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Tsunamis : tude de cas au niveaude la cte antillaise franaise

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Gosciences pour une Terre durablebrgm

Tsunamis : tude de cas au niveau de la cteantillaise franaise

Liste des rapports

Ralisation d'un zonage sismique de la plaque Carabepralable aux choix des scnarios de tsunamis auxAntilles franaises - Rapport intermdiaire (Terrier M.,2007, Rapport BRGM/RP - 55376-Fr)Etude de cas au niveau de la cte antillaise franaise :Synthse bibliographique sur les mouvements de terraintsunamignes aux Antilles - Rapport intermdiaire (PoissonB., Rapport BRGM/RP - 55783-FR)Tsunamis : tude de cas au niveau de la cte antillaisefranaise - Modlisation numrique - Rapportintermdiaire (Poisson B. et Pedreros R., RapportBRGM/RP-55761-Fr)Tsunamis : tude de cas au niveau de la cte antillaisefranaise - Rapport de synthse. (Pedreros R., Terrier M.,Poisson B., 2007, Rapport BRGM/RP - 55795 -Fr)

tude ralise dans le cadre de la convention MEDAD-BRGM n CV 05000 195

Tsunamis : tude de cas au niveau de la cteantillaise franaise

Liste des rapports

Ralisation d'un zonage sismique de la plaque Carabepralable aux choix des scnarios de tsunamis auxAntilles franaises - Rapport intermdiaire (Terrier M.,2007, Rapport BRGM/RP - 55376-Fr)Etude de cas au niveau de la cte antillaise franaise :Synthse bibliographique sur les mouvements de terraintsunamignes aux Antilles - Rapport intermdiaire (PoissonB., Rapport BRGM/RP - 55783-FR)Tsunamis : tude de cas au niveau de la cte antillaisefranaise - Modlisation numrique - Rapportintermdiaire (Poisson B. et Pedreros R., RapportBRGM/RP-55761-Fr)Tsunamis : tude de cas au niveau de la cte antillaisefranaise - Rapport de synthse. (Pedreros R., Terrier M.,Poisson B., 2007, Rapport BRGM/RP - 55795 -Fr)

tude ralise dans le cadre de la convention MEDAD-BRGM n CV 05000 195

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Ralisation d'un zonage sismique dela plaque carabe pralable aux

choix de scnarios de tsunamis auxw "'

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ET M L'AMNATlMENT

Gosciences pour une Terre durablebrgm

Ralisation d'un zonage sismiquede la plaque carabe pralable aux

choix de scnarios de tsunamis auxAntilles franaises

Rapport intermdiaire

BRGM/RP-55376-FRMai 2007

tude ralise dans le cadre des projetsde Service public du B R G M 2006 - 06RISH20

Convention M E D D / D P P R C V 05000 195M . Terrier

Avec la collaboration de S . Bes-de-Berc

t-tirn ^a.'flr ~ Iraitm'f

MTMSTtSr Df l.f f OlXXlir.DIT DVELOPPEMENT

11 Bfc L 'AMCAUbMiNT

Vrificateur :

Nom : P. Dominique

Date; $ * ^ ' fSignature :

(Ou Original^ gn par)

Approbateur :

Nom : T. Winler

Date:

Mots cls : zonage, sismes, ala, Antilles, tsunami

En bibliographie, ce rapport sera cit de la faon suivante :

Terrier M., coll. Bes-de-Berc S. (2007) - Ralisation d'un zonage sismique de la plaque carabepralable aux choix de scnarios de tsunamis aux Antilles franaises - Rapport BRGM-RP-55376-FR, 77p, 31fig, Ipl.Ht.

BRGM, 2005, ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM.

Mots cls : zonage, sismes, ala, Antilles, tsunami

En bibliographie, ce rapport sera cit de la faon suivante :

Terrier M., coll. Bes-de-Berc S. (2007) - Ralisation d'un zonage sismique de la plaque carabepralable aux choix de scnarios de tsunamis aux Antilles franaises - Rapport BRGM-RP-55376-FR, 77p, 31fig, Ipl.Ht.

BRGM, 2005, ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM.

Ralisation d'un zonage sismique de la plaque carabe pralable aux choix de scnarios de tsunamis

Synthse

Dans le cadre du Plan Sisme, l'Etat franais a confi au BRGM une tudeprliminaire de l'ala tsunamis aux Antilles franaises . Ce projet fait l'objet d'uneconvention Ministre franais de l'Ecologie et du Dveloppement Durable et BRGMnCV 05000195.

Ce prsent rapport s'inscrit dans le projet global cit ci-dessus. II concernel'identification et la caractrisation de sources sismiques susceptibles de gnrer destsunamis sur la cte antillaise franaise.

Le travail d'identification et de caractrisation des sources tsunamigniques d'originesismique a pu tre ralis grce la compilation et l'analyse :- de bases de donnes et publications relatives la sismicit de la plaque Carabe et

des zones de limites de plaques (donnes instrumentales, historiques, mcanismesau foyer),

- des publications relatives la tectonique de l'arc des Petites Antilles, de l'AmriqueCentrale et des Grandes Antilles,

- des informations bathymtriques,- du zonage sismique probabiliste de la France ralis au dbut des annes 2000.

Le primtre de l'tude concerne la plaque Carabes et ses zones frontalires avec lesplaques Amrique du Nord, Amrique du Sud, Cocos et Nazca. Au total 32 zonessismiques sont individualises et caractrises par un type de dformation principal etle sisme maximal de rfrence.

La poursuite du projet global doit retenir plusieurs scnarios sismiques susceptibles degnrer des tsunamis sur la cte antillaise franaise. Aussi, en conclusion, il estpropos quelques sismes de scnarios qui pourraient gnrer des tsunamis majeurspour la cte antillaise franaise :

- Sisme de scnario zone 2, Marie - Galante , Mmax = 7.5.

- Sisme de scnario zone 12, Prisme d'accrtion Barbuda , Mmax = 8.3.

- Sisme de scnario zone 29, Passage d'Anagueda , Mmax = 7.5.

Sisme de scnario zone 34, La Barbado , Mmax = 7.1.

II s'agit d'une proposition de scnario, mais le zonage sismique ralis pourra servir debase d'autres choix d'vnements sismiques majeurs.

BRGM/RP-55376-FR - Rapport intenndiaire


Synthse

Dans le cadre du Plan Sisme, l'Etat franais a confi au BRGM une tudeprliminaire de l'ala tsunamis aux Antilles franaises . Ce projet fait l'objet d'uneconvention Ministre franais de l'Ecologie et du Dveloppement Durable et BRGMnCV 05000195.

Ce prsent rapport s'inscrit dans le projet global cit ci-dessus. II concernel'identification et la caractrisation de sources sismiques susceptibles de gnrer destsunamis sur la cte antillaise franaise.

Le travail d'identification et de caractrisation des sources tsunamigniques d'originesismique a pu tre ralis grce la compilation et l'analyse :- de bases de donnes et publications relatives la sismicit de la plaque Carabe et

des zones de limites de plaques (donnes instrumentales, historiques, mcanismesau foyer),

- des publications relatives la tectonique de l'arc des Petites Antilles, de l'AmriqueCentrale et des Grandes Antilles,

- des informations bathymtriques,- du zonage sismique probabiliste de la France ralis au dbut des annes 2000.

Le primtre de l'tude concerne la plaque Carabes et ses zones frontalires avec lesplaques Amrique du Nord, Amrique du Sud, Cocos et Nazca. Au total 32 zonessismiques sont individualises et caractrises par un type de dformation principal etle sisme maximal de rfrence.

La poursuite du projet global doit retenir plusieurs scnarios sismiques susceptibles degnrer des tsunamis sur la cte antillaise franaise. Aussi, en conclusion, il estpropos quelques sismes de scnarios qui pourraient gnrer des tsunamis majeurspour la cte antillaise franaise :

- Sisme de scnario zone 2, Marie - Galante , Mmax = 7.5.

- Sisme de scnario zone 12, Prisme d'accrtion Barbuda , Mmax = 8.3.

- Sisme de scnario zone 29, Passage d'Anagueda , Mmax = 7.5.

Sisme de scnario zone 34, La Barbado , Mmax = 7.1.

II s'agit d'une proposition de scnario, mais le zonage sismique ralis pourra servir debase d'autres choix d'vnements sismiques majeurs.



BRGM/RP-55376-FR - Rapport intermdiaire




Sommaire

1. Introduction 9

1.1. CADRE DE L'ETUDE 9

2. Contexte tectonique 13

2.1. LA LIMITE NORD DE LA PLAQUE CARABE : DES GRANDES ANTILLES AUGUATEMALA 15

2.2. LA LIMITE SUD DE LA PLAQUE CARABE 17

2.3. LA LIMITE EST DE LA PLAQUE CARABE : L'ARC DES PETITES ANT1LLES17

3. Recherche et compilation des donnes 23

3.1. SEISMES HISTORIQUES 233. 1.1. Base SisFrance 233.1.2.Base de donnes CERESIS 233.1.3.Base de l'USGS/NOAA (Etats Unis) 233.1 .4. Fichier de sismicit historique compil pour les besoins de l'tude 25

3.2. SISMICITE INSTRUMENTALE 273.2.1. Base de donnes de rUSGS/NEIC 273.2.2. Catalogue de sismicit des observatoires IPGP des Antilles franaises..27

3.3. MECANISMES AU FOYER 29

3.4. FAILLES 29

3.5. DONNEES BATHYMETRIQUES 31

3.6. ZONAGE SISMIQUE DE LA FRANCE, TRAVAUX GEO-TER 31

3.7. ZONAGE DES REGIONS TSUNAMIGENIQUES DE LA PLAQUE CARABE. .33

4. Individualisation des zones sources sismiques 35

4.1. PROPOSITION D'UN ZONAGE SISMIQUE 35

4.2. EVALUATION DES SEISMES PHYSIQUEMENT PLAUSIBLES POUR LESPRINCIPALES FAILLES ACTIVES AUJOURD'HUI IDENTIFIEES AU LARGEDE L'ARCHIPEL DE LA GUADELOUPE 51



Sommaire

1. Introduction 9

1.1. CADRE DE L'ETUDE 9

2. Contexte tectonique 13

2.1. LA LIMITE NORD DE LA PLAQUE CARABE : DES GRANDES ANTILLES AUGUATEMALA 15

2.2. LA LIMITE SUD DE LA PLAQUE CARABE 17

2.3. LA LIMITE EST DE LA PLAQUE CARABE : L'ARC DES PETITES ANT1LLES17

3. Recherche et compilation des donnes 23

3.1. SEISMES HISTORIQUES 233. 1.1. Base SisFrance 233.1.2.Base de donnes CERESIS 233.1.3.Base de l'USGS/NOAA (Etats Unis) 233.1 .4. Fichier de sismicit historique compil pour les besoins de l'tude 25

3.2. SISMICITE INSTRUMENTALE 273.2.1. Base de donnes de rUSGS/NEIC 273.2.2. Catalogue de sismicit des observatoires IPGP des Antilles franaises..27

