ATTENTION : LE SITE www.ird.nc N'EST PLUS A JOUR. IL SERA REACTUALISE PROCHAINEMENT. POUR DES INFOS CONCERNANT LE CENTRE DE NOUMEA: infocom-noumea@ird.fr

Institut de recherche

pour le développement
Nouvelle-Calédonie
2 avril, 2004


Géosciences AZUR


Basée à Nice, Sophia-antipolis et Villefranche-sur-mer, l'Unité Mixte de Recherche Géosciences Azur, UR 082 rassemble plus de 80 personnes autour des spécialités des géosciences que sont la géologie, la géophysique et la géochimie, et d'un projet scientifique fédérateur centré sur la dynamique de la lithosphère (mesure et modélisation des mouvements et composants de la lithosphère). Le laboratoire comprend des enseignants-chercheurs des Universités de Nice-Sophia Antipolis (UNSA) et de Pierre et Marie Curie (UPMC), ainsi que des chercheurs du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l'Institut de recherche pour le développement (IRD).

Le Programme Géosciences AZUR au centre IRD de Nouméa :

Présentation

Le Pacifique Sud-Ouest est un chantier privilégié pour l'étude des processus actifs dans les systèmes convergents. Cette région d'affrontement entre les grandes plaques Pacifique et Australie est en effet caractérisée par un dispositif structural unique, fait de deux subductions à polarité inverse, les zones de subduction des Nouvelles-Hébrides et de Tonga, entre lesquelles s'ouvrent les bassins océaniques Nord-Fidjien et de Lau.

Les mouvements relatifs de convergence et d'ouverture mesurés dans cette zone sont actuellement considérés comme les plus rapides de la planète, ce qui intensifie les phénomènes associés comme le volcanisme et la sismicité.

   
 
Schéma tectonique indiquant les mouvements relatifs (en cm/an) des micro plaques dans le Pacifique Sud-Ouest. En rouge zone de convergence, en vert zone de divergence, en bleu zone transformante.
 

Pour voir l'actualité sismique régionale récente

L'activité du Laboratoire est donc axée sur l'étude générale de la géodynamique du Pacifique Sud-Ouest et plus particulièrement sur l'étude de la tectonique active et de l'aléa sismique.

Deux chantiers sont principalement étudiés :

  • la zone de subduction des Nouvelles-Hébrides entre la Nouvelle-Calédonie et le Vanuatu, en particulier sur la partie centrale du Vanuatu.
  • la zone transformante nord-fidjienne, sur et autour de l'archipel de Futuna.

Le laboratoire a également une activité scientifique en néotectonique sur les chantiers sud Chili et sud Nouvelle-Calédonie.

Les travaux sont abordés de façon multidisciplinaire. Les disciplines mises en oeuvre sont :

  • la sismologie pour les études des structures, des zones sismiques et des ruptures
 
    Station sismologique d'Utulimu à Futuna

 

 

  • la géodésie spatiale pour les mesures des déplacements liés aux mouvements entre les micro-plaques et au cycle sismique
 
    Mesures géodésiques et gravimétriques à Epi au Vanuatu

 

 

  • la géologie à terre et en mer pour les études du contexte structural, des failles actives et des mouvements à plus long terme, notamment verticaux grâce à l'analyse des coraux et de terrasses coralliennes.
 
  Coraux interstratifiés dans des couches de cendre volcanique, île Est d'Ambrym, Vanuatu

Par ailleurs, le laboratoire héberge l'Observatoire de géophysique de l'IRD en Nouvelle-Calédonie. Ce dernier maintient et/ou gère un parc de stations sismologiques (Mont Dzumac et Port-Laguerre en Nouvelle-Calédonie, Port-Vila au Vanuatu), une station magnétique et un parc de stations de géodésie spatiale (GPS, PRARE, DORIS).

Observatoire de géodésie spatiale à Nouméa, station orbitographie PRARE, premier plan station GPS permanente

Glossaire

Subduction : enfoncement de grande ampleur d'une portion de lithosphère sous une autre

Lithosphère : couche superficielle de la Terre, épaisse d'une centaine de kilomètres, comprenant la croûte et une partie du manteau supérieur

Exemples d'activités scientifiques

Etude néotectonique et aléa sismique à Vanuatu

Ce programme porte sur plusieurs aspects : événements sismiques proprement dits (localisation, mécanisme, répartition et origine des séismes), déformations permanentes ou transitoires liées à l'accumulation des contraintes et au déblocage instantané lors du séisme, déformations permanentes sur le plus long terme.

