Caractéristiques de la sismicité dans le Nord-Ouest de la France

Créé en 1921, le Bureau Central Sismologique Français (BCSF) est responsable de la détection, et de la localisation des séismes en France, ainsi que de l’estimation de la magnitude de ceux-ci et de l’intensité des secousses. Il diffuse l’information sous forme de bulletins publiés (site France Séisme). Avec le Réseau National de surveillance sismique (RéNaSS, créé vers 1980), le BCSF constitue le Service National d’Observation BCSF-RéNaSS.

Jusqu’en 2011, le Réseau National de surveillance sismique (RéNaSS, créé vers 1980) et le Laboratoire de détection géophysique du CEA ont concentré leurs efforts de détection sur des zones sensibles (autour des centrales nucléaires) ou des zones connaissant des séismes de magnitude supérieure à 3,5. Le quart NO de la France était donc peu couvert et son réseau de stations sismiques permanentes était insuffisant pour détecter et localiser les séismes de faible magnitude.

Depuis 2017, à la faveur de l’infrastructure de recherche Epos-France (ex-Résif), l’Osuna a pu déployer de nombreuses stations sur toute la Bretagne, les Pays de la Loire, une partie de la Normandie, le Centre Val de Loire et la Nouvelle-Aquitaine, dont certaines dans les îles. Le Nord-Ouest de la France bénéficie donc à présent d’un réseau de 28 stations, majoritairement plus sophistiquées et sensibles que les anciennes stations, installées et maintenues par l’Osuna (Damien Fligiel, Pierrick Gernigon, Mickaël Bonnin et Éric Beucler). Les données sont ensuite collectées et qualifiées au niveau national pour être mises à disposition de tous.

Résif, le Réseau sismologique et géodésique français, a été lancé en 2009 pour fédérer, moderniser et développer les moyens d’observation géophysique de la Terre interne. Il contribue à l’infrastructure européenne European Plate Observing System (EPOS). En novembre 2023, il est devenu Epos-France.
Actuellement, l’Osuna entretient et suit trois stations du RAP (réseau d’accéléromètres) mais la grande majorité des 28 stations suivies par l’Osuna alimentent le RLPB (réseau large bande permanent) qui détecte les séismes de faible amplitude.

Les stations se composent d’un vélocimètre avec parfois un accéléromètre. Elles alimentent les Services Nationaux d'Observation (SNO) RAP, RLBP (Réseau Large Bande Permanent) et BCSF-RéNaSS. A l’avenir, grâce au Contrat Plan Etat-Région « 2021-2027 », des stations de la région Pays de la Loire seront multi instrumentées avec des stations météos, des gravimètres et des stations GNSS, ce qui permettra d’alimenter le SNO RéNag (Réseau National GNSS permanent).

Avant 1962, en raison de l’absence de stations instrumentées, la localisation et l’estimation de l’intensité des séismes est faite sur la base des témoignages de séismes ressentis et des archives historiques. Les connaissances collectées sont conservées dans la base de données SisFRance. Cet important travail d’exploration des archives historiques se poursuit pour documenter les séismes d’avant 1962.

A partir de 1962, des stations instrumentées ont été installés mais, contrairement à l’Auvergne, le NO de la France restait peu ou pas couvert : suite au séisme d’Oléron en 1972 la région a commencé à être instrumentée notamment en Charentes et en Vendée et quelques stations isolées ont également été installées à Rennes et près de Brest.

Jusqu’en 1977, la localisation des épicentres des séismes dans le NO était faite avec une incertitude de plus de 10 km. L’estimation de la profondeur était particulièrement difficile. Les mesures réalisées avant 2010 montrent que le NO semble connaître des séismes de plus forte magnitude que la moyenne nationale. En réalité, deux éléments ont pu conduire à une surestimation de la magnitude moyenne des séismes de l’Ouest : tout d’abord un sous-sol géologique qui atténue moins les ondes (l’énergie dégagée au foyer du séisme arrive moins atténuée à la surface), ensuite la faible couverture du territoire par des stations ne permettait pas de détecter les séismes de faible magnitude.

A partir de 2010, le projet Résif-Epos France a permis d’installer 24 stations supplémentaires, majoritairement du RLBP, ce qui a conduit à une très forte augmentation du nombre de séismes de faible magnitude détectés (magnitude ≤ 2).

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. (Plus d'informations)

La très grande majorité des séismes de faible magnitude détectés sont d’origine humaine (tirs de carrière ou explosions d’exercices militaires ou de mines sous-marines de la seconde guerre mondiale). L’augmentation du nombre de stations et de la sensibilité a donc nécessité de revoir la façon de trier et d’analyser les différentes ondes perçues, notamment en créant des moyens de discrimination automatique des séismes. Cela a été l’objet de la thèse de Céline Hourcade à Nantes, au Laboratoire de Planétologie et Géosciences. Ce travail de thèse a utilisé un algorithme combinant une méthode de détection plus sensible et de l’intelligence artificielle pour discriminer les séismes des fausses détections, puis séparer les séismes d’origine naturelle et anthropique. Sur la période de janvier 2018 à décembre 2021, cette méthode a permis de doubler le nombre de séismes naturels de faible magnitude détectés dans le quart NO. A l’avenir, il sera sans doute nécessaire de mettre en routine cet outil à l’Osuna et de l’utiliser pour réanalyser les catalogues de séismes naturels de faible magnitude du grand Ouest qui ont pu intégrer par erreur des séismes d’origine humaine.