3.3. MECANISMES AU FOYER 29

3.4. FAILLES 29

3.5. DONNEES BATHYMETRIQUES 31

3.6. ZONAGE SISMIQUE DE LA FRANCE, TRAVAUX GEO-TER 31

3.7. ZONAGE DES REGIONS TSUNAMIGENIQUES DE LA PLAQUE CARABE. .33

4. Individualisation des zones sources sismiques 35

4.1. PROPOSITION D'UN ZONAGE SISMIQUE 35

4.2. EVALUATION DES SEISMES PHYSIQUEMENT PLAUSIBLES POUR LESPRINCIPALES FAILLES ACTIVES AUJOURD'HUI IDENTIFIEES AU LARGEDE L'ARCHIPEL DE LA GUADELOUPE 51



4.2.1. Contexte gologique local 514.2.2. Evaluation des sismes maximaux sur les principales failles actives sous-

marines identifies 55

5. Conclusion 63

5.1. LE ZONAGE SISMIQUE 63

5.2. PROPOSITION DE SCENARIOS 63

6. Bibliographie 67



4.2.1. Contexte gologique local 514.2.2. Evaluation des sismes maximaux sur les principales failles actives sous-

marines identifies 55

5. Conclusion 63

5.1. LE ZONAGE SISMIQUE 63

5.2. PROPOSITION DE SCENARIOS 63

6. Bibliographie 67



Liste des illustrations

Figure 1 - Etudes ralises en 2006-2007 par le BRGM dans le cadre du volet tsunamis du Plan Sisme 9Figure 2 - Place du prsent rapport dans le projet global d'tude de sensibilit desctes antillaises franaises aux tsunamis 11Figure 3 - La plaque Carabe et ses limites avec les plaques Nord Amrique, SudAmrique, Nazca et Cocos (extrait de Cotilla Rodriguez, 1998) 14Figure 4 - Schma structural de l'arc Carabes, d'aprs Stephan et al. (1990), Feuillet(2000), Taboada et al. (2000) 16Figure 5 - Evolution rcente de la limite de la plaque Carabe avec les plaques Nazcaet Sud Amrique, d'aprs Taboada tal. (2000) 18Figure 6 - Sismicit de l'arc des Petites Antilles entre 1950 et 1998, d'aprs Feuillet etal. (2001) 20Figure 7 - Coupe de la subduction hauteur de l'archipel de la Guadeloupe (d'aprsMartin et al., 2002) 21Figure 8 -Coupe de la subduction hauteur de la Martinique (d'aprs Martin et al.,2002) 21Figure 9 - Zonage tectonique de l'arc des Petites Antilles, d'aprs Feuillet (2000) 22Figure 10 -Carte des epicentres de sismes historiques (compilation des donnesSisFrance/Antilles, CERESIS, NOAA) 24Figure 1 1 - Explication des champs descriptifs du fichier de sismicit historiquecompil : fichier seismes.hist.Caraibes 25Figure 12 - Carte des epicentres de sismes instrumentaux enregistrs entre 1973 et2006 au niveau de la plaque Carabe et proximit, avec indication de la magnitudeMs(extrait du fichier NEIC) 26Figure 13 - Explication des champs descriptifs du fichier de sismicit instrumentaleextrait de la base USGS/NEIC : fichier NEIC.Earth-Antilles 27Figure 14 -Carte des failles actives au nord des Petites Antilles (extrait de Feuillet et al.,2004) 28Figure 15 - Zonage sismique de l'arc des Petites Antilles izonage de la crote (plaquechevauchante) 30Figure 16 - Zonage sismique de l'arc des Petites Antilles : zonge de la subduction(plaque plongeante) 32Figure 17 - Localisation des sismes historiques l'origine de tsunamis (pointsrouges), d'aprs McCann (2004, indit) 34Figure 18 - Identification des diffrentes zones sismiques tsunamigniques de laplaque carabe, d'aprs MacCann (2004, indit) 34Figure 19 - Explication des champs associs la table descriptive du zonage sismique 38Figure 20 - Zonage sismique de la plaque Carabe, ralispour l'identification dessources sismiques tsunamigniques potentielles 41



Liste des illustrations

Figure 1 - Etudes ralises en 2006-2007 par le BRGM dans le cadre du volet tsunamis du Plan Sisme 9Figure 2 - Place du prsent rapport dans le projet global d'tude de sensibilit desctes antillaises franaises aux tsunamis 11Figure 3 - La plaque Carabe et ses limites avec les plaques Nord Amrique, SudAmrique, Nazca et Cocos (extrait de Cotilla Rodriguez, 1998) 14Figure 4 - Schma structural de l'arc Carabes, d'aprs Stephan et al. (1990), Feuillet(2000), Taboada et al. (2000) 16Figure 5 - Evolution rcente de la limite de la plaque Carabe avec les plaques Nazcaet Sud Amrique, d'aprs Taboada tal. (2000) 18Figure 6 - Sismicit de l'arc des Petites Antilles entre 1950 et 1998, d'aprs Feuillet etal. (2001) 20Figure 7 - Coupe de la subduction hauteur de l'archipel de la Guadeloupe (d'aprsMartin et al., 2002) 21Figure 8 -Coupe de la subduction hauteur de la Martinique (d'aprs Martin et al.,2002) 21Figure 9 - Zonage tectonique de l'arc des Petites Antilles, d'aprs Feuillet (2000) 22Figure 10 -Carte des epicentres de sismes historiques (compilation des donnesSisFrance/Antilles, CERESIS, NOAA) 24Figure 1 1 - Explication des champs descriptifs du fichier de sismicit historiquecompil : fichier seismes.hist.Caraibes 25Figure 12 - Carte des epicentres de sismes instrumentaux enregistrs entre 1973 et2006 au niveau de la plaque Carabe et proximit, avec indication de la magnitudeMs(extrait du fichier NEIC) 26Figure 13 - Explication des champs descriptifs du fichier de sismicit instrumentaleextrait de la base USGS/NEIC : fichier NEIC.Earth-Antilles 27Figure 14 -Carte des failles actives au nord des Petites Antilles (extrait de Feuillet et al.,2004) 28Figure 15 - Zonage sismique de l'arc des Petites Antilles izonage de la crote (plaquechevauchante) 30Figure 16 - Zonage sismique de l'arc des Petites Antilles : zonge de la subduction(plaque plongeante) 32Figure 17 - Localisation des sismes historiques l'origine de tsunamis (pointsrouges), d'aprs McCann (2004, indit) 34Figure 18 - Identification des diffrentes zones sismiques tsunamigniques de laplaque carabe, d'aprs MacCann (2004, indit) 34Figure 19 - Explication des champs associs la table descriptive du zonage sismique 38Figure 20 - Zonage sismique de la plaque Carabe, ralispour l'identification dessources sismiques tsunamigniques potentielles 41



Figure 21 - Zonage sismique de la plaque Carabe : caractristiques des zones (enitallique, les zones dformation principale dcrochante, donc avec une faiblecapabilit de gnrer un tsunami) 43Figure 22 -Schma de la gologie de l'archipel de la Guadeloupe (d'aprs Feuillet etal., 2004) 51Figure 23 - Carte des principales failles actives de l'archipel guadeloupen, d'aprsFeuillet (2000) 52Figure 24 - Carte des failles sous-marines, au NE de Grande Terre, d'aprs Feuillet(2000) 54Figure 25 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines des grabens NE-SW au large de Grande-Terre, archipel guadeloupen(cfFigure 24) 56Figure 26 - Cartographie des failles sous-marines des systmes de Kanjkera et deMarie-Galante, d'aprs Feuillet et al. (2004) 57Figure 27 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines des grabens deKarukera et de Marie-Galante au large de Grande-Terre,archipel guadeloupen(cf Figure 26) 58Figure 28 - Carte des failles entre les les des Saintes et de la Dominique, d'aprsFeuillet (2000) 59Figure 29 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines, systme de failles NW-SE des Saintes, archipel guadeloupen (Figure 28) 60Figure 30 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines entre Montserrat et Basse-Terre, archipel guadeloupen (cf Figure 23) 60Figure 31 - Proposition de scnarios sismiques pour la modlisation de tsunamis auxAntilles 64

Planche hors texte :

Zonage sismique de la plaque Carabe, ralis pour l'identification des sources sismiquestsunamigniques potentielles.

Annexe

Extrait du fichier Seismes_hist_Caraibes.xls, sismes de magnitude finale, Mw, aumoins gale 6,5.



Figure 21 - Zonage sismique de la plaque Carabe : caractristiques des zones (enitallique, les zones dformation principale dcrochante, donc avec une faiblecapabilit de gnrer un tsunami) 43Figure 22 -Schma de la gologie de l'archipel de la Guadeloupe (d'aprs Feuillet etal., 2004) 51Figure 23 - Carte des principales failles actives de l'archipel guadeloupen, d'aprsFeuillet (2000) 52Figure 24 - Carte des failles sous-marines, au NE de Grande Terre, d'aprs Feuillet(2000) 54Figure 25 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines des grabens NE-SW au large de Grande-Terre, archipel guadeloupen(cfFigure 24) 56Figure 26 - Cartographie des failles sous-marines des systmes de Kanjkera et deMarie-Galante, d'aprs Feuillet et al. (2004) 57Figure 27 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines des grabens deKarukera et de Marie-Galante au large de Grande-Terre,archipel guadeloupen(cf Figure 26) 58Figure 28 - Carte des failles entre les les des Saintes et de la Dominique, d'aprsFeuillet (2000) 59Figure 29 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines, systme de failles NW-SE des Saintes, archipel guadeloupen (Figure 28) 60Figure 30 - Calcul de la magnitude maximale des principales failles actives sous-marines entre Montserrat et Basse-Terre, archipel guadeloupen (cf Figure 23) 60Figure 31 - Proposition de scnarios sismiques pour la modlisation de tsunamis auxAntilles 64

Planche hors texte :

Zonage sismique de la plaque Carabe, ralis pour l'identification des sources sismiquestsunamigniques potentielles.

Annexe

Extrait du fichier Seismes_hist_Caraibes.xls, sismes de magnitude finale, Mw, aumoins gale 6,5.



1. Introduction

1.1. CADRE DE L'ETUDEA la fin de l'anne 2005, le Ministre franais de l'Ecologie et du Dveloppement Durable amis en place une srie d'actions destines rduire la vulnrabilit de la France au risquesismique. C e s actions sont rassembles dans le cadre d'un programme national deprvention du risque sismique, intitul Plan Sisme . C e plan intgre un chantier sur la prvention du risque de tsunami .Dans ce cadre, l'Etat franais a confi au B R G M (Figure 1):

1) la ralisation d'une base de donnes historiques sur les tsunamis,2) deux tudes prliminaires de l'afa tsunami sur les ctes franaisesmditerranennes et antillaises. L'objectif de cette premire approche est d'valuer lasensibilit globale des ctes franaises au phnomne de tsunamis, et de localiserles zones a priori les plus exposes.

