Impact des forçages environnementaux sur l'activation desfailles et la sismicité dans l'Est du Bassin de Paris (site Cigéo)

par Adrien Damon

Projet de thèse en Géosciences

Sous la direction de Stéphane Mazzotti et de Philippe Vernant.

Thèses en préparation à l'Université de Montpellier (2022-….) , dans le cadre de GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec GM - Géosciences Montpellier (laboratoire) depuis le 01-10-2020 .

mots clés

• Domaine intraplaque
• Réactivation de failles
• Processus environnementaux

Résumé

L'objectif du projet de thèse est de construire un ensemble de modèles numériques permettant de tester et contraindre l'impact des forçages environnementaux sur l'activation des failles et la sismicité dans l'Est du Bassin de Paris et autour du site Cigéo sur des périodes de temps allant de quelques centaines d'années au million d'années. Ces modèles thermo-mécaniques permettront d'étudier les combinaisons et interactions - spécifiques à la région - des différents forçages, des structures géologiques crustales et mantelliques et des caractéristiques des failles, pour en déduire l'impact sur la stabilité et l'activation potentielle des failles existantes et sur leur potentiel sismogène. Les forçages envisagés incluront les cycles glaciaires des calottes fennoscandiennes, celtiques et alpines (échelle de temps de 10,000–100,000 ans), les épisodes d'avancées-retraits des glaciers alpins (échelle de temps de 100–1000 ans), les patterns d'érosion/sédimentation long-terme dans les domaines environnants (Alpes, Vosges, Bassin de Paris, …, échelle de temps Holocène-Quaternaire) et les pulses d'érosion dans les systèmes fluviaux proche du site (en lien avec des modèles de variations climatiques sur des échelles de temps de 10–100 ans et des modèles hydro-climatiques sur des échelles de temps plus longues). Ces modèles numériques permettront d'étudier l'effet des forçages sur les structures spécifiques de l'Est du Bassin de Paris en intégrant les connaissances actuelles (et leurs incertitudes) sur les systèmes de failles héritées, leur état mécanique (associé au cumul de déformation passée) et l'état de contrainte à grande échelle associé au forçage tectonique « statique ».

mots clés

• Intraplate domain
• Fault reactivation
• Environmental processes

Titre traduit

Impact of environmental forcings on fault activation and seismicity in Eastern Paris Basin (Cigéo site)

Résumé

The aim of this thesis project is to construct a set of numerical models for testing and constraining the impact of environmental forcings on fault activation and seismicity in Eastern Paris Basin and near the Cigéo site, on periods varying from hundreds of years to a million years. These thermo-mechanical models will allow the study of the combinations and interactions -specific to the studied zone- of different forcings, crustal & mantle structures and fault characteristics, in order to estimate their impact on existing faults stability and potential activation, as well as their seismogen potential. The considered forcings will include glacial cycles of the Fennoscandian, Celtic and Alpine ice caps (10 000 to 100 000 years), back and forth movements of Alpine ice caps (100 to 1000 years), long-term erosional/depositional patterns in the neighboring domains (Alps, Vosges, Paris Basin... from Holocene to Quaternary) and erosion pulses in fluviatile systems near the study site (linked to climatic variations models on a 10-100 years timescale et hydro-climatic models on longer timescales). These numerical models will allow the study of the impact of the forcings on specific structures observed in the Eastern Paris Basin by integrating the current knowledge (and its uncertainty) on inherited fault systems, their mechanical state (associated to past deformation accumulation) and large-scale stress state associated to the 'static' tectonic forcing.