Les mécanismes au foyer

Définition

Les séismes sont des outils fondamentaux pour étudier la déformation active. Un mécanisme au foyer permet de déterminer quel type de faille est à l'origine du séisme, l'orientation de cette faille, ainsi que la direction de glissement des blocs sur cette faille. Cela permet donc de savoir la nature convergente, divergente ou coulissante du mouvement associé. On illustrera d'abord le cas théorique d'une faille décrochante telle que celle montrée sur la figure 1.1. La théorie des mécanismes au foyer utilise les informations obtenues sur le premier mouvement reçu à la station. Ainsi, la composante N-S d'un sismographe placé en A sera en dilatation alors que pour une station en B, elle sera en compression.

Figure 1.1: déplacements des stations d'enregistrement lors d'un séisme, vers ou en s'éloignant de l'épicentre. En bas, quadrants compressifs (réprentés par convention en noir) et extensifs (en blanc). Le plan de faille et le plan auxiliaire sont carcatérisés par une amplitude du mouvement nulle.

De manière générale, pour déterminer le mécanisme au foyer, on centre tout d'abord une sphère autour du foyer du séisme. On reporte sur cette sphère le type de mouvement, compressif ou extensif, et on projette la demi-sphère inférieure sur un plan horizontal. Le plan ainsi obtenu contient des zones en extension (blanches par convention) et des zones en compression (noires), séparées par les projections des plans de faille et auxiliaire. Une animation vous propose de retrouver ces étapes.

Puisqu'il existe des nombreuses stations distribuées à la surface du globe (cf. GEOSCOPE), il est possible de déterminer pour chacune d'entre elles quel était le premier mouvement reçu sur l'enregistrement. Au vu des quadrants, il est a priori impossible de distinguer entre le plan de faille et le plan auxiliaire, plan perpendiculaire au plan de faille. Seules les données de terrain montrant la faille active ou le contexte tectonique de l'ensemble permettent de choisir entre ces deux plans.

A chaque type de faille correspond ainsi un diagramme de mécanisme au foyer (figure 1.2)

a) Les failles normales
Elles sont appelées ainsi parce que la déformation entraîne un étirement des roches initiales. Elles résultent de mouvements d'écartement (divergence), que l'on trouve par exemple, au niveau des dorsales océaniques.

Figure 1.2a: faille normale (vue en coupe !) et diagramme de mécanisme au foyer correspondant. Les flèches indiquent le mouvement relatif des deux blocs.

 

b) Les failles inverses
Elles sont appelées ainsi parce que la déformation entraîne un raccourcissement des terrains initiaux. Elles résultent de mouvements de rapprochement (convergence), que l'on trouve par exemple, dans les zones de subduction.

Figure 1.2b: faille inverse (vue en coupe !) et diagramme de mécanisme au foyer correspondant. Les flèches indiquent le mouvement relatif des deux blocs.

 

c) Les failles en décrochement
Les failles décrochantes provoquent un déplacement des blocs uniquement dans le sens horizontal.

Figure 1.2c: faille en décrochement (vue de dessus !) et le diagramme au foyer correspondant.

Vous pouvez visualiser le mouvement le long de ces failles en cliquant ici.

En général, le mécanisme au foyer d'un séisme résulte d'une combinaison de ces trois mécanismes simples.