Catalogue tsunamishistoriques

Zonage mouvementsde terrainVolcans actifsZonage sismique

Modlesde

simulation

Realisation descnarios

Evaluation de l'aleatsunami

Constitution d'une base de donnesinformatise sur les TSUNAMISsurvenus au cours des temps sur lesctes des dpartements franaisMtropole, Guadebupe, Martinique,Runion.

tude prliminaire de l'alatsunamis du littoral franais :Mditerrane et Antilles

Raliser des scnarios sur Sa based'vnements sismiQues oumouvements gravitaires fes plusforts plausibles et susceptibles degnrer des tsunamis

Figure 1 - Etudes ralises en 2006-2007 par le BRGM dans le cadre du volet tsunamis du PlanSisme

Le prsent rapport s'inscrit dans l'tude globale de sensibilit aux tsunamis de la cteantillaise franaise. Il concerne l'identification et la caractrisation des sources sismiquestsunamigniques potentielles.

B R G M / R P - 5 5 3 7 6 - F R - Rapport intermdiaire


Les objectifs du projet global sont :1) rechercher les zones tsunamigniques a priori les plus dangereuses pour les ctesantillaises franaises.2) simuler des vnements tsunamigniques, choix d'vnements plausibles a prioriparmi les plus catastrophiques : 3 sources proches et 3 sources lointaines.3) acqurir les rsultats de ces simulations en terme de hauteur des vagues au rivage etd'inondation (run-up, distance, vitesse), Cartographie 1/100 000.

Un tsunami {du japonais tsu : port et nami : vague) correspond une srie de vaguesprovoque par une action mcanique brutale et de grande ampleur au niveau d'une mer oud'un ocan. Ces actions sont le plus souvent d'origine tectonique ou volcanique, mais unglissement de terrain ou un impact mtoritique peuvent aussi en tre la cause(contrairement aux autres vagues, les tsunamis ne sont pas crs par le vent). Suite leurgnration, les tsunamis se propagent dans toutes les directions, partois sur plusieursmilliers de kilomtres, jusqu' atteindre les ctes et exercer leur effet dvastateur.Les Petites Antilles se trouvent dans un contexte godynamique actif, avec en particulier lasubduction des plaques nord et sud Amrique sous la Plaque (barabe.

Le prsent rapport concerne la ralisation d'un zonage sismique depuis la limite ouest de laplaque Carabe jusqu' la ride mdio-ocanique de l'Atiantique, pralable l'identificationdes sources tsunamigniques d'origine sismique (Figure 2).La ralisation de ce zonage sismique s'appuie :

- d'une part, sur le zonage sismique de la France publi en 2002 (Combes et al.,2002 Martin et al., 2002),d'autre part, sur l'interprtation des donnes tectoniques, bathymtriques etsismologiques rassembles dans le cadre de cette tude.

Chaque zone est caractrise par un mcanisme de rupture, l'valuation de la magnitude(Mw) du sisme maximal et l'estimation de la rupture en surface (rejet, longueur et superficiedu plan de faille rompu).Le choix des vnements tsunamigniques proches ou lointains s'appuiera sur les rsultatsde ce zonage.

1 0 BRGM/RP-55376-FR - Rapport intermdiaire


Les objectifs du projet global sont :1) rechercher les zones tsunamigniques a priori les plus dangereuses pour les ctesantillaises franaises.2) simuler des vnements tsunamigniques, choix d'vnements plausibles a prioriparmi les plus catastrophiques : 3 sources proches et 3 sources lointaines.3) acqurir les rsultats de ces simulations en terme de hauteur des vagues au rivage etd'inondation (run-up, distance, vitesse), Cartographie 1/100 000.

Un tsunami {du japonais tsu : port et nami : vague) correspond une srie de vaguesprovoque par une action mcanique brutale et de grande ampleur au niveau d'une mer oud'un ocan. Ces actions sont le plus souvent d'origine tectonique ou volcanique, mais unglissement de terrain ou un impact mtoritique peuvent aussi en tre la cause(contrairement aux autres vagues, les tsunamis ne sont pas crs par le vent). Suite leurgnration, les tsunamis se propagent dans toutes les directions, partois sur plusieursmilliers de kilomtres, jusqu' atteindre les ctes et exercer leur effet dvastateur.Les Petites Antilles se trouvent dans un contexte godynamique actif, avec en particulier lasubduction des plaques nord et sud Amrique sous la Plaque (barabe.

Le prsent rapport concerne la ralisation d'un zonage sismique depuis la limite ouest de laplaque Carabe jusqu' la ride mdio-ocanique de l'Atiantique, pralable l'identificationdes sources tsunamigniques d'origine sismique (Figure 2).La ralisation de ce zonage sismique s'appuie :

- d'une part, sur le zonage sismique de la France publi en 2002 (Combes et al.,2002 Martin et al., 2002),d'autre part, sur l'interprtation des donnes tectoniques, bathymtriques etsismologiques rassembles dans le cadre de cette tude.

Chaque zone est caractrise par un mcanisme de rupture, l'valuation de la magnitude(Mw) du sisme maximal et l'estimation de la rupture en surface (rejet, longueur et superficiedu plan de faille rompu).Le choix des vnements tsunamigniques proches ou lointains s'appuiera sur les rsultatsde ce zonage.



Cataloguesde

tsunamishistoriques

Cataloguesde sismicit

faillesactivesen m e r

Localisation etcaractristiquesdes volcansactifs (gomtrieet stabilit ducne, typedmission,frquence)

Couverturesd inventairedu plateau ettaluscontinental

Inventairem o u v e m e n t sde terrainhistonques ouactuels

Zonage sismique (type dedformation, magnitudemaximale, rcurrence, valeurdu rejet la surface du sol)

Zonagedes mouvements de terrainssous marins et cotiers (paisseur de lazone instable, nature des matriaux,volume maximal, volume moyen)

J

tsunamis :Ondes longues

Boussinesq tendues

Diffrents selon- les p m retenus : Hauteur de a vague,vitesse de propagation attnuation.

- les phases generation, propagation,inondation

Sources tsunamigenesproches : sismes. lointainesMouvements de terrain. Sismes,volcans volcans

1modle

Ralisationde scnarios

1 Compilation el interprtation 1

Occupationdu sol de fazone ctire

Localisationdouvragesanthropiques(digues )

I valuation de l'ala tsunami |

Figure 2 - Place du prsent rapport dans le projet global d'tude de sensibilit des ctes antillaisesfranaises aux tsunamis

B R G M / R P - 5 5 3 7 6 - F R - Rapport intermdiaire 11


2. Contexte tectonique

L'analyse des tsunamis historiques [Base tsunamis-France (BRGM, en cours), Zahibo etPelinovsky (2001), Lander et al. (2002), McCann (2004, indit)] indique que plusieurs grandssismes situs proximit de la Jamaque ou de Hati, ont gnr des tsunamis qui ontatteint les ctes antillaises franaises, situes plus de 1000 km. Pour cette raison, dans lecadre de l'analyse des sources sismiques tsunamigniques nous nous sommes intresss l'ensemble de la plaque carabe pour tablir le zonage sismique prsent au chapitre 4.^

La planche hors texte prsente la fois le zonage sismique ralis mais aussi la cartesdes principales failles et des sismes majeurs de la plaque carabe et ses frontires.La plaque Carabe est une plaque tectonique de la lithosphre terrestre qui couvre :

la majeure partie de la mer des Carabes et les les de la Jamaque, d'Hispaniola,de Porto Rico et des petites Antilles ;

- le Honduras, le Salvador, le Nicaragua et le Nord du Costa Rica.

La plaque carabe est en contact avec 4 grandes plaques tectoniques : nord Amrique, sud-Amrique, Nazca et des Cocos (Figure 3).Les zones de contact avec les autres plaques correspondent des frontires dcrochanteset convergentes, avec des secteurs de transitions convergence-dcrochement complexes(Figure 4).Le mouvement continu de la plaque Carabe (dplacement vers l'Ouest de 2cm/an enmoyenne) induit une sismicit frquente et de magnitude parfois trs leve (nombreuxsismes de magnitude suprieure 7) sur des bandes relativement larges.

La limite ouest de la plaque Carabe est le sige de la subduction des plaques Cocos etNazca sous l'Amrique Centrale. Le taux de subduction dpasse 9 cm/an. II en rsulte uneactivit sismique et volcanique trs importante. Cette limite de plaques ne correspond pas une zone sismique tsunamignique pour ce qui concerne les Antilles franaises. Elle n'estdonc pas incluse dans le zonage sismique ralis dans le cadre de ce travail, contrairementaux autres limites de la plaque, savoir : Nord (des Grandes-Antilles au Guatemala), Est(arc des Petites Antilles) et Sud (de la Colombie au Venezuela).

^ Certains sismes produits au niveau de la ride mdio-Atlantique atteignent des magnitudes parfois suprieures 7. Le mcanisme l'origine de ces trs forts sismes est de type dcrochant, donc associ uneverticale nulle faible du mouvement le long de la faille, excluant ainsi la possibilit de tsunami. Le zonagesismique ralis dans le cadre de cette prsente tude n'a donc pas t tendu jusqu' la ride mdio-Atlantique.En outre, ce zonage exclut aussi les sources sismiques trs lointaines, situes plusieurs milliers de kilomtresde l'arc antillais, proximit des ctes europennes ou africaines. A titre d'exemple, on cite le sisme deLisbonne du 1*'^ novembre 1755, situ plus de 5 000 km au nord-est des ctes antillaises et l'origine d'untltsunami qui a travers tout l'ocan Atlantique pour atteindre les ctes antillaises 7 8 h aprs l'apparition dusisme.

BRGM/RP-55376-FR - Rapport intermdiaire 13


2. Contexte tectonique

L'analyse des tsunamis historiques [Base tsunamis-France (BRGM, en cours), Zahibo etPelinovsky (2001), Lander et al. (2002), McCann (2004, indit)] indique que plusieurs grandssismes situs proximit de la Jamaque ou de Hati, ont gnr des tsunamis qui ontatteint les ctes antillaises franaises, situes plus de 1000 km. Pour cette raison, dans lecadre de l'analyse des sources sismiques tsunamigniques nous nous sommes intresss l'ensemble de la plaque carabe pour tablir le zonage sismique prsent au chapitre 4.^

La planche hors texte prsente la fois le zonage sismique ralis mais aussi la cartesdes principales failles et des sismes majeurs de la plaque carabe et ses frontires.La plaque Carabe est une plaque tectonique de la lithosphre terrestre qui couvre :

la majeure partie de la mer des Carabes et les les de la Jamaque, d'Hispaniola,de Porto Rico et des petites Antilles ;

- le Honduras, le Salvador, le Nicaragua et le Nord du Costa Rica.

La plaque carabe est en contact avec 4 grandes plaques tectoniques : nord Amrique, sud-Amrique, Nazca et des Cocos (Figure 3).Les zones de contact avec les autres plaques correspondent des frontires dcrochanteset convergentes, avec des secteurs de transitions convergence-dcrochement complexes(Figure 4).Le mouvement continu de la plaque Carabe (dplacement vers l'Ouest de 2cm/an enmoyenne) induit une sismicit frquente et de magnitude parfois trs leve (nombreuxsismes de magnitude suprieure 7) sur des bandes relativement larges.

