Spatial temporal organization of large earthquakes along continental fault systems

Organisation spatio-temporelle des grands séismes le long des systèmes de failles continentales La zone de collision Inde-Eurasie constitue la plus vaste région de déformation continentale sur Terre. La contrainte y est répartie entre le raccourcissement crustal, pris en charge par des failles de chevauchement et des plis, et l'extrusion latérale, absorbée par de grandes failles décrochantes. Bien que les vitesses de glissement de ces failles soient relativement bien contraintes, et que leur capacité à produire de grands séismes soit bien documentée, notre compréhension de l'organisation à long terme des séismes le long de ces structures actives reste incomplète. La question centrale de cette thèse est donc : comment les séismes accommodent-ils la déformation le long des grands systèmes de failles décrochantes ? Pour y répondre, une approche paléosismique est adoptée, appliquée à deux configurations tectoniques distinctes. Le premier cas concerne la faille de l'Altyn Tagh (ATF), à la marge nord du plateau tibétain. C'est la plus longue faille décrochante active d'Asie, avec un taux de glissement modéré à rapide (~10 mm/an). Le second cas étudie le système de failles de Bulnay, en Mongolie nord-occidentale, caractérisé par des taux plus faibles (0,3-3 mm/an) et représentant la limite nord de la déformation liée à la collision Inde-Asie. Le premier chapitre explore l'organisation spatio-temporelle des séismes le long de l'ATF centre-est. De nouvelles tranchées paléosismiques et mesures de décalages (imagerie satellite haute résolution) sont intégrées à des données existantes. Les résultats montrent que les segments individuels rompent de manière quasi-périodique, mais qu'à l'échelle régionale, les séismes se regroupent temporellement en raison de ruptures synchrones sur les branches nord et sud de l'ATF. Dans le deuxième chapitre, une méthode statistique est développée pour corréler plusieurs archives paléosismiques et créer une série chronologique unifiée d'événements. Appliquée à l'ATF, elle réduit les incertitudes sur les âges des séismes et affine les intervalles de récurrence, améliorant la compréhension du cycle sismique à long terme. Le troisième chapitre se concentre sur la Mongolie nord-ouest. Des sédiments lacustres à haute résolution provenant des lacs Oygon, Kholboo et Sangiyn Dalai (8 000 dernières années) révèlent, malgré de faibles taux de sédimentation, des dépôts d'événements submillimétriques liés à des secousses sismiques. En les combinant aux données paléosismiques existantes, on met en évidence un comportement complexe : ruptures indépendantes, épisodes synchrones avec d'autres failles, et longues périodes de quiescence. Les résultats de ces travaux révèlent l'organisation complexe et les magnitudes variables des séismes passés dans nos deux configurations de systèmes de failles. Ensemble, ils font progresser notre compréhension des interactions à long terme et à longue distance entre les failles continentales et soulignent l'importance d'analyser le comportement des failles à plusieurs échelles spatiales. Ce faisant, nous sommes en mesure d'identifier des schémas de récurrence cohérents qui fournissent des informations cruciales sur la façon dont ces failles et, plus largement, les systèmes de failles intracontinentaux pourraient se comporter à l'avenir.