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Failles et séismes: "anguille sous roche"?

Dossier - Qu'est-ce qui fait trembler la terre ?
DossierClassé sous :géologie , Incontournables , faille

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Dans ce dossier, Olivier Bellier traite des tremblements de terre. Il évoque le « moteur » des tremblements de terre (ou séismes) et leur lien avec la tectonique des plaques, modèle qui aujourd’hui explique l’ensemble de la dynamique et de la vie interne de la Terre. Puis il aborde les différents « outils » qui permettent d’étudier les séismes et les failles qui les génèrent. Après avoir évoqué la prise en compte du risque sismique en traitant rapidement les notions de prévision et de prévention, il évoque la « vie sismique » de la France, pour finalement focaliser la fin de ce dossier sur la sismicité de la Provence, domaine à sismicité relativement élevée eut égard à la sismicité modérée de la France.

  
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En France ... des séismes destructeurs possibles ! Mais où sont les failles ? Même si les tremblements de terre constituent probablement la catastrophe naturelle la plus meurtrière sur notre planète, ce n'est qu'à la fin du siècle dernier que les géologues établirent un rapport entre les failles et les tremblements de terre. C'est à partir de ce moment qu'ils commencèrent à comprendre qu'une bonne connaissance de l'histoire et du comportement des failles impliquait une meilleure connaissance de l'histoire sismique et donc de l'aléa sismique d'une région. L'évaluation de l'aléa sismique repose, en premier lieu, sur la localisation des déformations actives, autrement dit sur une bonne cartographie des failles correspondant à des secteurs à aléa élevé.

Dans une région de tectonique active, les séismes qui se produisent sur les failles laissent des témoignages de leur activité dans la topographie. En effet, secousses après secousses, les séismes forment et déforment des reliefs. C'est donc le cumul des différentes ruptures (glissements sur les failles) au cours des séismes successifs qui modifie l'enveloppe topographique en créant de nouveaux reliefs et en érigeant des montagnes. Il existe plusieurs types de failles en fonction de leur mouvement (en raccourcissement, en étirement, en coulissement...). Chaque faille "sculptera" donc le relief à sa manière, de même qu'un sculpteur va façonner au fur et à mesure des formes successives qui aboutiront finalement à une statue, à "Sa" statue. Mais entre les deux artistes, la tectonique et le sculpteur, les échelles de temps mises en œuvre sont très différentes !

En conséquence, identifier et dater avec précision les formes du relief qui constituent la surface de la Terre est crucial pour comprendre et quantifier les divers processus, tectoniques et sismiques qui la modèlent. La recherche et l'analyse de ces reliefs concernent les géologues de la tectonique active. Les images SPOT de par leur très haute résolution (aujourd'hui : 2,5 m par pixel) ont offert ces dernières années un nouvel outil performant d'investigation pour l'analyse de la tectonique active. En effet, cette résolution permet une cartographie précise de la géométrie des zones de déformation active (Figure 15).

Figure 15 – Image SPOT permettant d’observer une faille décrochante (au milieu de l’image). Le mouvement de cette faille décale latéralement des cônes alluviaux et le réseau hydrographique (rivières) qui les affecte.

Toutefois, dans un domaine à déformation modérée et sous climat tempéré, comme la France métropolitaine, l'analyse de la tectonique active, qui permet d'étendre la fenêtre d'observation de la sismologie, s'avère d'une approche difficile à cause de la dégradation rapide des signaux morphologiques.

En effet l'érosion naturelle comme anthropique (liée à l'activité humaine) entraîne une destruction très rapide des accidents topographiques produits en surface au cours d'un tremblement de terre. Il règne en France un climat tempéré, qui facilite la dégradation des indices morphologiques de l'activité tectonique. D'autre part, les scènes SPOT nous montrent tous les objets visibles à la surface et en particulier ceux dus à l'activité anthropique (villes, cultures agricoles, routes...) qui recouvrent les objets géomorphologiques et certaines structures tectoniques.

D'autre part en France de nombreux escarpements sont d'origine anthropique (talus de route, canaux...). Il convient donc d'analyser la tectonique active et sa signature géomorphologique à différentes longueurs d'ondes par l'utilisation de nouvelles méthodes, basées sur l'analyse de documents satellitaires et de la topographie numérique (MNT, Modèle Numérique de Terrain). Aujourd'hui c'est donc en combinant les MNT et les images hautes résolution (inférieure au mètre) que l'on parvient à détecter le signal de la tectonique dans la topographie. Cette approche permet de palier à la difficulté d'identifier et d'analyser les structures actives dans les zones faiblement déformées et activement érodées. En France, pour avoir une signature d'amplitude suffisante de la déformation analysée, la limite inférieure de l'âge des événements traités doit être de l'ordre de 1 à 2 Millions d'années, c'est-à-dire à l'échelle du Quaternaire.