La limite ouest de la plaque Carabe est le sige de la subduction des plaques Cocos etNazca sous l'Amrique Centrale. Le taux de subduction dpasse 9 cm/an. II en rsulte uneactivit sismique et volcanique trs importante. Cette limite de plaques ne correspond pas une zone sismique tsunamignique pour ce qui concerne les Antilles franaises. Elle n'estdonc pas incluse dans le zonage sismique ralis dans le cadre de ce travail, contrairementaux autres limites de la plaque, savoir : Nord (des Grandes-Antilles au Guatemala), Est(arc des Petites Antilles) et Sud (de la Colombie au Venezuela).

^ Certains sismes produits au niveau de la ride mdio-Atlantique atteignent des magnitudes parfois suprieures 7. Le mcanisme l'origine de ces trs forts sismes est de type dcrochant, donc associ uneverticale nulle faible du mouvement le long de la faille, excluant ainsi la possibilit de tsunami. Le zonagesismique ralis dans le cadre de cette prsente tude n'a donc pas t tendu jusqu' la ride mdio-Atlantique.En outre, ce zonage exclut aussi les sources sismiques trs lointaines, situes plusieurs milliers de kilomtresde l'arc antillais, proximit des ctes europennes ou africaines. A titre d'exemple, on cite le sisme deLisbonne du 1*'^ novembre 1755, situ plus de 5 000 km au nord-est des ctes antillaises et l'origine d'untltsunami qui a travers tout l'ocan Atlantique pour atteindre les ctes antillaises 7 8 h aprs l'apparition dusisme.



-90 -BS' -80"J I -1

Figure 3 -La plaque Carabe et ses limites avec les plaques Nord Amrique, Sud Amrique, Nazca etCocos (extrait de Cotilla Rodrguez, 1998)

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-90 -BS' -80"J I -1

Figure 3 -La plaque Carabe et ses limites avec les plaques Nord Amrique, Sud Amrique, Nazca etCocos (extrait de Cotilla Rodrguez, 1998)

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2.1. LA LIMITE NORD DE LA PLAQUE CARABE : DES GRANDES ANTILLESAU GUATEMALA

La limite nord de la plaque Carabe s'tend depuis les les des Grandes Antilles (avec d'Esten Ouest, Porto Rico, Hispaniola, Jamaque, Cuba) jusqu'au Guatemala. Le dcalage le longde cette frontire de plaques Nord Amricaine - Carabe est d'environ 1 000 km, avec unecomposante principale du mouvement dcrochante senestre (Figure 4).Les principaux traits structuraux qui jalonnent cette limite sont :

l'ouest, la faille de Motagua, dont le mouvement dcrochant lors du sisme de1976, a donn lieu un mouvement le long de la faille sur prs de 240 km et undcalage des terrains en surface jusqu' plus de 3 m (Figure 4).

le foss du Cayman, celui-ci prolonge vers l'est la faille de Motagua, en direction desles de Cuba et de la Jamaque. Le foss de Cayman correspond une microdorsale ocanique de direction NS, bord par deux failles transformantes. L'ouverturede cette micro-dorsale a dbut l'Eocne (- 50 -45 millions d'annes), (Figure 4).

A partir de l'le d'Hispaniola (Hati et Rplique dominicaine), la limite nord de laplaque Carabe se divise en deux branches :

G Au nord, elle rejoint la fosse de Porto Rico. Au niveau de l'le d'Hispaniola,Calais et al. (1992) ont montr la prsence de plusieurs grandes failleschevauchantes actives de direction NW-SE, visibles dans la morphologieactuelle. La sismicit de cet endroit est plutt superficielle. Entre l'led'Hispaniola et les failles d'Anegada, la limite des plaques est marque parune subduction de la plaque nord amricaine sous la plaque Carabe. Ladformation en surface correspond des jeux inverses ou dcrochants desfailles. L'essentiel des vnements sismiques est constitu par des sismesprofonds (plusieurs dizaines de kilomtres de profondeur).

G La branche sud s'aligne sur le foss de Muertos lequel pourrait marquer lechevauchement des grandes Antilles sur la plaque Carabe. Actuellement, ils'agit d'une zone peu sismique.

Le systme de failles normales NE-SW d'Anegada appartient une zone de transition entrela limite nord de la plaque Carabe (Grandes Antilles) de direction Est-Ouest et sa limite Est(Petites Antilles) de direction Nord-Sud.Dans le modle propos par Feuillet (2000), les failles normales perpendiculaires lasubduction des plaques et localises entre le passage d'Anegada et l'le de la Dominique(situe entre celles de la Guadeloupe et de la Martinique) sont associes et couples auxfailles dcrochantes senestres qui longent la bordure NNE de la plaque Carabe entreHispaniola et la Dominique. Du fait de la diminution de l'obliquit entre la direction deconvergence Atiantique-Carabes et la courbure de la subduction, ces failles se dveloppentpour accomoder la composante extensive lie au grand systme dcrochant senestre, dontle mouvement augmente du Sud au Nord de 4 19 mm/an. Cette dynamique induirait unediffrenciation structurale notable au sein de l'arc des Petites Antilles (cf 2.3, Figure 9).

BRGM/RP-55376-FR - Rapport intermdiaire 1 5


2.1. LA LIMITE NORD DE LA PLAQUE CARABE : DES GRANDES ANTILLESAU GUATEMALA

La limite nord de la plaque Carabe s'tend depuis les les des Grandes Antilles (avec d'Esten Ouest, Porto Rico, Hispaniola, Jamaque, Cuba) jusqu'au Guatemala. Le dcalage le longde cette frontire de plaques Nord Amricaine - Carabe est d'environ 1 000 km, avec unecomposante principale du mouvement dcrochante senestre (Figure 4).Les principaux traits structuraux qui jalonnent cette limite sont :

l'ouest, la faille de Motagua, dont le mouvement dcrochant lors du sisme de1976, a donn lieu un mouvement le long de la faille sur prs de 240 km et undcalage des terrains en surface jusqu' plus de 3 m (Figure 4).

le foss du Cayman, celui-ci prolonge vers l'est la faille de Motagua, en direction desles de Cuba et de la Jamaque. Le foss de Cayman correspond une microdorsale ocanique de direction NS, bord par deux failles transformantes. L'ouverturede cette micro-dorsale a dbut l'Eocne (- 50 -45 millions d'annes), (Figure 4).

A partir de l'le d'Hispaniola (Hati et Rplique dominicaine), la limite nord de laplaque Carabe se divise en deux branches :

G Au nord, elle rejoint la fosse de Porto Rico. Au niveau de l'le d'Hispaniola,Calais et al. (1992) ont montr la prsence de plusieurs grandes failleschevauchantes actives de direction NW-SE, visibles dans la morphologieactuelle. La sismicit de cet endroit est plutt superficielle. Entre l'led'Hispaniola et les failles d'Anegada, la limite des plaques est marque parune subduction de la plaque nord amricaine sous la plaque Carabe. Ladformation en surface correspond des jeux inverses ou dcrochants desfailles. L'essentiel des vnements sismiques est constitu par des sismesprofonds (plusieurs dizaines de kilomtres de profondeur).

G La branche sud s'aligne sur le foss de Muertos lequel pourrait marquer lechevauchement des grandes Antilles sur la plaque Carabe. Actuellement, ils'agit d'une zone peu sismique.

Le systme de failles normales NE-SW d'Anegada appartient une zone de transition entrela limite nord de la plaque Carabe (Grandes Antilles) de direction Est-Ouest et sa limite Est(Petites Antilles) de direction Nord-Sud.Dans le modle propos par Feuillet (2000), les failles normales perpendiculaires lasubduction des plaques et localises entre le passage d'Anegada et l'le de la Dominique(situe entre celles de la Guadeloupe et de la Martinique) sont associes et couples auxfailles dcrochantes senestres qui longent la bordure NNE de la plaque Carabe entreHispaniola et la Dominique. Du fait de la diminution de l'obliquit entre la direction deconvergence Atiantique-Carabes et la courbure de la subduction, ces failles se dveloppentpour accomoder la composante extensive lie au grand systme dcrochant senestre, dontle mouvement augmente du Sud au Nord de 4 19 mm/an. Cette dynamique induirait unediffrenciation structurale notable au sein de l'arc des Petites Antilles (cf 2.3, Figure 9).



Figure 4 - Schma structural de l'arc Carabes, d'aprs Stephan et al. (1990), Feuillet (2000), Taboada et al.(2000)



2.2. LA LIMITE SUD DE LA PLAQUE CARABELa frontire entre les plaques Carabe et Amrique du Sud correspond une zone dedformation transpressive matrialise par l'existence de grandes failles dcrochantesdextres, avec (Figure 4) : La faille de Pilar de direction est-ouest, qui longe la cte nord duVenezuela ; Les failles de Bocono et d'Oca, localises au niveau de la Colombie.

Le mouvement observ le long de cette frontire dcrochante, de l'ordre de quelquesdizaines de kilomtres, n'est cependant pas suffisant pour compenser le mouvementexprim au nord de la plaque Carabe la frontire avec la plaque Nord Amrique (cf 2.1).On suppose qu'une partie de la dformation a t en fait absorbe par des mouvementscompressifs au niveau de la ride de Curaao (Westercamp et Tazieff, 1980), (Figure 4).Ainsi, au nord des failles del Pilar et de Oca, la ride de Curaao marque une zone decompression nord-sud, avec chevauchement des Antilles neriandaises (les de Bonaire,Curaao, Aruba) situes au nord de la cte du Venezuela sur la plaque Carabe. En surface,la ride de Curaao est dcoupe par des failles normales NW-SE. Ces failles seraientparallles la direction de la contrainte principale compressive laquelle serait soumisecette partie de la plaque Carabe (Taboada et al., 2000).Plus l'ouest, la plaque Carabe subducte sous la plaque Sud Amrique et sous la plaqueNazca. Le mouvement de la plaque Carabe a une direction principale E-W avec une vitessede l'ordre de 1 2 cm/an (Taboada et al., 2000). Selon Taboada et al. (2000), lechevauchement au Nord de Panama serait relativement rcent (Figure 5).

2.3. LA LIMITE EST DE LA PLAQUE CARABE : L'ARC DES PETITESANTILLES

Les les antillaises franaises appartiennent l'arc des Petites antilles.

L'arc des Petites Antilles rsulte de la subduction des plaques nord et sud Amrique sous laplaque Carabe dans une direction nord-est - sud-ouest, la vitesse d'environ 2 cm/an. II sesitue sur la bordure nord-est de la plaque Carabe. II est constitu d'une vingtaine d'lesprincipales. II dessine une courbe de 850 km de longueur et de 450 km de rayon decourbure. II s'tend depuis la marge continentale sud-amricaine (Venezuela oriental)jusqu'au passage d'Anegada qui marque la limite actuelle avec les Grandes Antilles (plateforme de Porto Rico et des les Vierges), (Figure 4).La convergence actuelle des plaques est non seulement marque au niveau de l'arc desPetites Antilles par une activit volcanique importante (Soufrire Hills de Montserrat,Soufrire de Guadeloupe, montagne Pele de Martinique) mais aussi par une intenseactivit sismique, notamment dans la partie nord de l'arc (Figure 6).

