Mesures GNSS long-terme du réseau pilote dans le Briançonnais pour apporter des contraintes aux mécanismes de la déformation 3D des Alpes occidentales

Le réseau GNSS du Briançonnais a été installé en 1996 et fait partie des réseaux temporaires les plus anciens en France et en Europe. Sa particularité est sa haute densité de stations, avec 30 sites sur une surface de 50x60 km, centrée sur l’arc briançonnais des Alpes occidentales où est enregistré le taux de sismicité maximal en France métropolitaine. Face aux taux de déformation néanmoins faibles attendus dans la région, la redondance et la densité du réseau ont encore été augmentées, en doublant les sites du réseau par des repères à centrage forcé, en 2006. L’utilisation de ce type de repères diminue l’erreur intrinsèque à la mise en station de l’antenne GNSS sur un repère classique et est la seule façon de contraindre des mouvements verticaux par des mesures intermittentes. La prolongation des séries temporelles de positionnement par une nouvelle remesure en 2021 permet d’aller au-delà des résultats de Mathey et al. (2020) en augmentant encore la précision des vitesses des stations. Ceci améliorera la cohérence du champ de vecteurs horizontaux et permettra de localiser plus précisément la déformation actuelle sur les structures tectoniques identifiées dans la zone d’étude. Sur la composante verticale, on améliorera l’estimation précédente d’un taux de surrection moyen, ce qui ajoutera des détails au champ de surrection déjà constaté et dont les origines sont toujours débattues. On atteindra même potentiellement une résolution suffisante pour identifier en plus des tendances spatiales qui fourniront des nouvelles contraintes sur les différents moteurs tectoniques et volumiques suspectés d’être la cause de la déformation actuelle. Le réseau GNSS du Briançonnais représente ainsi un réseau pilote pour améliorer nos connaissances de la géodynamique des Alpes occidentales.

L’étudiant analysera les données GNSS de la campagne de mesure du réseau du Briançonnais qui a été effectuée en été 2021, avec le logiciel scientifique GAMIT/GLOBK du MIT. Il combinera ses résultats avec les mesures précédentes (1996, 2006, 2011, 2016) et avec les analyses du réseau permanent RENAG (1998-2021). Le champ de vitesses obtenu sera utilisé pour calculer un champ de déformation haute résolution et pour contraindre des modèles de dislocation élastique et de blocs rigides. Notre jeu de données exceptionnel, avec une double redondance, par la forte densité géographique du réseau initial et par la doublure des repères classiques par des repères à centrage forcé, et avec sa durée d’observation de 25 ans, permettra d’apporter des nouvelles contraintes sur la déformation actuelle d’une région clé pour la géodynamique des Alpes occidentales.
La durée prévue du stage sera de 6 mois au printemps 2022, dans le cadre d’un stage M2 d’un étudiant en Master recherche ou des travaux de fin d’étude d’un étudiant d’une école d’ingénieurs (ESGT, ENSG, ENSTA, …).

Références bibliographiques :

Mathey, M., A. Walpersdorf, C. Sue, S. Baize, A. Deprez, 2020. Seismogenic potential of the High Durance Fault constrained by 20 yr of GNSS measurements in the Western European Alps, Geophysical Journal International, 222, 2136-2146, https://doi.org/10.1093/gji/ggaa292.

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., 2016. Present-day uplift of the western Alps. Scientific Reports, 6.

Walpersdorf, A., C. Sue, S. Baize, N. Cotte, P. Bascou, C. Beauval, P. Collard, G. Daniel, H. Dyer, J.-R. Grasso, O. Hautecoeur, A. Helmstetter, S. Hok, M. Langlais, G. Menard, Z. Mousavi, F. Ponton, M. Rizza, L. Rolland, D. Souami, L. Thirard, P. Vaudey, C. Voisin & J. Martinod, 2015. Coherence between geodetic and seismic deformation in a context of slow tectonic activity (SW Alps, France), J. Geodyn., Vol. 85, pp 58-65, 10.1016/j.jog.2015.02.001.

Walpersdorf, A., Pinget, L., Vernant, P., Sue, C., Deprez, A., & the RENAG team, 2018. Does long-term GPS in the Western Alps finally confirm earthquake mechanisms ? Tectonics, 37. https://doi. org/10.1029/2018TC005054.