Mesure de la déformation crustale en Europe occidentale par géodésie spatiale

par Jean-Mathieu Nocquet

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Jean Virieux et de Eric Calais.

Soutenue en 2002

à Nice .


  • Résumé

    Les chaînes alpines et les bassins de Méditerranée occidentale constituent la frontière de plaque accommodant la convergence entre les plaques Afrique et Eurasie. La vitesse de convergence Afrique/Eurasie, ainsi que la cinématique de cette région et le niveau de déformation intraplaque restent pour une grande part à quantifier. L'objet de ce travail est la détermination et l'analyse d'un champ de vitesses, cohérent et précis à l'échelle de l'Europe et la Méditerranée occidentale. Pour atteindre ce résultat, des méthodes de combinaison des résultats des réseaux GPS permanents européen, français et alpin ont été développées. Une analyse statistique du champ de vitesses obtenu indique que l'Europe Centrale présente un niveau de rigidité de l'ordre de 0. 4 mm/an. Les points situés au Sud de la Méditerranée occidentale suggèrent une vitesse de convergence Afrique/Eurasie en Europe de 30 à 50% plus faible que celle prédite par le modèle NUVEL1A. Par ailleurs, l'Espagne et le bloc Corso-Sarde sont solidaires de l'Europe à la précision des mesures. Les données géodésiques confirment la rotation anti-horaire du bloc Adriatique par rapport à l'Europe stable, autour d'un pôle situé dans la plaine du Pô. Dans les Alpes occidentales, les vitesses obtenues indiquent un régime de déformation faible (vitesses £ 1. 5 mm/an) combinant décrochement dextre et extension localisée dans le coeur de la chaîne. Dans la partie sud des Alpes occidentales et en Provence, le régime est dominé par le raccourcissement NS à NW-SE. Ces résultats permettent de proposer que la déformation des Alpes est contrôlée par la rotation anti-horaire du bloc Adriatique. Enfin, des simulations numériques indiquent que, dans un contexte de très faible convergence ou de légère extension, la contribution des forces de volume liées à la topographie de la chaîne alpine occidentale est suffisante pour générer de l'extension dans le coeur de l'arc alpin occidental.


  • Résumé

    Current deformation in western Europe and the western Mediterranean is usually assumed to be a consequence of the convergence between the African and Eurasia plates. However, the diversity of strain patterns observed within the plate boundary zone, the existence of rigid microplates and of active intraplate structures significantly complicate this apparently simple kinematic pattern. The accuracy of space geodetic techniques has reached a level where horizontal velocities of the order of a few millimeters per year within hundreds to thousands kilometers can now be detected. In order to achieve such an accuracy, combination methods were used and adapted, enabling to derive simultaneously a unique consistent solution from 3 permanent GPS networks (European (EUREF), national (RGP) and REGAL (western Alps) GPS permanent networks). The resulting velocity field describes horizontal crustal motion at 64 sites in western Europe with an accuracy better than 1 mm/yr. A statistical analysis shows that Central Europe behaves rigidly at a 0. 4 mm/yr level and can therefore be used to define a stable Europe reference frame. In that reference frame, no significant motion is found at sites located west of the Rhine Graben on the Iberian peninsula, on the Corsica-Sardinia block. Residual velocities for sites that possibly belong to the African plate suggest that the Africa/Eurasia plate motion may actually be significantly different from the NUVEL1A prediction. The geodetic data confirm the counter-clockwise rotation of the Adriatic microplate that appears to control the strain pattern along its boundaries in the Friuli area, the Alps, and the Apennines and the Dinarides. In the western Alps, the current strain pattern combines E-W extension and right-lateral shear. Numerical simulations indicate that in the context of low shortening, body forces contribution due to western Alps topography are strong enough to generate extension in the inner part of the range.

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Informations

  • Détails : 311 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 293-311. Résumés en français et en anglais

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  • Cote : THE NOC
  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
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  • Cote : 02NICE5738bis
  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 02NICE5738
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