Certains sismes se produisent l'interface de la subduction entre les plaquesamricaines et carabe. Le sisme du 8 fvrier 1843 (magnitude estime proche de 8) estprobablement d cette tectonique.

D'autres sismes, plus superficiels (foyer moins de 30 km de profondeur et epicentrelocalis plusieurs dizaines de kilomtres l'ouest du front de subduction), ont lieu dans laplaque chevauchante carabe. Ils sont dus au jeu des failles qui dcoupent la plaque carabe(sismes intraplaques carabes). Le sisme du 21 novembre 2004, de magnitude 6,3,localis entre les les de la Dominique et des Saintes dans l'archipel de la Guadeloupe, estli au rejeu de l'une d'entre elles.



2.2. LA LIMITE SUD DE LA PLAQUE CARABELa frontire entre les plaques Carabe et Amrique du Sud correspond une zone dedformation transpressive matrialise par l'existence de grandes failles dcrochantesdextres, avec (Figure 4) : La faille de Pilar de direction est-ouest, qui longe la cte nord duVenezuela ; Les failles de Bocono et d'Oca, localises au niveau de la Colombie.

Le mouvement observ le long de cette frontire dcrochante, de l'ordre de quelquesdizaines de kilomtres, n'est cependant pas suffisant pour compenser le mouvementexprim au nord de la plaque Carabe la frontire avec la plaque Nord Amrique (cf 2.1).On suppose qu'une partie de la dformation a t en fait absorbe par des mouvementscompressifs au niveau de la ride de Curaao (Westercamp et Tazieff, 1980), (Figure 4).Ainsi, au nord des failles del Pilar et de Oca, la ride de Curaao marque une zone decompression nord-sud, avec chevauchement des Antilles neriandaises (les de Bonaire,Curaao, Aruba) situes au nord de la cte du Venezuela sur la plaque Carabe. En surface,la ride de Curaao est dcoupe par des failles normales NW-SE. Ces failles seraientparallles la direction de la contrainte principale compressive laquelle serait soumisecette partie de la plaque Carabe (Taboada et al., 2000).Plus l'ouest, la plaque Carabe subducte sous la plaque Sud Amrique et sous la plaqueNazca. Le mouvement de la plaque Carabe a une direction principale E-W avec une vitessede l'ordre de 1 2 cm/an (Taboada et al., 2000). Selon Taboada et al. (2000), lechevauchement au Nord de Panama serait relativement rcent (Figure 5).

2.3. LA LIMITE EST DE LA PLAQUE CARABE : L'ARC DES PETITESANTILLES

Les les antillaises franaises appartiennent l'arc des Petites antilles.

L'arc des Petites Antilles rsulte de la subduction des plaques nord et sud Amrique sous laplaque Carabe dans une direction nord-est - sud-ouest, la vitesse d'environ 2 cm/an. II sesitue sur la bordure nord-est de la plaque Carabe. II est constitu d'une vingtaine d'lesprincipales. II dessine une courbe de 850 km de longueur et de 450 km de rayon decourbure. II s'tend depuis la marge continentale sud-amricaine (Venezuela oriental)jusqu'au passage d'Anegada qui marque la limite actuelle avec les Grandes Antilles (plateforme de Porto Rico et des les Vierges), (Figure 4).La convergence actuelle des plaques est non seulement marque au niveau de l'arc desPetites Antilles par une activit volcanique importante (Soufrire Hills de Montserrat,Soufrire de Guadeloupe, montagne Pele de Martinique) mais aussi par une intenseactivit sismique, notamment dans la partie nord de l'arc (Figure 6).

Certains sismes se produisent l'interface de la subduction entre les plaquesamricaines et carabe. Le sisme du 8 fvrier 1843 (magnitude estime proche de 8) estprobablement d cette tectonique.

D'autres sismes, plus superficiels (foyer moins de 30 km de profondeur et epicentrelocalis plusieurs dizaines de kilomtres l'ouest du front de subduction), ont lieu dans laplaque chevauchante carabe. Ils sont dus au jeu des failles qui dcoupent la plaque carabe(sismes intraplaques carabes). Le sisme du 21 novembre 2004, de magnitude 6,3,localis entre les les de la Dominique et des Saintes dans l'archipel de la Guadeloupe, estli au rejeu de l'une d'entre elles.



Paleo-Car ibbeanPlate

7yjSchematic tectonic reconstructions of (he northern Andes and the Caribbean {a) al 20 M a a

present time. Reconstmciions illustrate the geodynamic pattern before and after the collision of the Baudiisland arc (BPA: dark shaded area), which began at 12 M a . Stars indcale approximate location of active viE C , Eastern Cordillera; A R , Abandoned Ridge.

Figure 5 - Evolution rcente de la limite de la plaque Carabe avec les plaques Nazca et SudAmrique, d'aprs Taboada et al. (2000)

18 B R G M / R P - 5 5 3 7 6 - F R - Rapport intermdiaire


Le front de subduction principal est recoup par des rides ocaniques (rides de Barracuda,Sainte Lucie, Tiburn, Figure 4) qui correspondent vraisemblablement d'anciennes faillestransformantes lies l'ouverture de l'Ocan Atiantique. Ces rides ont une influence sur lastructure actuelle de la zone de subduction.

Ainsi, jusqu' 50 60 km de profondeur, le pendage de la plaque subducte Amrique sousla plaque Carabe est de 25W au nord de la ride de Sainte Lucie (Figure 7), tandis qu'ausud de la ride, le plan de subduction une pente de seulement 10 15W. ((Bodefroy et al.,1990 et 1991 ; Combes et al., 2002) (Figure 8).Entre 60 km et 150 km de profondeur environ, l'angle de plongement de la plaque Amriquesous la plaque Carabe s'accentue puisqu'il atteint entre 50 et 60W (prs de 58 sousl'archipel Guadeloupen, Figure 7, et 55W sous la Martinique, Figure 8).

Au del de 150 km de profondeur dbute la fusion partielle de la plaque subducte, l'origine des ascensions magmatiques de l'arc des Petites Antilles.

Par ailleurs, la tectonique intraplaque carabe est trs diffrente selon sa position parrapport aux rides ocaniques : tectonique intraplaque distensive dcrochante au Nord, etplutt compressive dcrochante au Sud.

Feuillet (2000) propose ainsi une zonation tectonique de l'arc en trois zonesdistinctes (Figure 9) :

- au nord, il s'agit d'une zone de cisaillement normal-senestre, deux familles defailles coexistent :

G l'une limite des grabens perpendiculaires l'arc, refltant une extension Nord-Sud,

G l'autre en chelon le long de l'arc volcanique, avec une composante senestrede dplacement, correspondrait la terminaison de la zone de cisaillementsenestre majeure de Porto Rico.

- au centre (entre l'archipel de Guadeloupe et la Martinique), la zone de transitionprsenterait des dformations plutt dcrochantes senestres au Nord etdcrochantes dextres au Sud.

- au sud, l'arc des Petites Antilles correspond une zone de compression obliquedextre, induisant des chevauchements dans le prisme d'accrtion parallles l'arc.



Le front de subduction principal est recoup par des rides ocaniques (rides de Barracuda,Sainte Lucie, Tiburn, Figure 4) qui correspondent vraisemblablement d'anciennes faillestransformantes lies l'ouverture de l'Ocan Atiantique. Ces rides ont une influence sur lastructure actuelle de la zone de subduction.

Ainsi, jusqu' 50 60 km de profondeur, le pendage de la plaque subducte Amrique sousla plaque Carabe est de 25W au nord de la ride de Sainte Lucie (Figure 7), tandis qu'ausud de la ride, le plan de subduction une pente de seulement 10 15W. ((Bodefroy et al.,1990 et 1991 ; Combes et al., 2002) (Figure 8).Entre 60 km et 150 km de profondeur environ, l'angle de plongement de la plaque Amriquesous la plaque Carabe s'accentue puisqu'il atteint entre 50 et 60W (prs de 58 sousl'archipel Guadeloupen, Figure 7, et 55W sous la Martinique, Figure 8).

Au del de 150 km de profondeur dbute la fusion partielle de la plaque subducte, l'origine des ascensions magmatiques de l'arc des Petites Antilles.

Par ailleurs, la tectonique intraplaque carabe est trs diffrente selon sa position parrapport aux rides ocaniques : tectonique intraplaque distensive dcrochante au Nord, etplutt compressive dcrochante au Sud.

Feuillet (2000) propose ainsi une zonation tectonique de l'arc en trois zonesdistinctes (Figure 9) :

- au nord, il s'agit d'une zone de cisaillement normal-senestre, deux familles defailles coexistent :

G l'une limite des grabens perpendiculaires l'arc, refltant une extension Nord-Sud,

G l'autre en chelon le long de l'arc volcanique, avec une composante senestrede dplacement, correspondrait la terminaison de la zone de cisaillementsenestre majeure de Porto Rico.

- au centre (entre l'archipel de Guadeloupe et la Martinique), la zone de transitionprsenterait des dformations plutt dcrochantes senestres au Nord etdcrochantes dextres au Sud.

- au sud, l'arc des Petites Antilles correspond une zone de compression obliquedextre, induisant des chevauchements dans le prisme d'accrtion parallles l'arc.



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Origine des donnes surtes sismes : ISC; USGS; Robson 1964 ; Stein et ai, 1982 ; FeuillaBernardetal., 1988. I

Figure 6 - Sismicit de l'arc des Petites Antilles entre 1950 et 1998, d'aprs Feuillet et al. (2001)



Figure 7 - Coupe de la subduction hauteur de l'archipel de la Guadeloupe (d'aprs Martin et al.2002)

\ \ s \ \ EN F.

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Figure 8 -Coupe de la subduction hauteur de la Martinique (d'aprs Martin et al-, 2002)

B R G M / R P - 5 5 3 7 6 - F R - Rapport intermdiaire 21


' -5!

Figure 5 8: Carte tectonique de l'arc des Pentes Antilles. Coutouis bamymniques Sniith & Sandweii. tousles 200 m Cartogiaphie structurale du pusme d1 aprs 1 interpitation de la bathymtrie Smith & Sandwell,1997. Iles eu ens Flches noires mouvement N A M ' C A R calcules en chaque points partir du pleC A R / N A M (Dmets et al. 2000) Flches rouses, glrssement parallle la fosse, avec les vitesses enchiffres rouges Flches grises mouvements perpendiculaires a la fosse Grandes flches blanches, vecteursmouvement N A M / C A R et S A M ' C A R d apis le ple N A M , S A M (Dixon et M a o . . 1998). Flches bleues,vecteuis de mouvements C A R ' " N A M mesures pai G P S Aves et St Croix (Dmets et al., 2000} Flchedoubles ouges: direction locales d'extension dduites de la distribution et de la gomtiie des failles.Demi-fleches rouges, glissement sur les failles normales-dcrochantes o dcrochantes 1. en jaune, zonede cisaillement normal-snestie 2. en oianee, zone de tiansition 3. eu veit, zone de compression obliquedextre. Giandes demi-flches jaunes et vertes: mouvement snestre et dextie le long de la fosse,respectivement.

