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Segmentation des failles, magnitudes et aléa sismique dans les Apennins Centraux

La déformation actuelle des Apennins Centraux (Italie) est accommodée par des systèmes de failles normales ayant produit de nombreux séismes destructeurs dans les derniers siècles. Les séismes de Fucino en 1915 (Mw 6.9), de L’Aquila en 2009 (Mw 6.3,cf. photo ci-contre © M. Ferry) et d’Amatrice en 2016 (Mw 6.0) ont été accompagnés de lourdes pertes humaines et économiques.

Parmi les nombreuses failles capables, le système d’Ovindoli-Piano di Pezza-Campo Felice (OPPCF), aussi appelé L’Aquila-Celano, qui connecte les bassins de Fucino et de L’Aquila, ne semble pas avoir produit de séisme majeur depuis l’an 1315 (cf. figure ci-contre : Sismo-tectonique des Apennins centraux, d’après Villani et al., 2015). Il est composé de plusieurs segments d’orientations et de cinématiques différentes et dont les relations n’ont pas été établies clairement. Des premiers travaux paléosismologiques proposent des valeurs de déplacement co-sismiques comprises entre 2 et 3 mètres sur des structures mesurant 12 à 20 km, ce qui diverge fortement des lois d’échelle classiques. En effet, celles-ci proposent 30 à 35 km de longueur de rupture de surface si ces déplacements co-sismiques sont considérés maximaux et 40 à 45 km s’ils sont moyens.

Ces paramètres de rupture anormaux influent nécessairement sur la caractérisation correcte des failles pour l’aléa et peuvent avoir pour origine, entre autres, une structure profonde différente de celle visible en surface (héritage structural), une cinématique plus complexe que celle proposée (terminaison de faille en queue de cheval).

Le projet INSU mené par Matthieu Ferry en collaboration avec le CEREGE (Aix-Marseille) et l’INGV de Rome met ainsi en œuvre une étude couplée de géomorphologie, paléosismologie, et géophysique de sub-surface afin de caractériser en détails la géométrie, la cinématique et l’histoire de la déformation récente (Pléistocène tardif - Holocène) des systèmes de failles de Piano di Pezza et Campo Felice. Ces deux systèmes de failles sont associés à de petits (1 – 5 km) bassins perchés se prêtant particulièrement bien à l’imagerie géophysique de sub-surface et à une cartographie détaillée de l’expression de surface des différents segments. Deux missions de terrain effectués en mai et septembre 2017 permettront d’acquérir les observations de cartographie de surface (scanner 3D, photogrammétrie), d’imagerie de sub-surface (sismique H/V et ReMi, tomographie électrique, micro-gravimétrie) et de paléosismologie. Le traitement et l’analyse de données de sismique passive et de micro-gravimétrie seront associés au développement d’un code d’inversion conjointe permettant d’optimiser la complémentarité de ces méthodes, en particulier en terme de résolution en profondeur.


Pour en savoir plus...
- Chiarabba, C., et al. (2009), The 2009 L’Aquila (central Italy) MW6.3 earthquake : Main shock and aftershocks, Geophys. Res. Lett., 36(18), n/a-n/a.
- Leonard, M. (2010), Earthquake Fault Scaling : Self-Consistent Relating of Rupture Length, Width, Average Displacement, and Moment Release, Bull. Seism. Soc. Am., 100(5A), 1971-1988.
- Oddone, E. (1915), Gli elementi fisici del grande terremoto marsicano-fucense del 13 gennaio 1915, Boll. Soc. Sism. It.(19), 71-216.
- Pantosti, D., G. D’Addezio, and F. R. Cinti (1996), Paleoseismicity of the Ovindoli-Pezza fault, central Apennines, Italy : A history including a large, previously unrecorded earthquake in the Middle Ages (860–1300 A.D.), J. Geophys Res., 101(B3), 5937.
- Rovida A., Locati M., Camassi R., Lolli B., Gasperini P. (eds), 2016. CPTI15, the 2015 version of the Parametric Catalogue of Italian Earthquakes. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. doi : 10.6092/INGV.IT-CPTI15
- Villani, F., V. Tulliani, V. Sapia, E. Fierro, R. Civico, and D. Pantosti (2015), Shallow subsurface imaging of the Piano di Pezza active normal fault (central Italy) by high-resolution refraction and electrical resistivity tomography coupled with time-domain electromagnetic data, Geophys. J. Int., 203(3), 1482-1494.
- Ward, S. N., and G. R. Valensise (1989), Fault parameters and slip distribution of the 1915 Avezzano, Italy, earthquake derived from geodetic observations, Bull. Seism. Soc. Am., 79(3), 690-710.
Wells, D. L., and K. J. Coppersmith (1994), New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement, Bull. Seism. Soc. Am., 84(4), 974-1002.