La zone de subduction centrale en Equateur est caractérisée par un patch fortement couplé, pas de grands séismes connus et de fréquents essaims sismiques, dont certains associés à des épisodes de glissements lents (SSE). Les hypocentres déterminés sur un réseau temporaire dense onshore-offshore image la sismicité de fond et plusieurs essaims (01/2013), synchrones d’un SSE (Mw´ 6.3). Une sismicité permanente se produit à 20-30 km de profondeur, proche et sous la zone de contact interplaque (ZCI), bordant la partie profonde de la zone couplée. Les essaims superficiels (10 km) ont lieu sur des zones de failles crustales de la plaque plongeante (ZFC-Nazca), inverses, sub-verticales et qui bordent un massif océanique en subduction. Le SSE 2012-2013 est un événement composite se développant sur 2 patchs distincts. Le premier patch (P1), plus petit, se localise sur une partie peu couplée de la ZCI et le second (P2), plus superficiel, sur une zone fortement bloquée (>70%). Depuis le 25/11 et durant ~1,5 mois, sans sismicité, P1 se déverrouille progressivement, indiqué par un glissement discontinu, lent et faible. Le 13/01, l'accélération soudaine du glissement sur P1 réactive une ZFC-Nazca (1er essaim), située immédiatement updip P1 et downdip P2, ce qui favorise le début d´un glissement rapide, fort et continu sur P2 (et sur P1). Nous proposons que les fluides, expulsés par l'activité sur la ZFC-Nazca et injectés au niveau de la ZCI, contribuent à modifier le comportement de stabilité des matériaux, favorisant ce SSE inattendu sur une zone fortement bloquée. Environ 80% du moment asismique total sont libérés sur P2 en une semaine, concomitant d´essaims sur différentes ZFC-Nazca / The central subduction zone of Ecuador is characterized by a highly coupled patch, no known large earthquakes and frequent seismic swarms, some of them associated to slow slip events (SSE). The earthquakes recorded on a temporal onshore-offshore network show an unprecedented image of the background seismicity and of several intense swarms in early 2013, concomitant of a SSE (6.3 Mw). The 20-30 km deep permanent seismic clusters develop near and below the interface contact zone (ICZ), contouring the downdip limit of the locked area. The shallower swarms (10 km depth) occur on sub-vertical inverse crustal fault zones of the Nazca plate that seem to bound a known oceanic massive in subduction. The 2012-2013 SSE is a composite event developing on 2 distinct patches. The first and smaller patch (P1) is sited on an intermediate coupled portion of the ICZ than the shallower second patch (P2) that lies on a highly locked area (> 70%). Since 2012 Nov. 25 and during ~1.5 month, without seismicity, P1 progressively unlocks as revealed by the slow, low and intermittent slip. On 2013 Jan. 16, the sudden slip acceleration on P1 activates a Nazca crustal fault zone (first swarm) located immediately updip P1 and downdip P2, which in turn favors the onset of the faster, higher and continuous slip on P2 (and on P1). We propose that the fluids expelled by the fault activity and injected above, within the ICZ, contribute to modify the material stability behavior and favor the unexpected SSE on a highly locked area. About 80% of the total aseismic moment is released during one week on P2, at the same time than intense seismic swarms on distinct Nazca crustal fault zones

Entre 1976 ct 1984, trois séismes de magnitude 7 ont affecté la région intraplaque de Gazli (Ouzbékistan), région de 50x70 km2 auparavant qualifiée de peu sismique. La présence d'un important champ de gaz à proximité immédiate des épicentres suggéra la possibiiité d'une relation entre l'exploitation d'hydrocarbures et l'occurrence de cette sèquence sismique. Trois approches différentes, approche sismologique, tectonique et mécanique furent nécessaires pour contraindre le modèle proposé. D'après ce dernier, l'activité sismique majeure de la région de Gazli est due à la propagation, à l'Ouest du Pamir, de la déformation engendrée par la collision lnde-Asie. ' Le confinement à l'Ouest du Pamir impose que les mouvements décrochants dextres initiés aux abords du poinçon soient absorbés rapidement sur la plateforme par des structures compressives. L'existence de cette structure d'orientation NE-SW est confirmée par l'analyse de photos satellites et par la présence à l'Ouest de la zone épicentrale, d'un bassin compressif post-Oligocène. Quelque soit la magnitude des séismes considérés, des événements de ML > = 3.2 enregistrés en 1991 aux chocs principaux de Ms= 7.0, la sismicité de Gazli se caractérise par une grande variabilité de solutions focales. Pourtant, diverses inversions de contraintes démontrent qu'un état des contraintes unique, lui-même gouverné par la tectonique régionale, peut expliquer ces diverses solutions focales. Pour une structure tectonique donnée, nous proposons que la complexité de localisation de la déformation sismique, déjà observée dans plusieurs zones intraplaques, soit une conséquence du faible déplacement accommodé par cette structure. Nous parlerons alors de structure immature, à opposer à une structure mature, elle même caractérisée par la présence de failles bien développées. Ce concept a de nombreuses implications, notamment en risque sismique. C'est pourquoi nous proposons une méthode statistique permettant de quantitier la "maturité" d'une structure à partir de quelques dizaines de solutions focales.

