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Séismes et paysagesSéismes et paysages

Jeudi 5 décembre 2013

Correspondant à la libération brutale d’énergie au niveau de failles, les séismes représentent le risque naturel   majeur le plus meurtrier, vis-à-vis duquel les sociétés tentent de se protéger. Pourtant, les séismes ne constituent que l’une des manifestations de la tectonique des plaques  , des soubresauts d’une activité tellurique qui façonne nos paysages.

Séismes et paysages sont ainsi intimement liés, y compris pour des territoires tels que la France métropolitaine où le risque sismique   demeure modéré, et pour lesquels la compréhension de cette relation – parfois complexe – est particulièrement importante pour mieux identifier les zones à risque en ayant accès à la mémoire géologique de la sismicité  . Par ailleurs, avoir conscience que les séismes – mais plus encore, les failles – laissent des traces visibles dans notre environnement, permet à chacun de pouvoir regarder les paysages avec un regard différent.

Reliefs, failles et séismes

Au gré du mouvement relatif des plaques lithosphériques les unes par rapport aux autres, et de leurs collisions, écartements ou coulissages, apparaissent des failles. En raison des frottements importants au niveau d’une faille  , le mouvement entre les blocs de roche de part et d’autre de la faille   est bloqué. De l’énergie est alors stockée le long de la faille  , parfois pendant des milliers d’années. Lorsque la limite de résistance des roches est atteinte, cette énergie accumulée est libérée, sous forme de chaleur, de déplacements permanents des blocs et d’ondes sismiques. Quand les déplacements des blocs rétablissent un nouvel équilibre, le mouvement est à nouveau bloqué. La succession de ces différentes étapes constitue le « cycle sismique ». Types de failles
En fonction de la manière dont les contraintes se sont accumulées, l’on distingue trois grands types de failles dont l’expression dans le relief est très différente : les failles normales, inverses et décrochantes.

Ainsi, les failles inverses sont caractéristiques des chaînes de montagne, alors que les failles normales se retrouvent principalement dans les régions « amincies » comme les dorsales océaniques et les rifts continentaux. A l’inverse, les failles décrochantes ne conduisent généralement pas à la formation de reliefs très marqués, et se traduisent pas des mouvements horizontaux.
Contraintes et failles

En pratique, il est rare que des séismes ne créent des reliefs très marqués : ainsi, lorsqu’à l’occasion de séismes majeurs l’on observe des décalages (ou « rejets ») verticaux plurimétriques, la plupart des séismes modérés se traduit par des déplacements verticaux en surface compris entre 0 et 10 cm. Ce n’est donc pas le séisme  , mais la succession de séismes sur une même faille   – et l’addition des glissements sismiques correspondants – qui peut être visible dans un paysage.

Relief : un combat continu entre tectonique et érosion

Le relief doit par conséquent être considéré comme la résultante de déformations cumulées sur de longues périodes de temps. Dès lors, la tectonique, qui tend à augmenter le relief, est mise en concurrence avec le processus d’érosion qui tend à l’inverse à l’aplanir. Ainsi, en fonction d’une part de la fréquence et de l’ampleur des séismes qui accentuent le relief par à-coups, et d’autre part du taux d’érosion qui nivelle en continu les reliefs, un paysage gardera trace ou non de son histoire sismique.

Même si ce « combat » tectonique/érosion dépend lui-même de nombreux facteurs (type et taux d’activité des failles, climat, géologie, etc.), il est à noter que le plus souvent, seules les failles actives sont visibles dans les paysages, alors que les failles « lentes » peuvent apparaître inactives à l’échelle de plusieurs milliers d’années car leur expression morphologique est atténuée, voir même effacée. En effet, faute d’activité tectonique régulière pouvant donner lieu à des séismes, les reliefs d’origine tectonique s’érodent au point de ne plus pouvoir être identifiés directement dans le paysage. Pour autant, une faille   peut continuer à influencer le modelage de paysages même lorsqu’elle n’est plus visible…