Des actions de géodésie, de sismologie et de géologie à terre et en mer sont menées conjointement. Le volet sismologique est basé sur une dizaine de stations courtes périodes et un réseau de stations large bande et une cinquantaine de sites GPS en Nouvelle-Calédonie et à Vanuatu, observés au moins une fois par an. Ces équipements permettent d'analyser les déformations et la séismicité de l'arc du Vanuatu, notamment l'essaim sismique à l'Ouest de l'île d'Efate ainsi que les séismes majeurs.
 

  Station GPS à Wousi, île de Santo.Vanuatu

Le volet géologie à terre et en mer permet de replacer les îles dans leur cadre structural et s'intéresse aux mouvements verticaux grâce à l'étude des coraux vivants et des terrasses coralliennes.

L'objectif est de mesurer les surrections cosismiques liés aux séismes actuels ou anciens, de quantifier les soulèvements sur le plus long terme (quelques milliers d'années à centaines de milliers d'années) et d'estimer le temps de récurrence des séismes.

 
  Soulèvement co-sismique lié au séisme du 26 novembre 1999, souligné par la franche blanche due à la dessication des alques rouges le long de la côte Est d'Ambrym (Vanuatu).

Cette approche multidisciplinaire est illustrée par l'ensemble des travaux réalisés en 2000 suite au très fort séisme (Mw 7.5) et tsunami du 26 novembre 1999 qui ont frappé les îles centrales du Vanuatu et plus particulièrement les îles d'Ambrym et Pentecôte. Ce séisme destructeur de type chevauchant est le plus grand séisme connu dans la zone de compression arrière-arc du Vanuatu central, située en face de la subduction de la ride d'Entrecasteaux. Le réseau sismologique a permis de localiser l'ensemble des événements de la crise sismique qui a duré plusieurs mois. Des missions de géologie à terre ont montré que seule l'extrémité orientale d'Ambrym a été fortement soulevée de plus d'un mètre alors que les îles de Pentecôte au nord et de Paama-Lopevi au sud ont subsidé. Les mouvements horizontaux cosismiques ont été estimés aux différents sites du réseau GPS de l'ensemble des îles centrales, le mouvement du site le plus proche du séisme (Ouest Ambrym) étant de 35 cm vers l'Est.

Crise sismique liée au tremblement de terre du 26 novembre 1999

L'opportunité de disposer du navire L'Atalante pour la campagne ALAUFI a permis une étude bathymétrique détaillée des flancs orientaux des îles d'Ambrym et sud Pentecôte. Un escarpement majeur interprété comme l'émergence de la zone de rupture ainsi que des zones glissées ont été cartographiées. L'ensemble de ces données a permis de modéliser la zone de rupture de ce séisme majeur. La modélisation du tsunami est à l'étude. Un marquage de la zone soulevée et la création d'un site GPS à Est Ambrym ont été réalisés pour mesurer d'éventuels mouvements post-sismiques. Par ailleurs l'observation de terrasses coralliennes soulevées (jusqu'à 10 m d'altitude) restreinte à la région Est Ambrym qui a subi le fort soulèvement cosismique suggère d'anciens événements et un fort taux de surrection, jusqu'ici insoupçonné, dans la zone arrière arc du Vanuatu central.

Etude néotectonique et aléa sismique à Futuna

Les îles de Futuna et d'Alofi (T.O.M. de Wallis et Futuna) sont situées à proximité de la zone de faille transformante nord-fidjienne, une des zones transformantes les plus actives du globe à la frontière entre les plaques Australie et Pacifique. Ces îles sont régulièrement soumises à des séismes superficiels et locaux de forte magnitude, qui provoquent raz-de-marée et glissements de terrain.

Vue d'Alofi montrant l'étagement des terrasses récifales ; la morphologie résulte du soulèvement progressif de île depuis plusieurs centaines de milliers

     
  Dégâts causés par le tremblement de terre du 12 mars 1993 sur l'île de Futuna   Faille inverse affectant le platier corallien actuel de Futuna

 

Dans le cadre du programme national sur les risques naturels, le laboratoire conduit depuis 1998 une étude pluridisciplinaire sur la néotectonique et l'aléa sismique à Futuna, combinant travaux à terre et en mer (sismologie avec 4 stations dont une large bande, géodésie avec 8 sites dont 1 station GPS permanente, néotectonique à l'aide des coraux vivants et des terrasses coralliennes, campagne océanographique).

La campagne à la mer ALAUFI réalisée à bord du N.O. L'Atalante était focalisée sur la zone transformante nord-fidjienne et avait pour objectif de reconnaître le dispositif structural autour de Futuna. L'un des résultats majeurs de la campagne a été la découverte de plusieurs axes d'ouverture océanique actifs. L'un d'eux, baptisé "dorsale de Futuna", a été cartographié en quasi totalité. Cette dorsale se situe à la fois dans la zone économique française et celle des Fidji. C'est la première dorsale identifiée à une telle proximité d'un territoire français.