Ce travail de thèse a porté sur différents aspects de la prédiction des éruptions. La première partie, basée sur une approche statistique de l'information, nous a permis d'aborder la prédictabilité des éruptions de façon globale, et d'avoir une vision intégrée, à différentes échelles, de la dynamique éruptive. La dernière partie basée sur une approche déterministe du signal, nous a emmené de façon plus indirecte vers la prédiction des éruptions par le biais de l'analyse et la modélisation des comportements éruptifs d'un unique volcan à travers la sismicité. Ce travail de thèse nous a donc permis de traverser plusieurs échelles de temps et d'espace, en partant de la plus large, la Terre dans sa globalité, pour se concentrer ensuite sur le cas d'un volcan unique, le Piton de la Fournaise et finalement se focaliser sur une propriété spécifique de la sismicité du Piton de la Fournaise à travers la détermination des mécanismes source. Dans un premier temps, une analyse descriptive des propriétés statistiques de la dynamique éruptive à l'échelle mondiale et l'apparition de lois puissances à différentes échelles nous ont permis de relier la dynamique des éruptions à celle d'un système critique auto-organisé, justifiant de la difficulté rencontrée à prédire les éruptions de façon déterministe et de la nécessité de se tourner vers les méthodes statistiques. L'étude à l'échelle mondiale des lois d'Omori retrouvées pour la sismicité autour des éruptions, ainsi que l'analyse des propriétés de ces lois d'Omori en fonction de la taille des éruptions, suggèrent que l'énergie d'endommagement et de relaxation dans la croûte est distribuée en loi puissance autour des éruptions, mais avec des coefficients de chargement et de relaxation différents de la sismicité tectonique classique, et donc dépendant des processus qui génèrent l'endommagement. En zoomant sur trois observables du Piton de la Fournaise (sismicité, déformation et variations de vitesse sismique), nous avons montré que les comportement respectifs des observables imagent les différentes étapes du processus éruptif, pour différentes échelles de temps et d'espace. L'analyse des comportements pré-éruptifs et l'utilisation de méthodes de "pattern recognition" ont permis de mettre en évidence l'apport de la combinaison des informations des différents précurseurs dans l'amélioration des résultats de prédiction. Enfin, l'analyse plus spécifique et déterministe des mécanismes source au Piton de la Fournaise, à partir d'une méthode développée pour le contexte particulier d'une sismicité de magnitude très faible en milieu fortement hétérogène, a permis de mettre en évidence l'apparition de trois familles d'événements similaires. Deux de ces familles peuvent être interprétées comme l'ajustement du milieu au passage du dyke, la troisième famille correspondant à la signature de l'interaction entre les fluides et l'édifice volcanique au niveau du toit de la chambre magmatique. / This PhD work focused on several aspects of the eruptions prediction. It allowed us to consider different space scales from global scale to a single volcano, Piton de la Fournaise, through statistical approaches. We then focused more specifically on the volcano-seismicity associated to its eruptive processes, using deterministic methods. First, we analyzed the statistical properties of the eruptive dynamics at the global scale. The emergence of recurrent power laws allowed us to relate the eruptive dynamics to the SOC systems, thereby attesting for the difficulty to predict eruptions by means of deterministic methods. At the global scale, the study of the Omori-law found for eruptions foreshocks and aftershocks, along with the analysis of the parameters of those Omori laws given the size of eruptions, suggests that the damage and relaxation energy in the crust around eruption time and location is power-law distributed. However, the loading and relaxation coefficients are found different than for classical tectonic seismicity, thereby attesting their dependency to the damage processes. When zooming on three observables of Piton de la Fournaise volcano (seismicity, deformation and seismic velocity changes), me showed in a third part that the respective behaviors of the three observables respond to the different steps of the eruptive process, at different time and space scales. The analysis of the pre-eruptive behaviors of those forerunners under pattern recognition techniques enhanced the optimization of the prediction results by combining simultaneously their pre-eruptive information. Lastly, we performed a specific and deterministic study of the volcano-tectonic seismicity of Piton de la Fournaise through the assessment of the source mechanisms of the volcano-tectonic seismicity. Given the complexity of volcanic context, we developed a method to retrieve the source mechanisms of small and high-frequency seismic signals. Using this method three main families of events with different locations and times of occurrence emerge. Two of them may be interpreted as the readjustment of the crust during dyke opening whereas the third family is interpreted as the signature of fluids-rock interactions at the top of the magma Storage zone.