Séismes et paysages vus par Eric Appéré

En déplaçant les blocs des failles les uns par rapport aux autres, la tectonique peut mettre en contact différents types de formations géologiques de part et d’autre des « plans de faille   », aux caractéristiques parfois très différentes. Ainsi, selon qu’une formation sera plus ou moins dure que sa voisine, celle-ci aura tendance à être érodée plus lentement ou au contraire plus rapidement, créant ainsi des reliefs très contrastés de part et d’autre du tracé de la faille  . C’est dans ce cas l’érosion « différentielle » qui permet de garder trace dans le paysage de la présence d’une faille  . Ainsi en est-il de la faille   de la Moyenne Durance qui délimite, à l’est, le vaste plateau de Valensole constitué de roches sédimentaires relativement tendres, et à l’ouest, des collines et massifs montagneux constitués de roches plus dures.

Quelques exemples

Des failles dans le paysage du pays du séisme   de Lambesc…

Siège du dernier grand séisme   destructeur survenu en métropole, le séisme de Lambesc de 1909, la Provence est traversée par de nombreuses failles. Plusieurs des failles actives de la région - telles que celles de Salon-Cavaillon ou de la Moyenne Durance - suivent une direction globalement nord/sud et sont décrochantes.

Dans la partie occidentale de la Provence, entre ces grandes failles décrochantes, d’autres failles sont orientées est-ouest et sont associées à de petits chaînons montagneux plissés biens visibles dans le paysage comme le massif du Lubéron. Ce sont des failles inverses (en compression). Certaines sont chevauchantes vers le nord, comme la faille   du Ventoux et de Lure, d’autres vers le sud, comme la faille   de la Trévaresse qui est à l’origine du séisme   de Lambesc.

Failles dans le paysage entre le Mont Ventoux la Montagne de Lure et le Luberon
Failles dans le paysage entre le Mont Ventoux la Montagne de Lure et le Luberon
Source : Landsat / IGN - CRIGE ; BRGM?

Il a en effet été démontré que c’est bien la réactivation de la structure de la Trévaresse qui est responsable du séisme   survenu en 1909. Par ailleurs, la comparaison de mesures de nivellement réalisées juste après le séisme   avec des modèles de failles a récemment permis de montrer que cet événement sismique a laissé son empreinte dans le paysage en abaissant de quelques centimètres la zone située au sud de la faille   de la Trévaresse, et en soulevant la zone de plissement située au nord. Invisible en surface, des traces de ces déplacements liés au séisme   de Lambesc ont pu être mis en évidence par l’observation du décalage de dépôts sédimentaires en creusant une tranchée au niveau de la faille  .
Pour sa part, la faille   de la Moyenne Durance influence également le paysage de la région de manière très notable, en guidant de manière très rectiligne le cours de la rivière Durance entre Château-Arnoux et Mirabeau.

… et de celui du fossé Rhénan

Joignant du nord au sud les villes de Francfort (Allemagne), Strasbourg et Bâle (Suisse), le fossé Rhénan constitue un bassin d’origine tectonique (ou « graben ») qui s’étend sur plus de 300 km, avec une largeur moyenne de 40 km environ. Bien visible dans le paysage, il est bordé de part et d’autre par des reliefs montagneux que sont le massif des Vosges à l’ouest, et le massif de la Forêt Noire à l’est.

Le fossé Rhénan résulte de l’amincissement de la croute terrestre à la faveur de contraintes extensives, et présente une structure en « marches d’escalier », que séparent des failles normales. Marquant fortement le paysage de leur empreinte, les failles bordières délimitent pour leur part le graben, à l’ouest et à l’est, des massifs qui le bordent.

Fossé Rhénan
Fossé Rhénan
Haut : principales failles et séismes historiques
Bas : morphologie générale

Plusieurs indices d’activité tectonique récente sont décrits en Alsace et dans les régions limitrophes dans la base de données NéoPal. Ils attestent de l’activité tectonique quaternaire à actuelle de cette région. Associée à ces failles, le fossé Rhénan présente une activité sismique régulière, marquée notamment par le séisme   de Bâle de 1356 qui constitue l’un des plus forts événements rapportés en Europe de l’ouest.