Figure 9 - Zonage tectonique de l'arc des Petites Antilles, d'aprs Feuillet (2000)

zone 1 (en jaune), zone de cisaillement normal-senestre. assimil une terminaison en queue de cheval ducisaillement snestre majeur de Porto-Rico ;zone 2 (en orange) : zone de transition ;zone 3 (en vert) : zone de compression oblique dextre.



3. Recherche et compilation des donnes

3.1. SEISMES HISTORIQUES

3.1.1. Base SisFrance

La base nationale franaise, SisFrance/Antilles, dcrit 2650 sismes localiss dans lesdpartements franais des Antilles et dans l'archipel des Carabes. Les informationsconcernent : 1) 5 000 points d'observations ou localits ayant plus ou moins fortement subiun sisme, 2) 500 rfrences documentaires tmoignant de l'activit des tremblements deterre au cours des temps. L'intensit picentrale des sismes est estime en degr M S K .Une apprciation de la qualit de l'information est indique aussi bien pour la localisationpicentrale que pour l'intensit du sisme.

Cette base est consultable sur Internet l'adresse suivante :http:! I www, sistranee, net/Antilles/

3.1.2. Base de donnes CERESIS

Le Centre Rgional de Sismologie pour l'Amrique du Sud (CERESIS) est un organismeinternational, cr en 1966 par accord entre le gouvernement du Prou et l ' U N E S C O . Il greun catalogue des sismes historiques ressentis en Amrique centrale et au Nord del'Amrique latine. Le plus ancien sisme rpertori date de 1520.

Pour chaque vnement, il est spcifi : fes coordonnes picentrales, l'intensit picentrale (en degr Mercalli Modifi), selon le cas, l'estimation de la magnitude M s ou M b , et la profondeur focale du sisme.

Par ailleurs, pour chaque vnement sismique, les observations macrosismiques sontindiques.

C e catalogue est disponible l'adresse suivante : http://www.ceresis.org/new/es/index.html

3.1.3. Base de l ' U S G S / N O A A (Etats Unis)Le N G D C (National Geophysical Data Center) du N O A A (National Oceanic and AtmosphericAdministration) des Etats Unis, gre une base de donnes des grands sismes historiquesconnus dans le monde (The Significant Earthquake Database). Les plus anciens sismesconnus datent de 2150 avant J.C.. La base de donnes indique la rgion picentrale dusisme, ses coordonnes, et, selon le cas, son intensit picentrale en degr M M (MercalliModifie), la magnitude macrosismique estime. Par ailleurs, des indications sont apportessur les d o m m a g e s gnrs et ventuellement sur la possibilitr du sisme avoir gnr untsunami.

La base de donnes est consultable l'adresse suivante :http://www.nqdc.noaa.qov/nndc/struts/form?t=101650&s=1&d=1

BRGM/RP-55376 -FR - Rapport intermdiaire 23


Figure 10 -Carte des epicentres de sismes historiques (compilation des donnesSisFrance/Antiiles, CERESIS, NOAA)



3.1.4. Fichier de sismicit historique compil pour les besoins de l'tude

Les trois bases de donnes cites prcdemment ont t exploites, et les informationsregroupes en un seul fichier, seismes_hist_Caraibes.xls.

Dans le cas des doublons avec la base NOAA, les informations issues des bases rgionalesSisFrance/Antilles ou CERESIS ont t privilgies, en retenant notammentSisFrance/Antilles pour ce qui concerne l'arc des Petites Antilles et les les Vierges, et labase CERESIS s'agissant de l'Amrique Centrale et du Nord de l'Amrique latine. Le champ remarques du fichier final compil, garde nanmoins toutes les informations sur lesisme releves dans diffrentes sources, notamment s'agissant de l'estimation de l'intensitou de la magnitude.

Figure 11 - Explication des champs descriptifs du fichier de sismicit historique compil : fichiersismes hist Carabes

ChampANMOISJOURLONGITUDELATITUDEPfMsMbMs(NEIC)Mb(NEIC)M(NOAA)lo(MM)lo(MSK)SOURCEremarques

lo.final

Mw.final

descriptif

Degr, minute, centsimalDegr, minute, centsimalProfondeur focale estime en km (Informations issues des bases UOAA et CERESIS)Magnitude en ondes de surface (informations Issues de la base CERESIS)Magnitude en ondes de volume (informations issues de la base CERESIS)Pour les sismes survenus aprs 1972, comparaison avec les valeurs de magnitude Msindiques dans la base NEICPour les sismes survenus aprs 1972, comparaison avec les valeurs de magnitude Mbindiques dans la base NEICMagnitude (informations Issues de la base NO/\A sans indications du type de magnitude)Intensit picentrale en degr Mercalll Modifi (infomnations issues des bases N0/\A etCERESIS)Intensit picentrale en degr MSK (information issue de la base SisFrance/Antilles)Source Initiale (catalogue ou publication de rfrence) de la donne vnementielle concernantla localisation picentrale retenue pour la localisation cartographique de l'picentre.Indication des valeurs de magnitude ou intensit prcises dans d'autres publications (+rfrence) que celle dsigne au niveau du champ SOURCEValeur de l'Intensit retenue.Les chelles d'Intensit MM et MSK ont une chelle de valeurs sensiblement quivalentes. Lavaleur de lo retenue au final con-espond donc lo(MM) des bases NO/\A et CERESIS oulo(MSK) de la base SisFrance/Antilles.II s'agit de la valeur de magnitude indique dans les publications les plus rcentes consacres l'analyse d'vnement sismique spcifique (rfrence indiques dans le champ Remarques )ou par dfaut celle Indique dans les bases N0/\A, CERESIS ou NEIC.

L'image de la sismicit historique obtenue est prsente succintement en Figure 10. Pourune information plus prcise des donnes de la sismicit historique collectes dans le cadrede ce travail, il est possible de se rfrer au fichier seismes_hist_Caraibes.

L'Annexe 1 prsente un extrait du fichier seismes_hist_Caraibes.xls : liste des sismes demagnitude finale, Mw, au moins gale 6.5. Par ailleurs, les plus forts sismes ayantaffects la plaque carabe sont prsents aussi sur la planche hors texte.



3.1.4. Fichier de sismicit historique compil pour les besoins de l'tude

Les trois bases de donnes cites prcdemment ont t exploites, et les informationsregroupes en un seul fichier, seismes_hist_Caraibes.xls.

Dans le cas des doublons avec la base NOAA, les informations issues des bases rgionalesSisFrance/Antilles ou CERESIS ont t privilgies, en retenant notammentSisFrance/Antilles pour ce qui concerne l'arc des Petites Antilles et les les Vierges, et labase CERESIS s'agissant de l'Amrique Centrale et du Nord de l'Amrique latine. Le champ remarques du fichier final compil, garde nanmoins toutes les informations sur lesisme releves dans diffrentes sources, notamment s'agissant de l'estimation de l'intensitou de la magnitude.

Figure 11 - Explication des champs descriptifs du fichier de sismicit historique compil : fichiersismes hist Carabes

ChampANMOISJOURLONGITUDELATITUDEPfMsMbMs(NEIC)Mb(NEIC)M(NOAA)lo(MM)lo(MSK)SOURCEremarques

lo.final

Mw.final

descriptif

Degr, minute, centsimalDegr, minute, centsimalProfondeur focale estime en km (Informations issues des bases UOAA et CERESIS)Magnitude en ondes de surface (informations Issues de la base CERESIS)Magnitude en ondes de volume (informations issues de la base CERESIS)Pour les sismes survenus aprs 1972, comparaison avec les valeurs de magnitude Msindiques dans la base NEICPour les sismes survenus aprs 1972, comparaison avec les valeurs de magnitude Mbindiques dans la base NEICMagnitude (informations Issues de la base NO/\A sans indications du type de magnitude)Intensit picentrale en degr Mercalll Modifi (infomnations issues des bases N0/\A etCERESIS)Intensit picentrale en degr MSK (information issue de la base SisFrance/Antilles)Source Initiale (catalogue ou publication de rfrence) de la donne vnementielle concernantla localisation picentrale retenue pour la localisation cartographique de l'picentre.Indication des valeurs de magnitude ou intensit prcises dans d'autres publications (+rfrence) que celle dsigne au niveau du champ SOURCEValeur de l'Intensit retenue.Les chelles d'Intensit MM et MSK ont une chelle de valeurs sensiblement quivalentes. Lavaleur de lo retenue au final con-espond donc lo(MM) des bases NO/\A et CERESIS oulo(MSK) de la base SisFrance/Antilles.II s'agit de la valeur de magnitude indique dans les publications les plus rcentes consacres l'analyse d'vnement sismique spcifique (rfrence indiques dans le champ Remarques )ou par dfaut celle Indique dans les bases N0/\A, CERESIS ou NEIC.

L'image de la sismicit historique obtenue est prsente succintement en Figure 10. Pourune information plus prcise des donnes de la sismicit historique collectes dans le cadrede ce travail, il est possible de se rfrer au fichier seismes_hist_Caraibes.

L'Annexe 1 prsente un extrait du fichier seismes_hist_Caraibes.xls : liste des sismes demagnitude finale, Mw, au moins gale 6.5. Par ailleurs, les plus forts sismes ayantaffects la plaque carabe sont prsents aussi sur la planche hors texte.



Figure 12 - Carte des epicentres de sismes instrumentaux enregistrs entre 1973 et 2006 au niveaude la plaque Carabe et proximit, avec indication de la magnitudeMs (extrait du fichier NEIC)


Realisation d'un zonage sismique de la plaque carabe pralable aux choix de scnarios de tsunamis

3.2. SISMICITE INSTRUMENTALE

3.2.1. Base de donnes de l'USGS/NEIC

La base de donnes l 'USGS/NEIC (PDE) a t cre en 1973. Les donnes proviennent dediffrents catalogues mondiaux. Elle est consultable l'adresse suivante :http://neic.usqs.gov/neis/epic/. La slection des sismes peut s'effectuer sur plusieurschamps (date, zone gographique, tranche de magnitude, etc.).Le fichier NEIC_Earth-Antilles.xls constitu pour l'tude ne concerne que les sismes demagnitude au moins gale 4.0. Il couvre la priode 1973 fin 2006. Environ 11 456sismes sont indiqus dans le secteur : 30N 0 de latitude, 9 0 W 3 0 W de longitude.

A partir d'une interrogation de la base NEIC, nous avons simplifi les informations sous laforme du fichier NEIC_Earth-Antilles.xls dont les diffrents champs sont :

Figure 13 - Explication des champs descriptifs du fichier de sismicit instrumentale extrait de la baseUSGSINEIC : fichier NEIC Earth-Antilles

ChampYEARMODALATLONGPfMb(NEIC)

Ms(NEIC)

descriptifAnneMois

Jour

Latitude, degrs, minutes, centesimalLongitude, degrs, minutes, centesimalProfondeur focale en k m ,Si Pf=33, il s'agit dune indication aberrante de la profondeurM b d'aprs NEIC,II s'agit de la magnitude d'onde de volume. Non recommande pour les fortesvaleurs de magnitudesM s d'aprs NEIC,II s'agit de la magnitude d'ondes de surface, valeur peu prs quivalente M w(magnitude de moment)

L'image de la sismicit instrumentale obtenue fait l'objet de la Figure 12. Cette figure petitechelle a pour objet de montrer succintement les principales zones sismiques rgionales.Pour plus de dtail, il est possible de consulter le fichier de sismicit instrumentale du SIG.