Cette thèse comprend six chapitres qui décrivent les caractéristiques de la tectonique active et du transfert de contrainte liées aux séismes majeurs. L’objectif étant une meilleure estimation de l’aléa et du risque sismique du nord de l’Algérie et du Maroc. Après un chapitre introductif, le chapitre II présente la méthodologie adoptée pour l’élaboration des modèles de transfert de contrainte. Le chapitre III traite de l’interaction entre failles dans le Tell Atlas algérien. Le chapitre IV développe les aspects de transfert de contrainte et de déformation poroélastique dans le Rif marocain et la mer d’Alboran. Le chapitre V présente la déformation poroélastique sur un plan plus large et les caractéristiques physiques des ruptures sismiques. Le chapitre VI consiste en une conclusion générale avec présentation des principaux résultats incluant les perspectives et suites pour cette recherche. / This thesis consists in six chapters that describe the characteristics of active tectonics and stress transfer related to major earthquakes. The aim of this thesis is a better estimate of the seismic hazard and risk in northern Algeria and Morocco. After an introduction, Chapter II presents the methodology adopted for the development of stress transfer models. Chapter III deals with the interaction between faults in the Algerian Tell Atlas. Chapter IV develops the aspects of stress transfer and poroelastic deformation in the Rif and the Alboran Sea. Chapter V presents a large development of the poroelastic deformation and the physical characteristics of seismic ruptures. Chapter VI consists of a general conclusion with presentation of the main results including the perspectives and futur researchs.

Cette thèse a pour objectif de modéliser les déformations saisonnières de la Terre associées aux redistributions de masses d’eau de l’hydrosphère. Pour cela, nous tirons profit de la mesure des déplacements saisonniers du sol par Global positioning system (GPS) et de l’estimation des variations spatio-temporelles de l’hydrosphère déduite du champs de gravité terrestre mesuré par la mission Gravity and recovery climate experiment (GRACE). Ces données ouvrent la voie à des modèles précis de la déformation saisonnière, discutés dans le chapitre 1, qui auront des implications importantes pour la définition des référentiels terrestres, l’identification d’évènements tectoniques de glissement de période comparable ou encore pour la compréhension du lien entre déformation et sismicité saisonnière. Dans le chapitre 2, nous montrons que les déformations saisonnières mesurées en Himalaya sont expliquées par la réponse de la Terre à la charge saisonnière de GRACE qui produit des déplacements de surface cohérents au premier ordre avec les observations horizontales et verticales simultanément à condition d’utiliser un modèle de Terre réaliste, sphérique et stratifié. Nous étendons ensuite le modèle à l’échelle globale dans le chapitre 3, et comparons les déplacements induits par la charge saisonnière à 195 stations GPS, en tenant compte des contributions de degré-1 dans le signal GRACE (Swenson et al., 2008). Alors que la composante verticale est raisonnablement prédite, les composantes horizontales sont systématiquement sous-estimées et leur phase est mal reproduite. Nous montrons que ce désaccord entre modèle et observations horizontales à l’échelle mondiale peut être associé au premier ordre à une contribution de degré-1 sous-estimée, et non à la grande résolution spatiale de GRACE. Nous proposons de l’estimer à posteriori grâce à une transformation d’Helmert, représentant le mouvement du géocentre ainsi qu’une partie de la déformation de degré-1. La corrélation entre modèle et données horizontales est nettement améliorée, sans que les prédictions verticales soient affectées. Au second ordre, nous montrons que les variations de volume dans le manteau terrestre liées aux changements de phase des minéraux qui le composent peuvent jouer un rôle dans la déformation saisonnière. Enfin, nous montrons qu’il est possible d’utiliser la déformation saisonnière