Évaluation de l’activité sismique quaternaire des failles du Jura méridional
10/12/2015
Camille De La Taille a soutenu sa thèse le 10 décembre 2015 à l'Université de Savoie à Chambéry.
Type de document >
*Mémoire/HDR/Thèse
Unité de recherche >
IRSN/DEI/SARG/BERSSIN
À l'intérieur de l'ensemble jurassien, des accidents verticaux décrochants sénestres recoupent les structures géologiques. Au niveau du Jura méridional, ces failles, du nord au sud, faille du Vuache, faille de Culoz et faille du Col du Chat, affectent une couverture sédimentaire mésozoïque déformée de 2 à 3 km d’épaisseur, et peut être le socle. Elles sont marquées par l’existence d’une sismicité très superficielle. Le premier objectif majeur de cette thèse est d’obtenir de nouvelles informations sur la cinématique quaternaire de ces failles. Le second objectif est de répondre aux interrogations sur la géométrie et l’enracinement des structures du Jura méridional.
Pour répondre à ces questions, j’ai réalisé une étude pluridisciplinaire alliant géophysique de subsurface (tomographie électrique), sismique lacustre haute résolution, déploiement d’un réseau sismologique dédié à la détection des séismes de très faible magnitude, analyse de profils sismiques pétroliers retraités et géologie de terrain (étude de la structure et des déformations des dépôts quaternaires). Nous avons ainsi pu, établir que ces failles sont actives au Quaternaire.
La faille du Vuache s’enracine dans le socle, présente une sismicité historique et instrumentale bien documentée, et affecte dans sa partie sud les sédiments quaternaires comme montré par des profils de résistivité électrique et les profils sismiques haute résolution imageant le remplissage lacustre du lac d’Annecy.
La faille de Culoz présente une sismicité historique et instrumentale soulignant son enracinement dans le socle. À terre, les profils de résistivité électrique illustrent son activité quaternaire. Dans le lac du Bourget, la faille de Culoz présente une structure en fleur en profondeur tandis que vers la surface, dans les sédiments tardi-glaciaire à Holocène, nous avons pu mettre en évidence des fractures de type Riedel. L’observation à terre, de sédiments quaternaires anciens faillés confirme son activité.
La faille du Col du Chat affecte le remplissage post-Würm du lac du Bourget et semble associée à une sismicité profonde.
Les trois failles étudiées montrent une continuité géométrique entre le socle cristallin et la couverture. Ces failles étaient considérées, jusqu’à présent, comme des failles de transfert dans le Jura, lui-même considéré comme une chaine formée sans l’implication du socle. Il semble donc qu’actuellement la déformation du Jura implique le socle. On peut donc reprendre l’hypothèse tirée de l’analyse du profil ECORS, que la déformation la plus récente du Jura est une déformation hors séquence impliquant un chevauchement de socle sous la haute chaîne du Jura réutilisant probablement une faille bordière d’un bassin carbonifère. Ce chevauchement crustal serait alors la principale source potentielle de séismes de forte magnitude de la région.
Grâce aux différentes méthodes mises en oeuvre, les longueurs et la profondeur d’enracinement des failles ont été déterminées. Pour les trois failles étudiées une estimation de la magnitude de moment possible a été réalisée ainsi, un séisme de magnitude Mw de 6.2 à 7.2 est possible sur la faille du Vuache, sur la faille de Culoz un séisme de 6.4 à 6.7 peut survenir, tandis que sur la faille du Col du Chat un séisme de magnitude Mw 5.4 à 6.1 est envisageable.
Les décrochements étudiés présentent des vitesses de glissement de l’ordre du dixième de millimètre par an. Aux vues des contraintes in situ mesurées dans le Jura méridional, le moteur de la déformation de ces failles ne peut pas être expliqué par la seule rotation de la plaque Adria par rapport à l’Eurasie. Il faut donc, à côté de cette rotation, imaginer un moteur de déformation lié à la chaîne elle–même. Ce moteur pourrait être la déflexuration de la plaque suite aux transferts de masse consécutifs à la déglaciation (transfert de masse de la glace et des produits d’érosion suite aux glaciations) et un détachement de la lithosphère subduite induisant une surrection de la partie axiale de la chaîne et une compression horizontale dans les parties externes.
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