Par ailleurs, les plus forts sismes enregistrs et de profondeur focale infreiure 50 k msont prsents sur la planche hors texte.

3.2.2. Catalogue de sismicit des observatoires IPGP des Antilles franaises

L'ensemble du rseau gr par l'IPG-P couvrant les Antilles franaises englobe unequarantaine de stations rparties entre l'le de Sainte Lucie (14N) et l'le de Nevis (17N).Les stations sont gres par les Observatoires Volcanologiques et Sismologiques de laGuadeloupe et de la Martinique.

En 2001, l'IPG-P a rendu public son travail de compilation et de validation du catalogue desismicit des observatoires IPGP des Antilles franaises (Clment et al., 2001).



17'N -

15=30 N ->.

25 K m

690

Montserrat

SaisGuadeloupe ' 7 ou deMagnitude > 5 connu.La taille maximale des failles et le mcanisme de ladformation dans les zones 4 et 6 tant comparable, lezonage-Antilles fait une analogie avec la magnitudemaximale de la zone 6 "Barbuda - Antigua".

On propose de conserver cette analogie, en affectant unevaleur Mmax base sur la longueur max des failles. Cettevaleur correspond la magnitude 7.5 du sisme de 1974localis dans la zone 6.

La magnitude du sisme de 1690 est estime 8.0 parLander et al. (2002) et Zaibo et al. (2003). ce qui en fait unelongueur de faille rompue de plus de 200 km. Cettedimension parat incompatible avec les failles intracrustalesde la zone. II semble donc : soit que la magnitude dusisme soit surestime, soit qu'il s'agisse d'un sismeprofond de subduction.En l'absence de donnescomplmentaires, nous nous rfrons la valeur maximalede magnitude indique dans le zonage-Antilles (GEO-TER).soit Mmax = 7.0. Cette valeur est sans consquences surl'tude, car la dformation conespondante est de typedcrochant, donc composante verticale du mouvement apriori faible nulle.

Le sisme le plus fort connu est celui de 1974, d'aprs lalocalisation picentrale donne par NEIC, Tomblin etAspinall (1975) et MacCann et al. (1982), entre les les deBart}uda et d'Anfigua (localisation picentrale diffrente decelle de SisFrance). La profondeur focale du sisme de1974 est estime entre 40 et 50 km par la NO/\A, ou 25 kmpar Godefroy et al. (1990). II s'agit donc d'une ruptureintraplaque Carabe.En outre, sa magnitude de 7.5correspond une rupture de longueur de faille de 100 kmen moyenne. C'est l'ordre de grandeur de la longueurmaximale des failles intraplaques dans cette zone.Toutcomme pour le zonage-Antilles (Geo-Ter), nousconsidrons que le sisme de 1974 correspond lamagnitude maximale pouvant tre gnre par une rupturede faille situe dans la crote de de cette partie de plaquecarabe (et donc capable de gnrer des ruptures ensurface).

Le zonage-Antilles (GEO-TER) propose une valeurmaximale de magnitude de 7.0, ce qui correspond unelongueur de rupture de l'ordre de 40 60 km, en cohrenceavec la dimension des failles de cette zone.En l'absence de donnes complmentaires, nous nousrfrons la valeur maximale de magnitude Indique dansle zonage-Antilles (GEO-TER), soit Mmax = 7.0.

Dans le cadre du zonage-Antilles (GEO-TER), la valeurde Mmax 6.5 est propose. Elle con-espondrait unenjpture d'une longueur de 25 35 km.En l'absence de donnes complmentaires, nous nousrfrons la valeur maximale de magnitude indique dansle zonage-Antilles (GEO-TER), soit Mmax = 6.5.

source.Mmax

Mmax = 7.5sisme de rfrence

pris par analogie aveczone 6 (Barbuda -

Antigua) : sisme du 8octobre 1974 (M 7.5).

Cette valeur demagnitude correspond une rupture de faille

de 1 00 km enmoyenne.

II s'agit de la valeurmaximale

physiquement possiblepour cette zone.

Mmax = 7.0, d'aprsle zonage-Antilles

(GEO-TER)

Mmax = 7.5Lamagnitude maximalecorrespond celle dusisme enregistr du 8octobre 1974 (M 7.5) ;

ce qui correspond une rupture de faille

de 100 km enmoyenne.

Sismes peufrquents

Mmax 7.0 dfinie enfonction de la longueur

max des failles,d'aprs Zonage-

Antilles (GEO-TER).Sismes peufrquents

Mmax 6.5 pris enrfrence au zonage-Antilles (GEO-TER).

L'estimation de lamagnitude maximale

de 6.5 est base sur lalongueur maximale

des failles actives, soit25 35 km.

Mmax.instr

.Date

Mmax.lnstr

.Magnitude

Mmaxinstr

Prof.f

magnitude maximale enregistre(1) fichier A/EiC Earth Antilles.xls;

(2) fichier IPG-P (1981 2002)

1994/04/21(2)

2002/10/07(2)

1974/10/08(1)

4,8

4,4

7,5

27

15

47

d'aprs les fichiers (1) et (2),aucun epicentre de sismes deprofondeur focale entre 0 et 50km enregistr dans cette zone

2004/06/24(1) 3 15

Seisme.max

.hist.date

Seismamax

.hist.lo

Seisme.max

.hist.Magn

intensit maximale connued'aprs le fichier seismes-hist-

caraibes.xls

1754/04/08

1690/04/16

1974/10/08

1735/07/27

1788/10/12(d'aprs

NOAA, maisnon

rfrencdans

SisFrance)

6,5

9

8

7,5

9

8

7,5

Mcanisme

.majeur

normal,failles NE-

SW

dcrochant

normal,failles NE-

SW

normal,failles NW-

SE

inverse,failles NNE-

SSW

Mmax

.final

7,5

7.0

7,5

7.0

6,5

Q 7 ou deMagnitude > 5 connu.La taille maximale des failles et le mcanisme de ladformation dans les zones 4 et 6 tant comparable, lezonage-Antilles fait une analogie avec la magnitudemaximale de la zone 6 "Barbuda - Antigua".

On propose de conserver cette analogie, en affectant unevaleur Mmax base sur la longueur max des failles. Cettevaleur correspond la magnitude 7.5 du sisme de 1974localis dans la zone 6.

La magnitude du sisme de 1690 est estime 8.0 parLander et al. (2002) et Zaibo et al. (2003). ce qui en fait unelongueur de faille rompue de plus de 200 km. Cettedimension parat incompatible avec les failles intracrustalesde la zone. II semble donc : soit que la magnitude dusisme soit surestime, soit qu'il s'agisse d'un sismeprofond de subduction.En l'absence de donnescomplmentaires, nous nous rfrons la valeur maximalede magnitude indique dans le zonage-Antilles (GEO-TER).soit Mmax = 7.0. Cette valeur est sans consquences surl'tude, car la dformation conespondante est de typedcrochant, donc composante verticale du mouvement apriori faible nulle.

Le sisme le plus fort connu est celui de 1974, d'aprs lalocalisation picentrale donne par NEIC, Tomblin etAspinall (1975) et MacCann et al. (1982), entre les les deBart}uda et d'Anfigua (localisation picentrale diffrente decelle de SisFrance). La profondeur focale du sisme de1974 est estime entre 40 et 50 km par la NO/\A, ou 25 kmpar Godefroy et al. (1990). II s'agit donc d'une ruptureintraplaque Carabe.En outre, sa magnitude de 7.5correspond une rupture de longueur de faille de 100 kmen moyenne. C'est l'ordre de grandeur de la longueurmaximale des failles intraplaques dans cette zone.Toutcomme pour le zonage-Antilles (Geo-Ter), nousconsidrons que le sisme de 1974 correspond lamagnitude maximale pouvant tre gnre par une rupturede faille situe dans la crote de de cette partie de plaquecarabe (et donc capable de gnrer des ruptures ensurface).

Le zonage-Antilles (GEO-TER) propose une valeurmaximale de magnitude de 7.0, ce qui correspond unelongueur de rupture de l'ordre de 40 60 km, en cohrenceavec la dimension des failles de cette zone.En l'absence de donnes complmentaires, nous nousrfrons la valeur maximale de magnitude Indique dansle zonage-Antilles (GEO-TER), soit Mmax = 7.0.

Dans le cadre du zonage-Antilles (GEO-TER), la valeurde Mmax 6.5 est propose. Elle con-espondrait unenjpture d'une longueur de 25 35 km.En l'absence de donnes complmentaires, nous nousrfrons la valeur maximale de magnitude indique dansle zonage-Antilles (GEO-TER), soit Mmax = 6.5.

source.Mmax

Mmax = 7.5sisme de rfrence

pris par analogie aveczone 6 (Barbuda -

Antigua) : sisme du 8octobre 1974 (M 7.5).

Cette valeur demagnitude correspond une rupture de faille

de 1 00 km enmoyenne.

II s'agit de la valeurmaximale

physiquement possiblepour cette zone.


(GEO-TER)

Mmax = 7.5Lamagnitude maximalecorrespond celle dusisme enregistr du 8octobre 1974 (M 7.5) ;

ce qui correspond une rupture de faille

de 100 km enmoyenne.

Sismes peufrquents

Mmax 7.0 dfinie enfonction de la longueur

max des failles,d'aprs Zonage-

Antilles (GEO-TER).Sismes peufrquents

Mmax 6.5 pris enrfrence au zonage-Antilles (GEO-TER).

L'estimation de lamagnitude maximale

de 6.5 est base sur lalongueur maximale

des failles actives, soit25 35 km.

Mmax.instr

.Date

Mmax.lnstr

.Magnitude

Mmaxinstr

Prof.f

magnitude maximale enregistre(1) fichier A/EiC Earth Antilles.xls;

(2) fichier IPG-P (1981 2002)

1994/04/21(2)

2002/10/07(2)

1974/10/08(1)

4,8

4,4

7,5

27

15

47

d'aprs les fichiers (1) et (2),aucun epicentre de sismes deprofondeur focale entre 0 et 50km enregistr dans cette zone

2004/06/24(1) 3 15

Seisme.max

.hist.date

Seismamax

.hist.lo

Seisme.max

.hist.Magn


caraibes.xls

1754/04/08

1690/04/16

1974/10/08

1735/07/27

1788/10/12(d'aprs

NOAA, maisnon

rfrencdans

SisFrance)

6,5

9

8

7,5

9

8

7,5

Mcanisme

.majeur

normal,failles NE-

SW

dcrochant

normal,failles NE-

SW

normal,failles NW-

SE

inverse,failles NNE-

SSW

Mmax

.final

7,5

7.0

7,5

7.0

6,5

Q=V). La magnitude la plus forte enregistre (d'aprs NEIC)est celle de 2002. M =5.4.Etant donn la mconnaissance importante de cette zonesur les longueurs maximales de failles, nous proposonsd'adopter le principe de majoration prconis par larglementation franaise pour les calculs des SMS, savoir: MmaxOBSERVEE + 0,5,Cette valeur est sans consquences sur l'tude, car ladformation correspondante est de type dcrochant, soit composante verticale du mouvement a priori faible nulle.

sismicit faible nulle

La magnitude la plus forte connue est celle du sisme de1853, estime 6.7 (d'aprs NOAA ou Lander et al.(2002)).Le zonage-Antilles (GEO-TER) fixe 6.8 la magnitudemaximale de la zone, ce qui con-espond une longueur defaille rompue entre 30 et 40 km.En l'absence de donnes complmentaires, nous nousrfrons la valeur maximale de magnitude indique dansle zonage-Antilles (GEO-TER), soit Mmax = 6.8.