pour déterminer une borne inférieure de la viscosité transitoire de l’asthénosphère, paramètre clé des modèles de déformation postsimique. Afin de tester l’hypothèse d’un impact des charges saisonnières sur la sismicité, nous examinons les variations de contrainte liées aux chargements saisonniers de surface. Nous menons également des expériences de déformation triaxiale sur des grès de Fontainebleau, saturés en eau soumis à des paliers de contrainte simulant un chargement tectonique, ainsi qu’à des oscillations sinusoïdales de la pression de pore simulant les marées ou l’hydrologie continentale. Nos observations expérimentales, détaillées dans le chapitre 4 suggèrent que les chargements périodiques de faible amplitude peuvent jouer un rôle important dans la longue phase de nucléation des séismes. / In this thesis, we aim at modeling accurately seasonal deformation of the Earth induced by redistribution of hydrosphere masses. We take advantage of seasonal ground displacements measured by continuous stations of the Global Positioning System (cGPS) and the estimate of the spatio-temporal evolution of surface hydrology derived from the Gravity and Recovery Climate Experiment (GRACE) measurements. Precise geophysical models of the seasonal deformation, discussed in Chapter 1, of the Earth have far-reaching implications in defining international terrestrial reference frame, detecting potential transient deformation with comparable period or even understanding the link between induced stress perturbations and seasonal seismicity. In Chapter 2, we show that seasonal ground displacements recorded by cGPS stations in the Himalaya are fairly well explained by the Earth’s response to seasonal hydrology derived from GRACE, which induces coherent surface displacements, in first orderapproximation, with horizontal and vertical observations simultaneously, provided that a realistic elastic, spherical and layered model for Earth is used. We extend the model to a global scale in Chapter 3, and compare displacements induced by the seasonal load at 195 cGPS stations globally distributed. We account for the degree-1 contribution in GRACE using results from Swenson et al. (2008). We find that, while the vertical displacements are well predicted by the model, the horizontal components are systematically underpredicted and out-of-phase with the observations. We show a significant improvement when we do not apply a priori degree-1 coefficients but estimate and apply a posteriori a Helmert transformto the horizontal components. The fit in phase and amplitude of the seasonal deformation model to the horizontal components is improved and does not affect the fit to the vertical measurements. We conclude that horizontal misfits result mostly from degree-one deformation plus reference frame differences between model and observations, and not from the limited spatial resolution of GRACE. However, the amplitude of global seasonal horizontal displacement remains slightlyunderpredicted. We show that mantle volume variations due to mineral phase transitions may play a role in the seasonal deformation and, as a by-product, use this seasonal deformation to provide a lower bound of the transient astenospheric viscosity. Finally, in order to test the impact of seasonal forcing on seismicity, we estimate the amplitude of periodic stress perturbations induced by seasonal loading. To further investigate the question, we performa set of triaxial deformation experiments on water-saturated Fontainebleau sandstones. Rock samples are loaded by the combined action of steps of constant stress, intended to simulate tectonic loading and small sinusoidal pore pressure variations, analogous to tides or seasonal loading. Our experimental results suggest that the correlation of small stress perturbations and acoustic emissions depends primarily on the state stress of the rock and that emissions occur more likely when cracks are unclamped. In other words, our observations suggest that tidal triggering might occur favorably during the long nucleation phase of earthquake.

