DEEP-trigger : Déclenchement des séismes en zone de subduction : lent, profond, à grande échelle ?

Le projet DEEPtrigger

Les zones de subduction sont le théâtre des plus grands tremblements de terre et tsunamis de la planète. Comprendre comment ces séismes se déclenchent et interagissent est un défi de premier ordre pour les sciences de la terre.

L’objectif du projet DEEPtrigger est d’étudier les zones de subduction récemment touchées par des événements de mégathrust ou des séquences de tremblements de terre, en tenant compte des mécanismes de déformation dans le système de subduction plus large et de leur rôle potentiel dans la poussée de la mégathrust jusqu’à la rupture.

Le projet s’appuie essentiellement sur 2 types d’observables :

• Les données sismologiques

• Les données géodésiques (GNSS)

Traitement des données GNSS en PPP avec GipsyX, dans le cadre du projet

Données

Dans le contexte du projet ERC DEEP-trigger, nous avons orchestré une vaste opération de traitement des données GNSS spécifiquement dédiée à la région de l’Amérique du Sud et au Mexique. Ces données, sous forme des fichiers d’observations quotidiennes au format RINEX, échantillonnés à 30 ou 15 secondes, proviennent de diverses sources, notamment des institutions publiques, des laboratoires de recherche et d’autres entités pertinentes. Pour faciliter leur gestion, nous avons rangé ces données en fonction de leur provenance, comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

Tableau 1 : Statistiques sur les données traitées au 25/07/23

Le nombre total de stations traitées dans le cadre de ce projet s’élève à près d’un millier, réparties comme le montre clairement le graphique ci-dessous.

Répartition des stations

Traitement

Le traitement des données repose sur l’utilisation de la méthode de Positionnement Ponctuel Précis (PPP), avec le logiciel GipsyX, développé par le Jet Propulsion Laboratory. Cette méthode avancée vise à déterminer avec une grande précision les positions géographiques des stations. Elle implique une analyse minutieuse des signaux émis par les satellites en orbite terrestre, en prenant en compte de nombreux paramètres, tels que les corrections atmosphériques, les orbites satellites précises et d’autres sources potentielles d’erreur. Le processus de traitement des données nécessite donc l’application de modèles mathématiques sophistiqués pour parvenir à une position finale de haute précision. Il est à noter que ce traitement est généralement réalisé quelques semaines après l’acquisition des données, en attendant la disponibilité des produits finaux. Les paramètres utilisés pour ce traitement sont consignés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 2 : Paramètres de traitement

Analyse des séries temporelles

La Terre étant sujette à divers mouvements géophysiques, les positions calculées sont également sujettes à ces fluctuations. Dans le but d’exploiter nos données de manière optimale et de comprendre pleinement l’impact de chaque facteur sur nos stations, nous entreprenons une analyse approfondie des séries temporelles enregistrées par ces stations. Cette analyse vise à identifier, quantifier et comprendre les phénomènes influents, tels que les séismes, les variations annuelles, les mouvements semi-annuels, les répliques post-sismiques, les changements d’antenne, ainsi que d’autres événements significatifs. Pour mener à bien cette démarche, nous utilisons ITSA, un logiciel spécialement développé en interne à cet effet.

Exemple de série temporelle avec ITSA

La mise à disposition des résultats issus des traitements effectués ainsi que des données statistiques relatives aux stations traitées est rendue accessible par le biais d’une cette carte interactive spécifiquement élaborée à cette fin.

Au moyen de cette interface interactive dédiée, les utilisateurs ont la possibilité de consulter de manière aisée et conviviale les résultats découlant des divers traitements effectués, tout en ayant un accès privilégié aux informations statistiques liées aux stations concernées. Cette carte interactive constitue un outil central dans la mise à disposition des données et des résultats, permettant une expérience utilisateur optimale dans la navigation et l’exploration de ces informations précieuses.

Tableau 3 : Programmes utilisés