LES TREMBLEMENTS DE TERRE : DE LA TECTONIQUE DES PLAQUE AU RISQUE SISMIQUE EN PROVENCE

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TECTONIQUE ACTIVE DE LA PROVENCE
O. Bellier1, M. Cushing2, S. Molliex1, D.
Hermitte1, D. Chardon1, F. Nguyen5, A. Revil1,
TJ. Fleury1, P. Guignard1, L. Siame1, S.
Garambois5, Ph. Dussouillez1, M. Sébrier3, G.
Clauzon1, S. Baize2, L. Mocochain1, F.
Hollender4, Ch. Authemayou1, Y. Mazabraud1, D.
Jongmans5 1CEREGE - UMR CNRS 6635 - Université
Paul Cézanne Aix-Marseille 2- IRSN BERSSIN,
Fontenay-aux-Roses 3- LT- UPMC, Paris 4CEA
Cadarache, St Paul-lès-Durance. 5- LGIT-
Université JF Grenoble
8-10 ans de collaboration CEREGE , IRSN, CEA
(Cadarache), UPMC, LIRIGM-LGIT Grenoble, Univ.
Liège, INGV-Rome, Geosciences Azur
(Nice) Programmes et financements IRSN, PNRN
(CNRS) GéoFrance 3D (CNRS-BRGM-Ministère R.)
ACI CatNat (Ministère de la Recherche), SAFE
(EU), ACI FNS, Région PACA, DRE (Paca), CEA
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Contexte - séismicité de la méditerranée
occidentale Domaine intracontinental où
lessentiel de la convergence (5-6 mm/an)
accommodé entre le Nord du Maghreb et le Sud de
lEspagne
Le séisme de Lambesc (11 Juin 1909, M 6) - 46
morts, 300 victimes
La France domaine à sismicité modérée mais non
négligeable!
3
Reliefs failles en Provence
Andréani, 2006
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La Faille de la Moyenne Durance (FMD)
Active sur 3 échelles d observation - séismicité
instrumentale (/-100 ans) -séismicité
historique(/-1000 ans) - paléosismicité
(/-10.000 ans)
Faille majeure (environ 80 km) Séisme max.
potentiel M gt 6
La Faille de la Trévaresse
Réactivée en 1909 (M 6)
Propagation vers le Sud de la FMD?
5
LA TECTONIQUE Les séismes et les failles
Guelluck
6
Relief érosion / tectonique
Problème lérosion!
Godard, 2007
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Localisation de la déformation Tectonique
Localiser !
Localiser !


Dans le Quaternaire, le terrain
dur, dur
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LocaliserCombiner les méthodes  haute
résolution  (imagerie), topographie numérique
(MNT), géomorphologie, géophysique (profonde et
surface)
La Faille de la Moyenne Durance (Manosque)
Baroux, 2000
Prospection géophysique de sub-surface
Le radar
L électrique
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Cartographie et Segmentation de la Faille de la
Moyenne Durance
Longueur des segments max. 16 à 17 km
Magnitude 6.3-6.5
Longueur totale de la faille 80 km
Magnitude Max. /- 7?
Cushing, Bellier, 2003
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Quantifier vitesse de déplacement des failles
Marqueurs géomorphologiques décalés et datés
vitesse (Vd/t)
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Quantifier vitesse de déplacement long terme -
intégrée sur environ 15 Ma - (base Burdigalien
20 Ma, mais inversion tectonique 15 Ma)
Vitesse de 0.1 mm/an -significative des taux de
déformation actuels?
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Quantifier cinématique de faille et régime de
contrainte
Localisation
Deux cinématiques successives dans le Miocène
(ex. Vindobonien 15-10 Ma)
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Quantifier - vitesse de déplacement de la Faille
de la Moyenne Durance à l échelle du Quaternaire
moyen (lt100.000 ans)
- Rejets terrasses alluviales
- Ages cosmonucléides / taux d incision
Vitesse lt 0.1 mm/an (0.03 mm / an - 70.000 ans)
Siame et al., EPSL, 2004
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Sismotectonique (réseau sismo IRSN séismicité
1999-2006)
Sismicité associée à la FMD localisée
majoritairement dans la couverture
sédimentaire -gt Thin-skin tectonics Sismicité
crustale  autour de la FMD  traduisant
l activité de structures profondes -gt 14 km
(Valensole, Lubéron, Jouques)
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Mécanismes aux foyers
Axes P-T et régime tectonique
Inversion des plans de mouvement des mécanismes
Grande cohérence des axes PT Régime
transpressif régional (senestre- inverse sur la
FMD) - hétérogénéités locales Cohérent avec
champs de contrainte régional (cf.Baroux et al.,
GJint 2001) Découplage socle / couverture
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gt propagation de la déformation active de la
Faille Moyenne Durance vers le Sud ?
Sismicité instrumentale
Sismicité historique
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Propagation vers le sud du front de déformation
alpine ?
Déformation décrochante post-Oligocène, i.e.
Alpine (10 Ma), sur la Faille dAix
Guignard, Bellier, Chardon, 2005
Relation Faille Moyenne Durance Faille dAix ?
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Investigation géophysique résistivité électrique
H/V (collaboration CEREGE/IRSN)
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Travail en cours IRSN-CEREGE-CEA
Un marqueur, limite marin-continental du canyon
messinien, (lt5.3 Ma) affecté par zone de faille

