Reproduire en laboratoire les lois statistiques des tremblements de Terre

Publié par Isabelle le 24/06/2019 à 14:00
Source: CNRS INP
...
Restez toujours informé: suivez-nous sur Google Actualités (icone ☆)


©CNRS/ILM
Des physiciens viennent de réaliser une expérience de laboratoire qui reproduit les principales lois statistiques qui caractérisent les séismes.

L'instant de déclenchement des séismes ainsi que l'énergie qu'ils libèrent sont des grandeurs aléatoires décrites par des lois statistiques. Ces dernières années, des expériences de laboratoire ont reproduit qualitativement l'une ou l'autre de trois lois principales: la loi de Gutenberg-Richter qui caractérise le nombre des événements en fonction de leur énergie, la loi d'Omori pour la distribution temporelle des répliques ou encore la distribution statistique (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle...) des durées séparant deux séismes successifs.

Pour la première fois, des physiciens de l'Institut lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) (ILM, CNRS/Univ. Lyon 1) viennent de réaliser une expérience qui reproduit simultanément de façon quantitative ces différentes statistiques. Pour cela, ils compressent et cisaillent un empilement bidimensionnel de grains millimétriques. La géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace...) circulaire de l'expérience permet un fonctionnement en continu et produit ainsi plus d'un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) de séismes artificiels par jour. La reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage...) par cette expérience de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des lois statistiques observées sur les séismes naturels indique une physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) sous-jacente similaire. Ceci a permis aux auteurs d'identifier l'ingrédient physique essentiel: c'est le caractère multi échelle du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de chaînes de force dans le milieu qui entraine l'hétérogénéité émergente et dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) des seuils d'énergie de rupture. La structure, dynamique et taille de ces hétérogénéités dans les failles naturelles restent des questions ouvertes.

Ces résultats expérimentaux devraient en revanche aider à les découvrir. Grâce au taux d'événement très élevé qui est 10 000 fois plus important que pour une faille réelle, cette expérience pourrait également aider à la recherche des possibles précurseurs des événements catastrophiques et proposer des solutions visant la prédiction et éventuellement le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) des séismes réels. Ce travail est publié dans la revue Physical Review Letters.

Dispositif expérimental pour simuler des séismes en laboratoire 20.06.2019 Un empilement bidimensionnel de grains millimétriques est cisaillé par la rotation de la partie inférieure du dispositif. Chaque réorganisation des grains provoque un l'équivalent d'un séisme. Le dispositif permet de visualiser les grains qui supportent les contraintes mécaniques: ils se colorent en blanc. A chaque séisme, les lignes de forces constituées par les grains blancs changent de position. Partager Audiodescription

Référence:

Continuously sheared granular matter reproduces in detail seismicity laws

S. Lherminier, R. Planet, V. Levy dit Vehel, G. Simon, L. Vanel, K. J. Maloy et O. Ramos, Physical Review Letters, le 31 mai 2019. DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.218501.
Lire l'article sur la base d'archives ouvertes arXiv.

Contact chercheur:
- Osvanny Ramos - Enseignant-chercheur à l'ILM - osvanny.ramos at univ-lyon1.fr
Page générée en 0.273 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
A propos - Informations légales | Partenaire: HD-Numérique
Version anglaise | Version allemande | Version espagnole | Version portugaise