Possibles origines de la sismicité dans le Nord-Ouest de la France

Les 300 séismes naturels de faible magnitude détectés et les 7 de plus forte magnitude détectés depuis 2014 questionnent sur leur origine et une potentielle activité des failles du Massif Armoricain.

Les origines de cette activité sismique dans le NO ne sont pas évidentes car cette région est considérée comme une région stable : elle est située loin des frontières des plaques tectoniques et les stations GNSS ne montrent pas de déplacement de la croûte terrestre le long des failles connues. Autrement dit, le moteur tectonique est si lent que l’on ne peut le détecter à notre échelle de temps avec les données à disposition. Il faut donc expliquer l'origine de cette sismicité par d'autres facteurs. Deux pistes de recherche sont ouvertes :

• Cette activité sismique pourrait être un héritage des fortes contraintes causées par les mouvements des plaques : compressives au Paléozoïque et extensives au Mésozoïque lors de l’ouverture de l’Océan Atlantique. Cette activité sismique serait donc causée en quelques sortes par des « courbatures », une conséquence de lointaines mais très fortes contraintes dont la croûte s’affranchit peu à peu.

• Un cumul de différents facteurs à des échelles de temps différentes pourrait jouer un rôle : un rebond post-glaciaire causé par la fontes des glaciers il a plusieurs millénaires (le poids de la calotte glaciaire a disparu dans nos régions mais la croûte pourrait être encore en train de remonter) ; des variations locales de la charge sur la croûte liées à l’érosion progressive du Massif Armoricain et/ou à la sédimentation dans l’Atlantique et la Manche et/ou à des variations très courtes (échelles de jours ou de mois) de la charge hydrologique (marées, variations saisonnières des précipitations). La croûte océanique étant plus dense que la croûte terrestre continentale, la différence de masse pourrait être un élément de forçage supplémentaire dans le quart NO de la France.

Des failles actives dans le quart NO de la France ? Qu’entend-on par failles actives ?

Une faille est considérée comme « active » lorsque celle-ci a rompu au cours des deux derniers millions d’années. Le quart NO de la France comporte de nombreuses failles et a une histoire géologique riche. En particulier, le massif armoricain est majoritairement formé de roches cristallines, vestiges de la formation d’anciennes chaînes de montagne hercynienne et cadomienne. Ces terrains sont traversés par des grandes failles et zones de cisaillement, encore visible dans le paysage actuel.

À grande échelle, si on compare la cartographie des failles avec la distribution de la sismicité depuis 50 ans, il semble que les données s’accordent. Mais si on observe plus finement, il est difficile d’établir un lien clair entre la localisation de l’épicentre d’un séisme et une faille car la localisation des séismes comporte des incertitudes, notamment pour la sismicité instrumentale ancienne (plus de 10 km d’incertitude avant 1977). De plus, il n’existe pas de traces de rupture en surface liée à un fort séisme passé dans le quart NO de la France, ce qui complique l’étude de ces failles sur le terrain.

Comme expliqué plus haut, différentes forces peuvent s’appliquer sur les failles du quart NO et expliquer les séismes observés : forçages externes comme les marées et la fonte des glaciers, un reste d’énergie emmagasinée lors de l’ouverture de l’Océan Atlantique ou bien un forçage tectonique liée à la compression lointaine de la plaque d’Afrique qui ferait rejouer de vielles failles. Pour savoir s’il existe des failles qui ont été actives durant les deux derniers millions d’années dans le quart NO de la France, et en l’absence de rupture visible en surface, il est nécessaire d’aller étudier les sédiments quaternaire (0-2 Ma) potentiellement affectés par une déformation récente liée à l’activité de la faille. La paléosismologie est une discipline qui vise à mieux comprendre l’activité sismique d’une faille en creusant des tranchées au travers des failles et en analysant les interactions failles/sédiments.

L’axe FACT (Failles ACTives) est une initiative nationale fédérant géologues, géophysiciens et paléosismologues travaillant sur l’étude des failles actives en France (lien vers l’actu). FACT est un axe de l’action transverse sismicité de l’IR Résif/Epos-France). Son objectif est de réaliser un inventaire des indices de déformations récentes le long des failles françaises afin d’aboutir à une base de données objective sur l’activité des failles au cours du quaternaire. Cette base de données viendra compléter celles déjà existantes (BDFA, Néopal) réalisée par l’IRSN à proximité des centrales nucléaires.