Loi fréquence/magnitude et échelle spatiale


La fréquence à laquelle se produit un événement donné dépend en général de la localisation spatiale considérée mais aussi de l’échelle spatiale d’observation.

exemple Exemple

Une figure précédente a montré la date d’occurrence d’une série de six séismes de magnitude supérieure ou égale à 6.0 consécutifs enregistrés sur un segment de la faille de San Andreas situé près de Parkfield.

La figure suivante montre le même type de représentation, cette fois en prenant en compte tous les séismes de magnitude supérieure ou égale à 6.0 ayant eu lieu en Californie du Sud de 1932 à 2000.

Nombre cumulé de séismes avec M>6 en fonction du temps pour la Californie du Sud

Crédits: G. Ouillon, contribution personelle.

On note alors que la période de retour des événements est de 3 ans au lieu de 22 ans.

Cela provient bien sûr du fait que plus l’on augmente la taille spatiale du domaine considéré, plus le nombre d’événements sismiques, donc la fréquence temporelle de l’aléa, augmente.
Afin de comparer la fréquence d’un aléa donné affectant des régions de tailles différentes et observées sur des échelles de temps différentes, on normalise parfois la loi fréquence/magnitude par la durée de la période d’observation et la surface du domaine considéré. On introduit de ce fait une composante liée à la fréquence spatiale du phénomène. Cette construction peut s’effectuer pour divers types d’aléas différents.

remarque Remarque

On voit donc que l’estimation de la fréquence d’un aléa dépend de la définition du domaine géographique auquel on s’intéresse.
Dans le cas de la sismicité, ni la figure relative à Parkfield seul, ni la figure relative à toute la Californie du Sud ne sont réellement utiles, car de grandes métropoles comme Los Angeles ne sont pas menacées par la sismicité d’une seule faille, mais ne sont pas menacées non plus par la sismicité affectant toutes les failles de la Californie.
De plus, les caractéristiques de la sismicité peuvent changer spatialement (dans le style de déformation, la taille du plus gros événement possible, le taux de sismicité global, etc…).
Il s’ensuivra un découpage de cette région à une échelle intermédiaire, appelé « zonage sismotectonique », dont l’échelle est typiquement de l’ordre de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres.
Une loi fréquence/magnitude est alors calculée pour chaque zone et offre une vision spatio-temporelle simplifiée de la sismicité.

 
Définition

Discipline qui traite la relation entre les séismes et la tectonique