Cartographie des taux de déformation géodésiques en France et en Europe

Titre : Cartographie des taux de déformation géodésiques en France et en Europe

Laboratoire de rattachement : ISTerre / IRSN

Encadrant : Andrea Walpersdorf (andrea.walpersdorf univ-grenoble-alpes.fr) et Anne Socquet (ISTerre), Stéphane Baize (IRSN)

Téléphone : 04.76.63.52.18

Mots clés : GPS, taux de déformation, aléa sismique

Contexte et objectifs de la mission de stage :
Les calculs d’aléa sismique incorporent de plus en plus les taux de déformation (strain rates) déterminés à partir de mesures géodésiques. Ces taux de déformation ainsi déterminés à la surface sont convertis en taux d’activité sismique, supposant que ces mesures sont un révélateur robuste et pertinent du moment sismique accumulé en profondeur dans la croûte. A l’échelle mondiale (ex. Global Earthquake Model, GEM) ou régionale (ex. Uniform California Earthquake Rupture Forecast, UCERF), les mesures géodésiques des réseaux permettent de compléter les zones où les données sur les failles actives ne sont pas (ou peu) disponibles.
Les réseaux GPS français (RENAG, RGP, ORPHEON), et plus généralement le réseau européen disséminé dans le projet EPOS (European Plate Observing System), incluent aujourd’hui un nombre important de stations permanentes. Leur densité et leur redondance permettent aujourd’hui d’envisager un calcul fiable du taux de déformation relativement homogène, aussi bien pour les zones de faible déformation que pour les zones actives péri-méditerranéennes. De plus, des champs de vitesse bien contraints qui ont été publiés récemment (Nocquet, 2012 ; Métois et al., 2016 ; Nocquet et al., 2016 ; autres…) révèlent dans certains cas des zones d’accumulation de déformation non soupçonnés par les données géologiques.
Dans le cadre de ce stage, nous utiliserons le champ de vitesses établi à l’OSUG dans le cadre du projet EPOS (573 stations européennes actuellement, plus de 2000 à terme) pour établir une carte des taux de déformation. Une attention particulière sera portée sur la fiabilité des résultats obtenus, en examinant la qualité des stations utilisées (durée, niveau de bruit, redondance avec stations proches), par des estimations réalistes des incertitudes sur les vitesses, et en utilisant différentes méthodes d’interpolation du champ de vitesses pour une estimation du strain sur des zones de taille homogène. Ce stage M2 permettra de tester et identifier une méthodologie de calcul qui puisse servir dans le cadre de la phase opérationnelle du projet européen EPOS (à partir de 2019).
Les données GPS seront ainsi utilisées pour faire un "budget" de taux de strain (à la surface). Dans les cas favorables, et sur la base d’hypothèses parfois fortes (par exemple concernant le volume auquel on applique cette valeur), on le compare au "taux de moment sismique" issu des catalogues ou des données sur failles actives. Une telle comparaison est utilisée essentiellement dans les analyses probabilistes.

Références :
Nocquet, J.-M., Present-day kinematics of the Mediterranean : A comprehensive overview of GPS results, Tectonophysics, http://dx.doi.org/10.1016/j.tecto.2012.03.037, 2012.
Métois M., C. Vigny, A. Socquet, Interseismic coupling, megathrust earthquakes and seismic swarms along the Chilean subduction zone (38°-18°S), PAGeoph, DOI 10.1007/s00024-016-1280-5, 2016.
Nocquet, J. M., Sue, C., Walpersdorf, A., Tran, T., Lenôtre, N., Vernant, P., Cushing, M., Jouanne, F., Masson, F., Baize, S., Chéry, J., van der Beek, P., Present-day uplift of the western Alps. Scientific Reports, 6, 2016.