La dorsale de Futuna s'étend sur plus de deux cents kilomètres depuis le nord des îles Fidji jusqu'au nord-ouest de Futuna. Elle est composée de trois segments en échelon de moins en moins profond en allant vers le Nord.

Le segment sud, le plus profond (3739 m au maximum) en forme de V indique que l'ouverture se propage vers le Sud, vers les îles fidjiennes. Le segment nord présente une ride axiale très marquée; il se situe à 600 mètres de profondeur et culmine à 1300 mètres au-dessus du plancher océanique environnant. Les données magnétiques indiquent que le taux d'ouverture de cette dorsale est de 4 centimètres par an au niveau de sa partie centrale. Des dragages ont par ailleurs permis de prélever des roches basaltiques très fraîches, témoignant de l'activité actuelle de la dorsale.

   
 
Carte structurale de la région de Futuna établie lors de la campagne Alaufi du N.O. L'Atalante
 

De plus, cette campagne a permis d'identifier des zones de failles orientées est-ouest, se raccordant perpendiculairement la dorsale à l'Ouest et au Nord-Ouest de Futuna. La principale zone de faille, marquée par de profonds sillons et des massifs soulevés, passe par Futuna et Alofi ; baptisée "faille transformante de Futuna", son activité est responsable de la structuration, du soulèvement de l'archipel et, bien évidemment, des tremblements de terre affectant régulièrement l'archipel.

Partenariat

- SOPAC (South Applied Geosciences Commisssion), Suva, Fidji

- Land & Survey Department du Vanuatu en géodésie

- Service des mines et des ressources en eau du Vanuatu en sismologie et géologie

- Services topographiques du Territoire (BGN / DITTT) et des Provinces Iles, Nord et Sud de Nouvelle-Calédonie en géodésie spatiale

- Services de Mines et de l'Energie de Nouvelle-Calédonie

- BRGM Nouméa

- Laboratoire de Détection et Géophysique / CEA

- Ecole et Observatoire de Physique du Globe de Strasbourg

- Institut de Physique du Globe Paris

- Université d'Hawaii, USA

- Université du Texas à Austin, USA

- Universités de Brest et de Nantes

- UMR LEGOS Toulouse, UR Paléotropique

Formation

Thèse

Benoît Flamand, actuellement en thèse au laboratoire (inscrit Université de Brest).

Stage

Julien Fade, Stage ouvrier de fin de première année de l'ENS de Cachan, stage du magistère en EEA de l'Université Paris Sud XI et de l'ENS Cachan. Etude et optimisation d'un prototype de sismomètre à contre-réaction.

 

Bibliographie

Lagabrielle Y., Guivel C., Maury R., Bourgois J., Fourcade S. and Martin H., 2000. Magmatic-tectonic effects of high thermal regime at the site of active spreading ridge subduction: the Chile Triple Junction model. Tectonophysics, 326(3-4) : 215-228.

Calmant S., Valette J.-J., Crétaux J.-F. and Soudarin L., 2000. Tectonic plate motion and co-seismic steps surveyed by DORIS field beacons : the New Hebrides experiment. Journal of Geodesy, 74 : 512-518.

Pelletier B., Régnier M., Calmant S., Pillet R., Cabioch G., Lagabrielle Y., Boré J.-M., Caminade J.-P., Cristopher I. et Temakon S., 2000. Le séisme d'Ambrym-Pentecôte (Vanuatu) du 26 novembre 1999 : données préliminaires sur la séismicité, le tsunami et les déplacements associés. C. R. Acad. Sci. Paris, Science de la terre et des planètes, 331 : 21-28.

Pelletier B., Lagabrielle Y., Cabioch G., Calmant S., Régnier M. et Perrier J., 2000. Transpression active le long de la frontière décrochante Pacifique-Australie : les apports de la cartographie multifaisceaux autour des îles Futuna et Alofi (Pacifique Sud-Ouest). C. R. Acad. Sci. Paris, Science de la terre et des planètes, 331 : 127-132.

Régnier M., Moris S., Shapira A., Malitzky A. and Shorten G., 2000 - Microzonation of the expected seismic site effetcs across Port Vila, Vanuatu. Journal of Earthquake Engineering, 4(2): 215-231.

Pomerol C., Lagabrielle Y. et Renard M., 2000. Eléments de Géologie. 12 ème édition, 650 p. env. Editions Dunod.

Bibliographie exhaustive

 

Contact

Bernard PELLETIER : Bernard.Pelletier@noumea.ird.nc