Afin de mieux comprendre les interactions entre les modifications des contraintes induites par l'exploitation minière et la génération d'activité sismique, une zone profonde de la mine de Garpenberg (Suède) a été instrumentée par l’Ineris avec de sondes microsismiques et de cellules géotechniques. L’analyse spatio-temporelle des événements microsismiques enregistrés entre 2015 et 2016, ainsi que leurs paramètres à la source, ont mis en évidence deux types de réponses sismiques : une locale et courte dans le temps directement induite par les tirs de production, l’autre plus persistante et distante des excavations étant principalement contrôlée par des hétérogénéités géologiques. L’analyse des données géotechniques a montrée l’occurrence de déformations asismiques, ainsi que de phénomènes de fluage induits par l’exploitation. De plus l'activité sismique décroît proportionnellement au taux de diminution des déformations mesurées. Cette dernière observation implique que le fluage peut être un autre mécanisme menant à la sismicité, s’ajoutant au changement de contrainte immédiat induit par les tirs de production. Dans la dernière partie de cette thèse, un modèle géomécanique élasto-plastique 3D a été réalisé et ses résultats ont été comparés aux données géophysiques. Cette comparaison a montré que les modèles numériques à l'échelle de la mine peuvent être des outils puissants pour étudier la sismicité induite à grande échelle. Cependant, il y a certains aspects de la sismicité induite que le modèle ne peut expliquer entièrement. Cela est le cas pour la sismicité déclenchée à distance des excavations, alors que de meilleures corrélations sont trouvées lorsque l'on considère la sismicité à proximité des zones de production. Les résultats de cette thèse ont démontré qu'une approche combinée associent les données sismiques et géotechniques à la modélisation numérique peut améliorer considérablement notre compréhension de la réponse des massifs rocheux à l'exploitation minière. La combinaison de ces méthodologies dans une approche intégrée peut réduire considérablement leurs limites explicites qui sont évidents lorsque ces instruments sont considérés séparément. / With the aim of better understanding interactions between stress modifications induced by mining and the generation of seismic activity, a deep area of Garpenberg mine (Sweden) was instrumented by Ineris with microseismic probes and geotechnical cells. Spatiotemporal analysis of recorded seismicity between 2015 and 2016, as well as seismic source parameters, have highlighted two types of seismic rock mass responses: one local and temporally short directly induced by production blasts, the other long-lasting over time and remote from excavations being mainly controlled by geological heterogeneities. Geotechnical data analysis showed the occurrence of aseismic deformations, as well as creep phenomena induced by mining exploitation. In addition, seismic activity decays proportional to the decaying rate of measured strains. This latter observation implies that creep may be another mechanism driving seismicity, in addition to the immediate stress change induced by blasting. In the last part of this thesis, a 3D elasto-plastic geomechanical model has been realized and its results have been compared with geophysical data. This comparison showed that mine-wide numerical models can be suitable for the analysis of mining induced seismicity at large-scale. However, there are some aspects of the induced seismicity that the model cannot fully explain. This is particularly true for remote seismicity occurring at a distance from excavations, while better correlations are found when considering seismicity close to production areas. Results of this thesis demonstrated that a combined approach which associates seismic and geotechnical data with numerical modelling can significantly improve our understanding of the rock mass response to mining. The combination of these methodologies in an integrated approach can significantly reduce their straightforward limitations, which appears evident when these instruments are considered separately.

