Cycle sismique et aléa sismique d’un réseau de failles actives : le cas du rift de Corinthe-Patras (Grèce)
Aurélien Boiselet a soutenue sa thèse le 26 mars 2014 à l'ENS de Paris.
Le rift de Corinthe (Grèce) est une des zones d'Europe avec le plus fort taux de déformation (extension de 16 mm/an) et identifiée comme un site majeur pour l'étude des séismes en Europe (20 ans de recherche au travers du projet Corinth Lift Laboratory - CRL - et 4 ans d'études approfondies par le projet ANR-SISCOR). Ce niveau de connaissances acquis particulièrement dans la partie occidentale du golfe de Corinthe, plus précisément entre les villes de Patras à l'ouest et d'Aigion à l'est, offre une excellente opportunité de comparer l'approche basée sur les failles (FB) avec l'approche classique par zone sismotectonique (ZS) couramment utilisée dans les études de risque sismique. Un catalogue de sismicité homogène est construit afin de compléter les bases de données géologiques, géodésiques et géophysiques disponibles dans la littérature et récemment collectées au sein du projet ANR SISCOR.
Le catalogue de sismicité, en Mw, est construit à partir des catalogues provenant de l’Observatoire National d’Athènes et de l’université de Thessalonique mais aussi à partir des données historiques et instrumentales obtenues par le groupe ANR-SISCOR pour la région du CRL. L’analyse de la distribution fréquence-magnitude des séismes confirme que les taux de sismicité sont gouvernés par une statistique Gutenberg-Richter (GR) pour des magnitudes comprises entre 1,2≤Mw<5. Pour des Mw≥5, les taux de sismicité observés tendent à être plus importants que les estimations issues des modèles GR. Ces résultats suggèrent que la zone du CRL possède actuellement un comportement fréquence-magnitude similaire à certaines failles dites "caractéristiques".
En se basant sur l’ensemble des données à disposition, la nature hautement fracturée du réseau de faille est confirmée, avec des segments de failles ne dépassant pas 15 km de longueur à la surface et produisant préférentiellement des séismes de magnitude comprise seulement entre 6<Mw<6,5. Cependant, la possibilité de générer des séismes de M~ 7.0 par la rupture simultanée de plusieurs failles permet de réconcilier les vitesses de glissement estimées pour les failles (par ex. la borne max pour la faille de Psathopyrgos : ≈5mm/an) avec les données sismologiques et paléosismologiques disponibles.
Un arbre logique est développé pour explorer les différentes géométries et scénarios de ruptures reflétant les différentes opinions des membres du groupe ANR-SISCOR. Pour chacune des branches de cet arbre, la probabilité d’occurrence d’un séisme (P.O.S.) de M≥6 pour les 30 prochaines années est calculée. Des modèles de probabilités dépendant du temps (modèles Brownian Passage Time et Weibull) sont également explorés. La probabilité (normalisée par la surface) d’un séisme de M≥6 apparaît plus importante dans la région du CRL que dans l’est du rift de Corinthe. Les estimations de probabilités correspondant au 16e et 84e percentiles sont également déterminées afin de représenter les incertitudes associées aux résultats. Les P.O.S. établies à partir de l’approche par ZS sont comparées à celles obtenues pour chacune des failles considérées dans cette étude. De manière générale, dans l’approche par ZS les P.O.S. sont surestimées par rapport aux estimations pour les failles possédant une faible vitesse de glissement et sous-estimées par rapport à celles possédant une vitesse de glissement élevée (ex. Psathopyrgos, Aigion). De manière générale l’approche par faille pour cette région est toujours affectée par un haut degré d’incertitude, due à la difficulté de contraindre les géométries 3D de ces structures, ainsi qu’à l’incertitude des vitesses de glissements et magnitudes maximum associées. Par exemple, la faille de Psathopyrgos est la faille montrant la plus forte P.O.S. de M>6 pour les 30 prochaines années (12%), toutefois l’incertitude associée (5% - 27%) est également la plus importante parmi les failles de la région.
Enfin, le taux de moment cumulé pour les failles est comparable au taux de moment cumulé estimé à partir du catalogue de sismicité. Le taux de moment sismique de la région CRL montre un déficit de 50 ± 20% par rapport au taux de moment géodésique correspondant. Ces résultats suggèrent la présence d’une déformation asismique.