, dégradation du pergélisol. Sur un inventaire exhaustif de 1400 RVR, les résultats montrent que la susceptibilité lithologique est le premier facteur qui conditionne l’occurrence des RVR, mais qu’il se cumule avec l’amplitude du relief exacerbée par le paléoenglacement quaternaire. Ce dernier fournit le potentiel gravitationnel localement nécessaire à la mise en mouvement des masses rocheuses. Les autres facteurs examinés présentent des degrés d’importance moindres à l’échelle régionale, avec toutefois des exceptions intéressantes à l’échelle locale et pour des catégories de RVR particulières. Ainsi, on peut noter des RVR en lien avec certaines failles et fronts de chevauchements, ainsi qu’avec la dégradation du pergélisol — mais uniquement dans le cas des éboulements. Parmi l’ensemble des facteurs, le pouvoir explicatif des totaux de précipitations demeure le plus faible. Dans une optique de valorisation scientifique du catalogue des RVR inventoriés, nous proposons des perspectives de mise en valeur géo-patrimoniale de certaines RVR sur la base de leurs caractéristiques morphologiques, ou du risque que certaines masses rocheuses font peser sur les enjeux économiques et humains des populations. Nous présentons ainsi une galerie de RVR remarquables, retenues pour leur caractère singulier, ou dangereux, ou éducatif, ou emblématique à divers titres. / The study of rockslope failure (RSF) is usually focused on the instrumental monitoring of hazardous sites, sometimes extended to a population of RSF in a valley or massif. Few studies survey and analyse RSF at the much broader scale of a mountain range. Here we produce a systematic inventory of RSF in the Western Alps based on satellite imagery provided by the open-access platform Google Earth Pro™, and using a series of ground-truth-tested visual detection methods. Based on a categorisation inspired by existing classifications but adapted to the range of RSF observed in the study area, five main RSF types were identified: rockfalls and rock avalanches, rockslides, earthflows, deep-seated gravitational slope deformations (DSGSD), and slope deformations. We analyse the spatial incidence of those five categories in relation to a range of likely cumulative causes. The analysis covers lithology and rock fabric, geological structure (faults, thrust fronts), seismicity, slope angle, local relief, the intensity of Würmian glaciation, modern rainfall patterns, and permafrost degradation. Results from a total population of 1400 RSF occurrences show that RSF incidence and mode are overwhelmingly susceptible to rock type, but that local relief enhanced by past glaciation generates the gravitational potential needed to move the rock masses. Other conditional factors receive lower rankings at the regional scale, but stronger connections appear in local settings. At places, RSF size or density are seen to correlate with faults, thrust fronts, and with permafrost degradation (restricted, however, to the rockfall category). Among all the likely causes of RSF, rainfall totals represent the weakest link. Among the 1400 sites we focus on a subset of flagship RSF occurrences that we consider relevant to either geoheritage or land-use planning concerns. The criteria were selected on the basis of morphological characteristics (uniqueness, educational and scientific value) or from the perspective of the hazards that some of the displaced rock masses may present to human life and infrastructure.