Une équipe franco-jordano-israélienne se penche sur la faille du Levant

Vendredi, 30 janvier 2009


En bordure de plaques tectoniques, la faille du Levant joint la Mer Rouge au Caucase en coupant le moyen orient. Elle est susceptible de causer d'importants séismes comme par le passé. Evaluer les risques encourus par les pays limitrophes implique une meilleure connaissance de la faille et de son fonctionnement actuel et passé. Une équipe de chercheurs français, jordaniens et israéliens a pu, à la suite de deux campagnes de mesures GPS menées en 1999 et 2005, mesurer la vitesse instantanée de la faille (4.9 ± 1.4mm/an). Cette étude parue récemment dans Journal of Geophysical Research a été réalisée dans le cadre des programmes de l'Institut national des sciences de l'Univers, DyETI et ACI « catastrophes naturelles » du MESR.

La faille du Levant, longue de plus de 1000km, constitue la limite entre la plaque Arabie, à l'Est, et la plaque Afrique, à l'Ouest. Elle connecte la ride médio-océanique de la Mer Rouge, au Sud, à la zone de collision continentale du Caucase, au Nord, où elle rejoint une autre faille majeure : la faille Est Anatolienne. Il s'agit donc d'une des principales failles de la tectonique des plaques. Bien qu'ayant été responsable de séismes majeurs, de magnitude supérieure à 7, au cours des temps historiques (551AD, 1068AD et 1202AD pour les plus notables, ressentis dans tous le bassin Méditerranée), cet accident géologique majeur en Méditerranée Orientale, proche de grandes villes comme Jérusalem, Damas ou Amman, est resté longtemps peu étudié car d'un accès difficile, essentiellement pour des raisons politiques.

Néanmoins, depuis maintenant un peu plus de 10 ans, plusieurs équipes françaises ont travaillé avec succès sur différents aspects du fonctionnement de cette faille, notamment pour la cartographier précisément, en définir la vitesse de glissement sur de grandes échelles de temps et reconstituer l'histoire des séismes passés. Par contre, sa vitesse instantanée de glissement, paramètre clef pour faire le lien entre les déplacements à long terme et l'occurrence des séismes était restée, jusqu'à ce jour, très mal connue et fait l'objet de débats (vitesse estimée à 2 à 10 mm/ans selon les auteurs).

En effet, pour mesurer la vitesse instantanée de glissement d'une faille, on dispose généralement des récepteurs GPS sur des repères scellés dans le sol le long de profils perpendiculaires à la faille, jusqu'à des distances de l'ordre de 100km, dont on mesure très précisément la position. En répétant plusieurs fois à quelques années d'intervalles la mesure, on peut quantifier le déplacement relatif des repères et en déduire la vitesse de la faille. Dans le cas de la faille du Levant, de telles mesures impliquent forcément de traverser des frontières rendues sensibles par le contexte géopolitique, et sont donc difficiles, sinon impossibles, à obtenir.


Malgré tout, grâce à une collaboration unique entre des équipes jordaniennes (Seismology Division, Natural Resources Authority, Amman), israéliennes (Institute of Earth Sciences, Hebrew University of Jérusalem et Geological Survey of Israël) et françaises de l'Institut de physique du globe de Paris (INSU-CNRS, Paris Diderot) et de l'Ecole et observatoire des sciences de la Terre de Strasbourg (INSU-CNRS, Université de Strasbourg), deux campagnes de mesure GPS ont pu être menées en 1999 et 2005 afin de déterminer, pour la première fois avec un tel dispositif, la vitesse instantanée de la faille du Levant, au Sud de la Mer Morte. Des stations permanentes israéliennes ont également été prises en compte.

Toutes les vitesses parallèles à la faille sont reportées sur ce diagramme en fonction de la distance (est ou ouest) des sites d'observation à la faille. Chaque mesure est indiquée avec sa barre d'erreur. La ligne continue indique le meilleur modèle, le fond grisé l'indice de 95% de confiance. Ce modèle permet de déterminer la vitesse moyenne (V : 4,9 mm/an). La forme même de la courbe qui s'aplatit et passe par zéro indique qu'il y a blocage jusqu'à une certaine profondeur (D = 11,5 km). © IPGP (INSU-CNRS, Paris Diderot). La vitesse instantanée de glissement de la faille s'établit à 4.9 ± 1.4mm/an. Elle est très similaire à la vitesse de glissement mesurée pour des durées de plusieurs milliers d'années, comme l'indiquent les études basées sur la géomorphologie et la datation des terrasses alluviales liées au fonctionnement de la faille (résultats présentés par les mêmes auteurs à la dernière assemblée de l'American Geophysical Union, San Francisco décembre 2008). Ces mesures ont aussi permis de déterminer une profondeur de blocage moyenne, de l'ordre de 12km, c'est-à-dire la profondeur au-delà de laquelle le glissement entre les deux plaques peut s'effectuer de façon asismique, sans secousses.

Outre l'intérêt pour les groupes travaillant sur la faille du Levant, cette étude est importante dans le cadre du débat qui anime aujourd'hui la communauté scientifique concernant les déformations de la croûte terrestre et la notion de cycle sismique, essentielle pour l'évaluation des risques. En effet, l'absence de continuité sur plusieurs échelles de temps de la vitesse de glissement d'une faille rendrait très difficile, sinon absurde, la notion de cycle sismique selon laquelle les séismes se produisent, sur une faille donnée, à intervalles relativement réguliers par le relâchement des contraintes accumulées par la croûte terrestre, de manière élastique du fait de la tectonique des plaques, durant des périodes pouvant aller de quelques dizaines à plusieurs milliers d'années.

Par ailleurs, cette étude montre que ce segment de la faille du Levant, contrairement à ce que certaines études avaient suggérées, ne présente pas de glissement asismique (sans secousses) significatif, comme l'indique le profil de glissement perpendiculaire à la faille et donc que le chargement élastique dû au mouvement des plaques à grande échelle doit être relâché lors de grands séismes. Compte tenu de la population importante qui vit à proximité de la faille, en Israël, en Jordanie, au Liban où en Syrie, c'est une donnée importante pour une meilleure évaluation du risque sismique dans la région.

Source(s): 

« Slip rate and locking depth from GPS profiles across the southern Dead Sea Transform » par M. Le Béon, Y. Klinger, AQ Amrat, A. Agnon, L. Dorbath, G. Baer, JC Ruegg, O. Charade et O. Mayyas, publié dans J. Geophys. Res., 113, B11406, doi : 10.1029/2007JB005280.

Contact(s):
  • Yann Klinger, IPGP (CNRS-INSU, Paris Diderot)
    klinger [at] ipgp [dot] fr, 01 83 95 76 23
  • Amotz Agnon, Hebrew University of Jerusalem
    amotz [at] cc [dot] huji [dot] ac [dot] il

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