Les dorsales océaniques sont caractérisées par une sismicité de faible magnitude, induite par une succession d’épisodes volcaniques et tectoniques. Le déploiement de réseaux d’hydrophones autonomes le long de grandes sections de dorsales permet d’enregistrer cette sismicité peu détectable par les stations terrestres. Dans l’océan Atlantique Nord, de nombreuses expériences hydroacoustiques ont été conduites depuis 1999, donnant accès à des séries d’observations temporelles sur plusieurs années. La présente thèse s’inscrit dans ce contexte, avec l’acquisition et le traitement de nouvelles données. L’analyse de catalogues télésismiques et hydroacoustiques, couplés à des données bathymétriques et gravimétriques, a contribué à la caractérisation des processus d’accrétion actifs le long de la dorsale médio-Atlantique Nord. Les travaux réalisés lors de cette thèse ont permis de : (1) rechercher des paramètres responsables d’une différence de sismicité entre des groupes de segments de la dorsale médio-Atlantique ; (2) proposer une nouvelle limite sud d’influence du point chaud des Açores ; (3) identifier et caractériser différents types de processus d’accrétion à partir de la recherche de crises sismiques ; (4) mettre en évidence une crise magmatique de grande ampleur et une intrusion magmatique à travers une discontinuité non-transformante ; et (5) proposer un schéma de répartition des processus d’accrétion dominants le long de l’axe de la dorsale médio-Atlantique Nord, à partir d’une analyse spatiotemporelle de la sismicité. L’ensemble de ces résultats montre l’importance des catalogues de sismicité à grande étendue spatiale et temporelle pour approfondir notre connaissance : sur la dynamique des segments de dorsale et les interactions entre l’axe de la dorsale et le point chaud, et d’autre part, sur la récurrence des processus d’accrétion. / The mid-ocean ridge is caracterised by a seismicity of low magnitude generated by multiple volcanic and tectonic episodes. Autonomous hydrophones arrays along large ridge sections are efficient to record low seismicity contrary to landbased stations. In the northern Atlantic Ocean, several hydroacoustic experiments have been realised since 1999 that supply long term records.This thesis is based on the acquisition and the treatment of new data. The analysis of teleseismic and hydroacoustic catalogues combined with bathymetric and gravimetric data, have contributed to the characterisation of accretionary processes along the northern Mid-Atlantic Ridge. This PhD work allowed : (1) to research parameters responsable of a seismicity difference between groups of Mid-Atlantic Ridge segments; (2) to propose a new southern limit of the Azores hotspot influence ; (3) to identify and define different types of seafloor spreading processes based on seismic crisis interpretations ; (4) to highlight a large magmatic crisis and a magmatic intrusion across a non-transform discontinuity ; and (5) to propose dominant seafloor spreading processes from a spatio-temporal seismicity analysis along the northern Mid-Atlantic Ridge. The entire study shows the value of large spatial and temporal seismicity catalogues to broaden our knowledge on : the dynamic of the ridge segments, the interactions between the ridge axis and the hotspot and the recurrence of the seafloor spreading processes.

L'arc des Petites Antilles situé sur la bordure nord-est de la plaque Caraïbe, résulte d'un phénomène de subduction, les plaques américaines plongeant sous celle de la Caraïbe avec une vitesse de 2 cm/an. Les Antilles Françaises représentent la région française où le risque sismique est le plus important. Ce travail dont l'objectif est d'améliorer la connaissance de l'aléa sismique dans les Antilles Françaises, repose sur les données du Réseau Accélérométrique Permanent (RAP) et sur celles du « Centre de Données des Antilles Françaises ». L'analyse de ces données permet de mieux contraindre la sismicité de l'arc. Deux zones de très faible sismicité sont mises en évidence : au nord près des Iles Vierges et au sud entre Sainte-Lucie et Grenade. D'autres points sont aussi résolus : imagerie de la subduction le long de l'arc, relations entre la sismicité superficielle et la tectonique active, variations de la pente (b-value) de la loi de Gutenberg-Richter. Le séisme majeur du 21 novembre 2004 Mw=6.3 est au cœur des deux derniers chapitres. Plusieurs aspects y sont présentés : macrosismicité avec l'évaluation d'intensités EMS98 obtenues du dépouillement de formulaires individuels recueillis pour les Iles des Saintes, et relocalisation par la méthode de maître/esclave du choc principal et de sa plus forte réplique du 14 février 2005, de façon à mieux contraindre l'imagerie de la source du choc principal, étape primordiale pour la dernière partie portant sur la modélisation des signaux du choc principal des Saintes. Nous tentons dans cette dernière partie de modéliser les enregistrements de mouvements forts avec une approche semi-empirique en se basant sur un modèle stochastique large-bande et proposons l'utilisation de plusieurs Fonctions de Green Empiriques (FGE) sélectionnées parmi les répliques du séisme des Saintes.