• Vitesse de déplacement intégrée sur 5 Ma
• vertical 150 m gt 0,03 mm/a
• horizontal (pitch 5-15) 0,2 mm/a

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Propagation vers le sud du front de déformation
alpine
Faille Moyenne Durance Faille d Aix
gt Transfert de la déformation sur les failles
E-W à vergence Sud Ex. le chaînon de la
Trevaresse source du séisme de 1909 (Chardon
Bellier, 2002 Chardon et al., 2005)
Le séisme de Lambesc (11 Juin 1909, M 6) - 46
morts, 300 victimes
Guignard, Bellier, Chardon, 2005
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Séisme de Lambesc (1909)
La faille de la Trevaresse source du
1909 Topographie le chaînon de la
Trevaresse Segmentation 2 segments majeurs
Chardon et al., 2005
Une segmentation complexe 2 segments majeurs
Lmax (ouest) 10 km gt Mw 5.7-6,0 Lmax (est)
8 km gt Mw 5.6-5.8 L (total) 14-18 km gt
Mw 5.7-6.3
/ Mw 1909 6.0
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Localisation Magnitude / surface rupture gt
Faille enracinée ?
Baroux et al., JGR, 2003
Chardon Bellier, BSGF, 2003
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Déformation en Surface ?
Géométrie 3D
Paléosismologie
Pas de rupture de surface associée à
lescarpement majeur
 Scarp  conflit tectonique/érosion (naturelle
et anthropique) Rôle important de lérosion
différentielle
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Anomalies topographiques - Tectonique active
Levés topo MNT réalisés par D. Chardon et D.
Hermitte
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Propagation de la déformation
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Déformation active sur faille  aveugle  ? NON,
Rupture de surface possible!
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Paléosismologie gt 3 à 10 ruptures (lt 100- 300
ka)
Vitesse déplacement (11-17m) 100 ka- 300 ka
0.3-0.05 mm/an
Récurrence raisonnable (M6-6.3) gtgt 1000 ans
(10.000 ans)
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La Faille de Salon - Cavaillon
Chardon et Bellier, 2003
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La Faille de Salon - Cavaillon
Une faille majeure, très peu connue !
Terrier, 2005
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Résultat deux détournements quaternaires de la
Durance
Datation 10Be du dernier détournement lt 35 ka
(/ taux de dénudation de 4 m/Ma)
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Conclusions
Faille de Salon - Cavaillon

• FSC rampe oblique majeure, sépare deux domaines
  présentant des modalités de déformations
  différentes
• Cinématique récente à actuelle de la FSC
  dextre à composante normale
• Mouvement différentiel récent de la FSC gt
  bouleversement morphologiques importants au
  Quaternaire, i.e., 2 détournements successifs du
  cours de la Durance (dernier détournement à
  environ 35000 ans).

Conclusion générale
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Comprendre à léchelle des plaques!
Sismicité instrumentale / Champs de contrainte
régional
1- Influence directe de la convergence Afrique
-Europe peu probable !
Baroux, Béthoux, Bellier, 2001
2- Découplage croûte manteau / découplage dans
la croûte? 3- Et le  sel  dans tout ça? la
rôle des couches ductiles