Le sisme le plus fort connu est celui de 1 991 , demagnitude estime 7.6 (d'aprs NOAA ou Ambraseys etAdams (1996)).La longueur maximale des failles actives de cette zone n'estpas connue.Nous proposons d'adopter le principe de majorationprconis par la rglementation franaise pour les calculsdes SMS, savoir : MmaxOBSERVEE + 0.5, soit unemagnitude maximale de l'ordre de 8.1, c'est--dire unelongueur maximale de faille rompue jusqu' prs de 300km.

Le sisme le plus fort connu dans la zone est celui de 2004(M = 6.8)Etant donn la mconnaissance importante de cette zonesur les longueurs maximales de failles, nous proposonsd'adopter le principe de majoration prconis par larglementation franaise pour les calculs des SMS, savoir: MmaxOBSERVEE + 0.5.Ce qui conduit une valeur de magnitude maximale del'ordre de 7.3. c'est--dire une longueur maximale de faillerompue jusqu' 100 km. Cette longueur parat cohrenteavec la dimension de la zone du rift.Cette valeur est sans consquences sur l'tude, car ladformation correspondante est de type dcrochant, soit composante verticale du mouvement a priori faible nulle.

source.Mmax

MmaxOBSERVEE(sisme enregistr de2002, Mw = 5.4)+ 0.5,

soit Mmax = 5.9.


(GEO-TER)

MmaxOBSERVEE(sisme enregistr de1991, Mw = 7.6) + 0.5,

soit Mmax = 8.1.

MmaxOBSERVEE(sisme enregistr de2004, M = 6.8) + 0.5,

soit Mmax = 7,3.

Mmax.instr

.Date

Mmax.lnstr

.Magnitude

Mmaxinstr

Prof.f

magnitude maximale enregistre(1) fichier NE/C Earth Antilles.xls;

(2) fichier IPG-P (1981 2002)

2002/11/21(1)

5.4(Mw=5.8d'aprs lecatalogueHarvard)

7

epicentre douteux (1) :2005/09/12, M = 4.3, Pf = 29

1997/04/22(1)

1991/04/22(1)

2004/12/14(1)

6,5

7,6

6,8

5

10

10

Seisme.max

.hist.date

Seisme.max

.hist.lo

Seisme.max

.hist.Magn


caraibes.xls

aucun sisme historiqueconnu

aucun epicentre desismes dans le fichier de

sismicit compil(seismes_hist_caraibes.xls)

1853/07/15

1991/04/22

9

10

6,7

7,6


Mcanisme

.majeur

dcrochantsenestre,failles NE-

SW

normal,failles NNE-SSW NS

inversedcrochant

inverse,failles E-W

dcrochant

Mmax

.final

5,9

6,8

8,1

7.3

a=V). La magnitude la plus forte enregistre (d'aprs NEIC)est celle de 2002. M =5.4.Etant donn la mconnaissance importante de cette zonesur les longueurs maximales de failles, nous proposonsd'adopter le principe de majoration prconis par larglementation franaise pour les calculs des SMS, savoir: MmaxOBSERVEE + 0,5,Cette valeur est sans consquences sur l'tude, car ladformation correspondante est de type dcrochant, soit composante verticale du mouvement a priori faible nulle.

sismicit faible nulle

La magnitude la plus forte connue est celle du sisme de1853, estime 6.7 (d'aprs NOAA ou Lander et al.(2002)).Le zonage-Antilles (GEO-TER) fixe 6.8 la magnitudemaximale de la zone, ce qui con-espond une longueur defaille rompue entre 30 et 40 km.En l'absence de donnes complmentaires, nous nousrfrons la valeur maximale de magnitude indique dansle zonage-Antilles (GEO-TER), soit Mmax = 6.8.

Le sisme le plus fort connu est celui de 1 991 , demagnitude estime 7.6 (d'aprs NOAA ou Ambraseys etAdams (1996)).La longueur maximale des failles actives de cette zone n'estpas connue.Nous proposons d'adopter le principe de majorationprconis par la rglementation franaise pour les calculsdes SMS, savoir : MmaxOBSERVEE + 0.5, soit unemagnitude maximale de l'ordre de 8.1, c'est--dire unelongueur maximale de faille rompue jusqu' prs de 300km.

Le sisme le plus fort connu dans la zone est celui de 2004(M = 6.8)Etant donn la mconnaissance importante de cette zonesur les longueurs maximales de failles, nous proposonsd'adopter le principe de majoration prconis par larglementation franaise pour les calculs des SMS, savoir: MmaxOBSERVEE + 0.5.Ce qui conduit une valeur de magnitude maximale del'ordre de 7.3. c'est--dire une longueur maximale de faillerompue jusqu' 100 km. Cette longueur parat cohrenteavec la dimension de la zone du rift.Cette valeur est sans consquences sur l'tude, car ladformation correspondante est de type dcrochant, soit composante verticale du mouvement a priori faible nulle.

source.Mmax

MmaxOBSERVEE(sisme enregistr de2002, Mw = 5.4)+ 0.5,

soit Mmax = 5.9.


(GEO-TER)

MmaxOBSERVEE(sisme enregistr de1991, Mw = 7.6) + 0.5,

soit Mmax = 8.1.

MmaxOBSERVEE(sisme enregistr de2004, M = 6.8) + 0.5,

soit Mmax = 7,3.

Mmax.instr

.Date

Mmax.lnstr

.Magnitude

Mmaxinstr

Prof.f

magnitude maximale enregistre(1) fichier NE/C Earth Antilles.xls;

(2) fichier IPG-P (1981 2002)

2002/11/21(1)

5.4(Mw=5.8d'aprs lecatalogueHarvard)

7

epicentre douteux (1) :2005/09/12, M = 4.3, Pf = 29

1997/04/22(1)

1991/04/22(1)

2004/12/14(1)

6,5

7,6

6,8

5

10

10

Seisme.max

.hist.date

Seisme.max

.hist.lo

Seisme.max

.hist.Magn


caraibes.xls


aucun epicentre desismes dans le fichier de

sismicit compil(seismes_hist_caraibes.xls)

1853/07/15

1991/04/22

9

10

6,7

7,6


Mcanisme

.majeur

dcrochantsenestre,failles NE-

SW

normal,failles NNE-SSW NS

inversedcrochant

inverse,failles E-W

dcrochant

Mmax

.final

5,9

6,8

8,1

7.3

a 33 1 ka

I-. [ Quaternary volcanic* clastic deposits

i v vi volcanic rocks

(3.5 M a -present day)|~| Mangrove or swamps

- Reef barrierO Collected coral

with ages

Figure 22 -Schma de la gologie de l'archipel de la Guadeloupe (d'aprs Feuillet et al., 2004)


Ralisation d'un zonage sismque de la plaque carabe pralable aux choix de scnarios de tsunamis

23 - Carte des principales failles actives de l'archipel Quadeloupen, d'aprs Feuillet (2000)



C'est au niveau des les coraliennes de l'arc externe que l'identification et caractrisationdes failles actives est la plus spectaculaire. En effet, le plateau corallien qui coiffe ces les,marqueur gologique rcent, prsente aujourd'hui des escarpements notables (parfois deplusieurs dizaines de mtres), formant des marches dans la topographie actuelle. Cesescarpements correspondent pour la plupart la trace en surface de failles actives jeunormal. Parmi les principaux escarpements de failles actives visibles terre, il s'agit de ceuxlis aux failles : de Morne-Piton Marie-Galante, ainsi que de Gosier, Vercinot, la GrandeVigie Grande-Terre (Figure 23).Les relevs bathymtriques indiquent aussi d'importants escarpements sous-marins, dont laplupart sont eux-aussi assimils des escarpements de failles actives. Parmi ces faillessous-marines majeures, il s'agit notamment :

- au large de Grande Terre, des failles bordires NE-SW du foss de la Dsirade (Figure24):

- au large de Basse Terre, de la faille E-W du Banc de Colombie, du systme de failles NW-SE de Montserrat-Bouillante (Figure 26) ;

- entre les Saintes et la Dominique, des failles NW-SE, telles que celles du Roseau,Souffleur, Rodrigues, Marigot (Figure 28).

Les mcanismes au foyer des sismes indiquent au niveau de l'archipel guadeloupen, lejeu normal de failles orientes WNW-ESE E-W. Au nord de Montserrat, les mcanismes aufoyer indiquent un jeu plutt dcrochant senestre des failles NW-SE situes dans leprolongement nord du systme Montserrat - Bouillante (planche hors texte).

Selon Feuillet (2000), le modle de dformation de la crote dans cette partie de la plaqueCarabe consiste l'accomodation du mouvement senestre entre la plaque Nord Amriqueet la limite Nord de la plaque Carabe (faille de Porto Rico et faille de Muertos), Figure 4 etFigure 9.

Dans ce contexte de dformation intraplaque, l'archipel guadeloupen est soumis unecontrainte principale extensive et de direction N-S. Les failles de direction gnrale E-W(foss de la Dsirade, systmes de failles du sud de Grande-Terre, graben de Marie-Galante, failles E-W au sud de Basse-Terre,...) ont un mouvement de type normal (enextension), tandis que le systme de faille de Basse-Terre-Montserrat, orient NW-SE,prsente des mouvements de type dcrochant senestre.Mme si la cinmatique de nombreuses failles dans l'archipel Guadeloupen reste inconnue,les recherches rcentes ont permis de proposer des vitesses de glissement sur certainesfailles. Ainsi, Feuillet (2000) propose les vitesses moyennes minimales suivantes :- de l'ordre de 0.4 0.8 mm/an sur la faille de Morne-Piton Marie-Galante ;- de l'ordre de 0.2 0.4 mm/an sur les failles de Grande-Terre.



C'est au niveau des les coraliennes de l'arc externe que l'identification et caractrisationdes failles actives est la plus spectaculaire. En effet, le plateau corallien qui coiffe ces les,marqueur gologique rcent, prsente aujourd'hui des escarpements notables (parfois deplusieurs dizaines de mtres), formant des marches dans la topographie actuelle. Cesescarpements correspondent pour la plupart la trace en surface de failles actives jeunormal. Parmi les principaux escarpements de failles actives

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