L'évolution des contraintes en profondeur, sur les systèmes actifs, est de nos jours mal connue. Il est cependant important de comprendre et d'identifier ces phénomènes de transfert de contrainte car ils sont à la base du déclenchement des séismes et des éruptions volcaniques. Diverses approches permettant de retrouver la variation de contrainte dans différents contextes sont abordées. La sismicité est utilisée comme observable dans chacun de ces problèmes.<br>Après avoir exposé les mécanismes générateurs de sismicité dans un contexte général, une méthode d'inversion de contrainte basée sur les équations du modèle de frottement rate-and-state est présentée.<br>Dans un deuxième temps, la variation de contrainte produite par une rupture pluri-décakilométrique est analysée. Cette analyse a permis de caractériser les changements de contrainte co- et post-sismique produits par le séisme de 2004 à Parkfield (Mw = 6.0), sur des aspérités sismiques avec une résolution encore jamais atteinte (de l'ordre de la dizaine de mètres). Il ressort en particulier que la variation de contrainte produite par ce séisme sur son plan de rupture est très hétérogène. En outre, il résulte de cette hétérogénéité que la loi d'Omori décrivant l'évolution temporelle des répliques ne correspond qu'à un comportement moyen de l'ensemble des aspérités sur une faille, chaque aspérité suivant quant à elle une dynamique quasi-déterministe.<br>L'étude de la variation de contrainte produite par le remplissage d'un réservoir magmatique a également été réalisée. Sur trois volcans basaltiques (Kilauea et Mauna Loa, à Hawaii et Piton de la Fournaise sur l'île de la Réunion), l'évolution de la sismicité et de la déformation résultant d'une accumulation de magma en profondeur est décrite. Cette description permet alors l'identification d'un processus magmatique à partir des signaux induits en surface, en particulier à partir du taux de sismicité.<br>Dans un dernier temps, le rôle de la sismicité dans son propre déclenchement est évalué. Une méthodologie ne reposant que sur deux hypothèses simples (linéarité et approche champ moyen) est proposée. Cette méthode est capable de recouvrir la part de la sismicité qui ne résulte pas d'interactions entre séismes. Finalement, plusieurs extensions de cette méthode, dans le cas où le chargement est non-stationnaire, sont décrites pour retrouver la signature de transitoires asismiques.

Le gisement de gaz de Lacq est exploité depuis 1957 et la sismicité induite a débuté en 1969. De magnitude modérée (M <= 4.4), cette sismicité est induite par l'extraction des fluides. Après nettoyage de la base de données disponible (1989-1997), un Pointé Automatique dont les paramètres sont optimisés par Recuit Simulé a permis la mise à jour de la base de données. Ajoutés aux données pointées entre 1974 et 1988 et grâce à un modèle de vitesse 3D, plus 1600 évènements ont été localisés, la plupart dans et au dessus du réservoir. La confrontation des localisations des hypocentres et des mécanismes aux foyers avec des informations apportées par les forages et la sismique 3D a permis de localiser les différents essaims de séismes au niveau de failles relativement importantes et orientées préférentiellement pour accommoder la perturbation de contrainte. Alors que le gisement présente une orientation WNW-ESE, la sismicité est localisée selon<br />un axe préférentiel SSW-NNE sur les failles principales d'orientation WNW-ESE. Les zones WNW et ESE du gisement sont quant à elles déformées de manière asismique, comme le montre les profils de nivellement. La confrontation de la sismicité avec l'historique et le modèle de réservoir a permis de mettre en avant (i) un essaim déclenché par une injection d'eau involontaire, (ii) une connexion importante entre le centre du réservoir et les réserves de gaz au nord-est et la déplétion associée, (ii) ainsi qu'une réinterprétation du modèle de réservoir dans certaines zones mal connues. La seconde voie d'étude a été portée sur l'analyse des formes d'ondes par décomposition atomique en chirplets, généralisation de la transformée en ondelettes et de la transformée de Gabor. Après une généralisation à 7D des paramètres de construction des chirplets pour une adaptation aux ondes sismologiques et l'utilisation d'algorithme de séparation d'ondes, il a été possible de décomposer les sismogrammes en un nombre limité d'atomes. Chacun des atomes est qualifié de 9-tuplet, caractérisé par des attributs morphologiques : (i) un temps d'arrivée, (ii) un fréquence centrale, (iii) une énergie, (iv) une phase, (v) une durée, (vi) un taux de modulation de fréquence, (vii) un type de modulation de fréquence, (viii) une asymétrie d'enveloppe et (ix) une plateau constant de l'enveloppe. Grâce à cette caractérisation poussée des ondes, il a été possible de pratiquer des classifications des sismogrammes. La classification et la représentation en dendrogramme ont montré une différenciation nette entre les séismes déclenchés par surpression de fluide des autres, révélant que la source des évènements déclenchés est plus courte et impulsive. En se basant uniquement sur les attributs morphologiques et en filtrant la composante de temps et fréquence des arrivées des ondes, nous avons montré qu'il était possible de comparer des séismes de localisations différentes.