Un essaim de séismes sous haute surveillance

Le secteur d’Arette (Béarn) est l’une des régions françaises dont l’activité sismique est la plus intense. L’activité sismique dans cette zone a la particularité d’être continue, avec des fluctuations pluriannuelles, et présente donc des différences marquées avec les modèles classiques du cycle sismique. Par ailleurs, ce cluster de sismicité coïncide spatialement avec des anomalies positives à la fois du champ magnétique et du champ de gravité, ce qui suggère qu’il est localisé dans un bloc de manteau partiellement serpentinisé proche de la surface. Ce bloc mantellique aurait été exhumé pendant l’épisode de rifting Crétacé et préservé lors de la phase compressive qui a façonné la chaîne des Pyrénées et son avant-pays au cours des 50 derniers millions d’années. La serpentinisation s’accompagnant d’un changement de volume important, cette réaction pourrait expliquer l’origine de la sismicité dans le cluster d’Arette, par fracturation du milieu encaissant.

Carte du déploiement temporaire (mai-juin 2022) sur le cluster d’Arette.
La sismicité est représentée par un paramètre de « densité sismique », c’est-à-dire le nombre de séismes localisés dans un rayon de 1 km sur une période de 30 ans (1989-2019). La densité du dispositif permet d’espérer l’enregistrement de plusieurs centaines de micro-séismes durant la période d’observation. © Chevrot

Pour tester cette hypothèse, une nappe 2D de 100 capteurs STRYDE 3 composantes espacés de 1 km a été déployée sur le cluster d’Arette en mai 2022 pour une durée d’un mois, ainsi qu’un profil linéaire de 100 autres capteurs espacés de 100 m le long d’un profil N-S.

Matériel utilisé (nodes STRYDE) © Chevrot

Ces capteurs de nouvelle génération reposent sur des MEMS, des accéléromètres miniatures semblables à ceux que l’on trouve dans nos téléphones portables. Initialement développés pour l’exploration sismique pétrolière, ils sont déployés ici pour la première fois dans une expérience de sismique passive pour enregistrer la sismicité naturelle. La grande densité de capteurs permettra d’une part de localiser les événements sismiques avec une précision inégalée, et d’autre part d’obtenir un modèle tomographique crustal avec une résolution spatiale très fine (quelques centaines de mètres) de la surface jusqu’à environ 20 km de profondeur, par inversion des temps de propagation des ondes P et S.

Example de station d’enregistrement (sous le sommet du Saraillé, commune de Lourdios-Ichère) © Chevrot

Contacts :

Sébastien Chevrot (GET), Matthieu Sylvander (IRAP), Hélène Pauchet (IRAP)

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