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En quête de failles

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En quête de failles

Bertrand Meyer est professeur à l’Institut des sciences de la Terre de Paris (iSTeP, CNRS/UPMC) et responsable du directoire de la recherche de l’UPMC. Quand il ne gravit pas la montagne de dossiers administratifs qu’il doit traiter, il part vers d’autres sommets loin de la capitale sur les traces de séismes.

 

Quelles sont vos activités de recherche ?

Bertrand Meyer. Je m’intéresse à la tectonique active et la sismicité. Mon champ d’investigation porte sur les mécanismes de déformation de la lithosphère continentale et sur la géologie des tremblements de terre.

 

Où et quand se produisent les séismes ? Avec quelle périodicité se répliquent-ils ? Quels en sont les mécanismes physiques déclencheurs ?

B. M. Difficile d’avoir une réponse tranchée. Les séismes se produisent sur des failles, et la recherche de réseaux de failles actives est un passage obligé. Une fois identifiés, d’autres questionnements font leur apparition : les séismes s’y produisent-t-ils à régulièrement ou non ? Avec quelle magnitude ? Depuis quand ce réseau fonctionne-t-il ? Comment les failles ont-elles évolué ? Quels sont les principaux processus de déformation de la croûte et du manteau lithosphère ?

 

Les séismes sont-ils l’affaire des seuls sismologues ?

B. M. Historiquement oui, mais ils préoccupent aussi les géologues, les mécaniciens et les numériciens qui cherchent à modéliser la rupture sismique et la propagation des failles. L’imagerie satellitaire couplée aux observations de terrain et aux techniques de datation sert à déchiffrer le comportement sismique des failles actives.

 

Quels sont les différents types de faille ?

B. M. Une faille est avant tout une surface assimilable localement à un plan. Les séismes font glisser par à coup les deux massifs rocheux situés de part et d'autre de ce plan. On distingue :

  • Les failles normales, caractéristiques des régions en extension. Le glissement possède une composante verticale et un étirement horizontal. C’est le cas des rifts et des dorsales océaniques.
  • Les failles inverses, inclinées elle-aussi, mais le déplacement horizontal correspond à un raccourcissement. Le mouvement fait chevaucher un bloc sur l’autre et fabrique des chaînes de montagne, comme par exemple dans les Alpes, à la frontière franco-italienne.
  • Il existe enfin des failles verticales ou failles décrochantes sur lesquelles le coulissage horizontal se fait parallèlement à la surface de la terre. La faille de San Andréas en Californie en est un exemple type : la plaque Pacifique coulisse vers le nord par rapport à la plaque Amérique du Nord.

 

 

 

Rupture de surface d’un séisme de magnitude 6.6. Faille décrochante de Gwok, Iran Central. Les fissures disposées en échelon ont jusqu’à un mètre de profondeur et plusieurs dizaine de cm de large. D. R.

 

Que nous apprend l’histoire sismique ?

B. M. Avant les années 1900 et le développement et la généralisation du sismographe, les informations provenaient de témoignages historiques faisant mention de tremblements de terre. Une analyse critique et systématique permet d'établir le catalogue de la sismicité historique d'une région et d’estimer l’intensité maximale des tremblements de terre d’après la nature et l’ampleur des dégâts occasionnés. Pour le bassin méditerranéen, les premiers fragments d'histoire sismique datent d'environ 4.000 ans. Certains tremblements de terre historiques ont vivement marqué la mémoire collective (Jéricho en 1250 avant Jésus-Christ, Bâle en 1356, Lisbonne en 1755...).

Fissure formée lors du dernier tremblement de terre survenu sur la faille de Dehshir. Le remplissage de la fissure par des sables éoliens s’est produit dans les années qui ont suivi le séisme. Les sables sont datés à 2000 ± 200 ans. Cette faille n’a donc pas produit de séisme destructeur depuis environ 2000 ans… D. R.

 

Citadelle millénaire de Bam entièrement détruite en 2003 et en cours de restauration. D. R.

 

D'où l'intérêt d'identifier les failles actives par leur signature morphologique pour déterminer les zones dangereuses.

B. M. En effet, le déchiffrage et la mesure des formes inscrites à la surface du sol, le long des failles, permettent de reculer les limites accessibles à la mémoire sismique et d’accéder à la mémoire géologique des tremblements de terre. Le relief topographique et la morphologie se construisent ou se modifient progressivement autour des failles actives par accumulation de centaines, de milliers de déplacements unitaires correspondant chacun à un séisme.

 

La lecture et l’interprétation du relief permettent de reconnaître, puis caractériser et surveiller les failles dangereuses avant même que leur présence ne nous soit rappelée par l'occurrence d'un séisme destructeur. Cette étape, déterminante pour l'établissement des cartes de risque sismique, est un préalable indispensable à toute investigation ultérieure : estimation de la vitesse moyenne de déplacement sur une faille donnée, de l'intervalle de temps qui sépare un fort séisme du suivant, recherche d'interactions entre différents réseaux de failles.

 

Imagerie satellitaire Quickbird de la faille décrochante de Dehshir. La faille recoupe et décale le réseau de drainage. La mémoire géologique de cette faille, quiescente d’après les catalogues de sismicité historique et instrumentale, indique qu’elle a été et sera donc la source de forts séismes. D. R.

 

Quel est le paysage international de la sismicité ?

B. M. 95 % de l’énergie sismique relâchée à la surface du globe l’est au niveau des frontières de plaques, les 5 % restants le sont sur des failles situées à l’intérieur des plaques. Le pourtour méditerranéen est une large frontière entre les plaques lithosphériques Afrique et Eurasie qui convergent lentement à environ 1 cm/an l’une vers l’autre. La sismicité du Bassin méditerranéen est donc moins intense et moins localisée que celle des frontières de plaques plus rapides et plus étroites.

 

Quelle est votre région de prédilection ?

B. M. J’ai commencé ma carrière sur le plateau tibétain, puis étudié nombre de failles dans le Bassin méditerranéen mais je m’intéresse désormais à l’Iran pris en étau entre, au nord l'Eurasie, et au sud la péninsule arabique. Mes travaux récents concernent les grands décrochements qui découpent l’Iran Central et accommodent la déformation entre un domaine déjà en collision et un domaine encore en subduction. Le tremblement de terre dévastateur de Bam en 2003 reste encore dans les mémoires…

 

Pour en savoir plus :

Institut des sciences de la Terre de ParisNouvelle fenêtre



01/10/12