Les tremblements de terre sont l’un des principaux facteurs de déclenchement des glissements de terrain dans les régions montagneuses, entraînant souvent une dévastation généralisée et créant des risques géologiques à long terme. Par exemple, le tremblement de terre de Chi-Chi en 1999 à Taïwan a provoqué plus de 20 000 glissements de terrain, tandis que le tremblement de terre de Wenchuan en 2008 en Chine a provoqué plus de 60 000 glissements de terrain. La compréhension de la réponse sismique des zones de cisaillement granulaires - les structures géologiques clés qui contrôlent la stabilité des pentes (Figs. 1a & 1b) - est essentielle pour élucider les mécanismes à l’origine du déclenchement dynamique des glissements de terrain. Toutefois, les processus qui régissent la transition d’un mouvement lent à un glissement de terrain rapide restent mal compris.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Technologie de Chengdu, de l’Université du Massachusetts et de l’Institut Langevin a mené des expériences de cisaillement pour étudier la physique fondamentale des gouges granulaires sous chargement dynamique (Figs. 1c-1f). Leurs résultats ont été publiés dans PNAS [1].
Figure 1 : (a) Illustration d’un glissement de terrain déclenché par des ondes sismiques. (b) Chargement dynamiques appliquées aux zones de cisaillement (c) Simulation d’un cisaillement sur une longue distance à l’aide d’un appareil annulaire. Trois scénarios sont observés pour le déplacement post-sismique (fluage), en fonction de la contrainte de cisaillement appliquée, le cycle de chargement dynamique et l’évolution de la résistance au cisaillement (incluant l’affaiblissement co-sismique et la cicatrisation post-sismique) : (d) Régime stable avec déformation négligeable ; (e) Régime métastable avec fluage limité ou bloqué ; et (c) Rupture catastrophique avec glissement accéléré.
Ces expériences révèlent non seulement un glissement sismique induit pendant une charge dynamique, mais aussi des degrés variables de fluage post-sismique avec l’augmentation des cycles de charge. Cela met en évidence les effets de l’affaiblissement sismique (dû à la fatigue de la zone de cisaillement induite par ondes) et de la cicatrisation post-sismique qui s’ensuit. Un état métastable, marqué par une forte augmentation du fluage post-sismique précède souvent l’instabilité de la zone de cisaillement, démontrant une transition déblocage d’un état solide à un écoulement granulaire. Cette transition peut servir de précurseur à une instabilité imminente des pentes.
Reference :
[1] Y. Li, W. Hu, Q. Xua, H. Luo, C. Chang, and X. Jia
Metastable state preceding shear zone instability : implications for earthquake-accelerated landslides and dynamic triggering
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 122, e2417840121(2025)
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