par Nowé, Sylvain 
Président du jury Fontijn, Karen
Promoteur Caudron, Corentin
Co-Promoteur Lecocq, Thomas
Publication Non publié, 2024-09-02
Président du jury Fontijn, Karen
Promoteur Caudron, Corentin
Co-Promoteur Lecocq, Thomas
Publication Non publié, 2024-09-02
Thèse de doctorat
| Résumé : | Dans la partie sud-est de l'Islande se trouve la deuxième plus grande calotte glaciaire d'Europe, le Vatnajökull, où divers phénomènes naturels agissent comme sources de signaux sismiques, notamment les événements volcaniques, les dynamiques océaniques, les mouvements des glaciers et l'activité des rivières. Ces sources sont souvent interconnectées et peuvent représenter d'importants risques pour les habitants et infrastructures, les jökulhlaups (islandais pour inondations de débâcle glaciaire) étant les plus fréquents. Cette thèse comprend trois études distinctes : une enquête exploratoire sur les principales sources sismiques naturelles dans la région du Vatnajökull, et deux études ciblées sur les séquences sismiques des jökulhlaups de Skaftárkatlar et Grímsvötn, et sur la sismicité saisonnière des cascades. À travers ces études, nos objectifs étaient d'identifier et de caractériser spatialement et temporellement ces sources sismiques et d'identifier des signaux sismiques précurseurs pour les jökulhlaups. De plus, nous avons cherché à déterminer si l'étude de ces sources nécessite l'installation de réseaux sismiques temporaires ou si les réseaux sismiques permanents suffisent. Pour atteindre ces objectifs, nous avons développé un workflow complet basé sur la corrélation croisée des enregistrements sismiques continus et les méthodes associées, englobant la quantification du contenu fréquentiel, le calcul des fonctions de corrélation croisée, le calcul des vitesses de propagation sismique, la localisation des sources sismiques, et la création de séries temporelles. À travers ces trois études, en utilisant un workflow de base similaire, nous avons obtenu des résultats intéressants et prometteurs. La première étude a identifié, localisé et caractérisé avec succès trois principales sources sismiques dans la région du Vatnajökull, comprenant une source océanique permanente, une source volcanique épisodique, et une source saisonnière liée aux rivières glaciaires. La deuxième étude a localisé avec succès la sismicité associée aux jökulhlaups, caractérisé leurs séquences sismiques, et identifié des signaux sismiques précurseurs pour certains d'entre eux. La troisième étude a localisé et caractérisé avec succès la sismicité liée à des cascades jumelles appelées þrymur et Svartifoss, et a établi une corrélation directe entre le contenu en eau et l'activité sismique. En fin de compte, nos résultats ont révélé que déterminer la nécessité ou non d'installer des réseaux sismiques temporaires n'est pas chose simple. Dans l'ensemble, cette thèse présente des résultats prometteurs qui ont des implications pour la recherche fondamentale et la surveillance des risques naturels. |
| In the south-eastern part of Iceland lies Europe’s second largest icecap, Vatnajökull, where various natural phenomena act as sources of seismic signals, including volcanic events, ocean dynamics, glacier motions and river activity. These sources are often interconnected and can pose significant natural hazards to people and infrastructure, with jökulhlaups (Icelandic name for glacial outburst floods) being the most frequent occurrence. This thesis comprises three distinct studies: an exploratory investigation into the primary natural seismic sources in the Vatnajökull region, and two focused studies on the seismic sequences of Skaftárkatlar and Grímsvötn jökulhlaups, and the seasonal seismicity of waterfalls. Through these studies, our objectives were to spatially and temporally identify and characterize these seismic sources and identify precursory seismic signals for the jökulhlaups. Additionally, we aimed to determine whether studying these sources requires the installation of temporary seismic arrays or if permanent seismic networks suffice. To achieve these goals, we developed a comprehensive workflow based on cross-correlation of continuous seismic recordings and associated methods, encompassing frequency content quantification, cross-correlation functions computation, seismic propagation velocities calculation, seismic sources location, and time series creation. Across all three studies, utilizing a similar core workflow, we obtained interesting and promising results. The first study successfully identified, located, and characterized three main seismic sources in the Vatnajökull region, comprising a permanent oceanic source, an episodic volcanic source, and a seasonal source linked to glacial rivers. The second study successfully located seismicity associated with jökulhlaups, characterized their seismic sequences, and identified seismic precursors for some of them. The third study successfully located and characterized seismicity related to twin waterfalls called þrymur and Svartifoss, and established a direct correlation between water content and seismic activity. Ultimately, our findings revealed that determining the necessity of installing temporary seismic arrays is not straightforward. Overall, this thesis presents promising results that carry implications for both fundamental research and hazard monitoring. |
