Rupture Sismique des Faille Normales Sous-marines – SerSurF

Le projet SerSurF a pour objectif l’acquisition et l’analyse de données pour caractériser les ruptures co-sismiques associées à l’activité de failles sous-marines (longueur, déplacement, nature). Ces données sont nécessaires à l’évaluation du risque sismique et de tsunami à court terme, et à la caractérisation à long terme de la réponse dynamique des failles aux séismes. La morphologie détaillée des escarpements de faille permet également de contraindre les relations entre déformation, érosion et sédimentation, et les processus qui peuvent interagir avec les failles, en particulier l’activité volcanique. Alors que ce type d’étude est couramment réalisé à terre, les observations en milieu sous marin sont restées à ce jour très incomplètes et n’ont pas fourni de mesures systématiques en raison des difficultés technologiques liées à la difficulté de travailler sous l’eau. Le projet SerSurF va mettre en œuvre des techniques de pointe pour collecter des données sous-marines de haute résolution à des échelles comparables à celles que l’on utilise pour les mesures à terre.

Pendant la campagne océanographique SUBSAINTES (programmée en avril 2017 sur le N/O Atalante), nous allons déployer deux engins sous-marins, le ROV (Remotely Operated Vehicle) VICTOR et l’AUV (Autonomous Underwater Vehicle) Aster X, pour explorer, cartographier, imager, échantillonner et complètement caractériser pour la première fois une rupture co-sismique sous marine dans son environnement tectonique et volcanique. La zone cible est la faille normale de Roseau, dans les Petites Antilles, dont l’activité a généré le séisme des Saintes en 2004 (magnitude 6,3) qui en a provoqué la rupture. Elle fait partie d’un réseau de failles qui interagit avec l’activité volcanique de l’arc des Antilles et qui délimite le graben des Saintes, accommodant la déformation intra-arc entre la Guadeloupe et la Dominique. La faisabilité de notre approche a été démontrée lors d’une étude pilote réalisée en 2013, au cours de laquelle le déplacement co-sismique associé au séisme de 2004 a pu être mis en évidence.

Le projet a trois objectifs majeurs : (1) caractériser les structures de déformation co-sismique associées à la rupture d’une faille sous-marine et quantifier le déplacement co-sismique en surface ; (2) montrer si l’érosion, la sédimentation et l’endommagement de la faille sont co-, inter- ou post-sismiques ; (3) contraindre l’évolution à long terme de la faille, en particulier les vitesses de mouvement, d’érosion et de sédimentation, ainsi que les intervalles de récurrence sismique. Les données acquises permettront également de vérifier si l’on peut appliquer aux failles sous-marines les modèles numériques développés pour la morphologie des failles à terre. Enfin, nos protocoles d’approche devraient pouvoir être mis en œuvre pour l’étude d’autres failles sous-marines dans des environnements différents.

L’équipe multidisciplinaire réunit cinq partenaires français et trois internationaux, leaders dans la cartographie et l’imagerie sous-marine, la dynamique des failles, l’étude des séismes, la volcanologie, la géochimie et la datation des roches, et avec une longue expérience de l’utilisation d’engins pour l’exploration sous marine. Elle a également une excellente connaissance de la zone des Petites Antilles, acquise au cours de nombreuses campagnes à terre et en mer.
Les Antilles françaises, situées dans une zone à risque sismique et de tsunami, sont surveillées par l’Observatoire Volcanologique et Sismologique de l’IPGP. Les résultats de ce projet contribueront à une meilleure évaluation du risque et à l’élaboration d’une meilleure stratégie de prévention dans la zone. On peut donc en attendre un impact sociétal significatif.