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Sismicité actuelle de la France métropolitaine

Le réseau sismologique Epos-France enregistre plus de 4000 séismes chaque année en France métropolitaine, dont en moyenne une trentaine sont ressentis par la population selon le BCSF-Rénass.

Sans être un territoire fortement secoué comme le Japon, la Grèce ou encore la Californie, notre pays se situe dans une zone de sismicité modérée (la magnitude des séismes est le plus souvent inférieure à 6) mais l’histoire nous apprend que, bien qu’ils soient rares, des séismes de plus forte magnitude peuvent se produire.

La sismicité d’une région est étudiée à partir de données différentes suivant la période de temps à laquelle on s’intéresse. Depuis 1960, la sismicité, dite actuelle, est principalement étudiée à partir des enregistrements réalisés par les réseaux de sismomètres, c’est pourquoi on la qualifie aussi de « sismicité instrumentale ». Il y a maintenant plusieurs milliers de sismomètres installés à la surface du globe. Pour la période allant de l’an 1000 au XXe siècle on travaille essentiellement à partir de l’analyse des relevés historiques (« sismicité historique »). Et pour les périodes plus anciennes, pour lesquelles il n’existe pas d’écrits, la recherche se concentre sur les indices de séismes enregistrés dans les dépôts géologiques superficiels d’âge quaternaire (moins de 2 millions d’années) : c’est la paléosismologie.

Carte de sismicité de la France de 1965 à 2020

Où sont localisés les séismes en France ?

Sur la carte de la sismicité instrumentale, établie à partir des enregistrements du réseau de l’Infrastructure de recherche Epos-France, on observe que la distribution des séismes n’est pas homogène sur l’ensemble du territoire. Trois grandes régions sismiques se distinguent :

  1. toute la partie Est de la France depuis Strasbourg jusqu’à Nice et en Méditerranée,
  2. la zone des Pyrénées,
  3. une large bande orientée Nord-Ouest-Sud Est depuis Brest jusqu’à Clermont-Ferrand.

Tous les séismes enregistrés entre 1962 et 2020 ont une magnitude faible ou modérée (magnitude inférieure ou égale à 6). Leurs foyers sont généralement situés à faible profondeur (entre 3 et 15 km) ce qui fait qu’un certain nombre de ces séismes ont été ressenti par la population.

Carte de la sismicité de la France de 1962 à 2020 : les ronds représentent les épicentres des séismes. Leur diamètre est proportionnel à la magnitude, inférieure à 3,5 pour 95% des séismes (seuls sont représentés les séismes sur le territoire français avec une extension 20 km à l’extérieur des frontières) © Sophie Lambotte, EOSTEn savoir plus

Quelles sont les principales zones d’activité sismique en France ?

La comparaison de la carte de sismicité et de la carte géologique de France permet de montrer que la distribution hétérogène des séismes est guidée par la géologie. En effet, les observations et modélisations réalisées par les scientifiques montrent que le comportement mécanique de la croûte est différent suivant la géologie des zones considérées. Les séismes sont principalement concentrés dans les chaînes de montagnes (en rouge sur la carte) formées de 50 à 5 Millions d’années (Alpes), de 50 à 20 Ma (Pyrénées) et de 400 à 270 Ma (Massif Armoricain, Massif Central, Vosges) ainsi que de 35 à 20 Ma (formation du bassin sédimentaire du fossé Rhénan, en gris sur la carte). Les roches de ces zones sont intensément déformées et on y trouve de nombreuses failles.

La principale zone d’activité sismique correspond à la chaîne des Alpes occidentales : des séismes se produisent sur l’ensemble de la chaîne depuis la frontière Suisse jusqu’à la Méditerranée dont la zone nord, au large de Nice, est particulièrement active. On enregistre des séismes de magnitude supérieure à 4 chaque année et plusieurs concentrations périodiques de microséismes sont ressenties par la population (vallée de l’Ubaye, vallée de la Maurienne, par exemple). Ces séismes sont la conséquence de la réactivation des failles formées lors de l’orogenèse alpine (entre 50 et 5 millions d’années).

Les Pyrénées : comme pour les Alpes, on observe une micro-sismicité permanente sur l’ensemble de la chaîne, du Pays Basque aux Pyrénées Orientales, et des séismes de magnitude supérieure à 4 se produisent également chaque année. Ces séismes sont la conséquence de la réactivation des failles formées lors de l’orogenèse pyrénéo-provençale  (entre 50 et 20 millions d’années).

Le fossé Rhénan : les épicentres sont alignés suivant un axe Nord/Nord-Est et Sud/Sud-Ouest qui est parallèle aux grandes failles bordant la plaine du Rhin (carte géologique). Cette plaine correspond à un rift continental (ou fossé d’effondrement) qui s’est formé entre 35 et 20 millions d’années et ce sont ses failles qui sont actuellement réactivées.

La zone Massif Armoricain-Massif Central : l’activité sismique est conséquente mais le nombre de séismes et leur magnitude sont en général plus faibles que dans les Alpes ou les Pyrénées. Les séismes se distribuent suivant un alignement Nord-Ouest/Sud-Est. Les épicentres sont superposés aux grandes failles paléozoïques qui se sont formées lors de l’orogenèse Hercynienne (entre 400 et 270 millions d’années) et qui, bien que très anciennes, sont maintenant réactivées.

On observe très peu de séismes dans le bassin de Paris et dans le bassin d’Aquitaine. La géologie de ces deux bassins est différente de celle des zones à plus forte sismicité : ils sont remplis par des couches de roches sédimentaires d’âge Mésozoïque (295-65 Ma) et Cénozoïque (65 Ma – actuel). L’épaisseur de ces roches sédimentaires, atteint plus de 3000 m par endroits. Elles sont peu déformées et le nombre de failles en surface est moins important.

En France métropolitaine, d’une façon générale et bien que les failles soient bien connues en surface, celles sur lesquelles se produisent les séismes destructeurs sont rarement identifiées de façon certaine. Un cas récent fait exception : le séisme du Teil (11 novembre 2019, magnitude 5,2), car une rupture de la surface du sol s’est produite le long de la faille activée, ce qui a permis d’identifier celle-ci (la faille de la Rouvière) sans ambiguïté.

Carte géologique de la France

Carte géologique de la France. Elle représente l’âge des roches, Paléozoïque en rouge-rose (540-295 millions d’années), Mésozoïque en bleu-vert (295-65 Ma) et Cénozoïque en jaune-orange-beige-gris (65 Ma – actuel). Les traits noirs représentent la trace des failles © BRGM

Est-ce qu’il y a déjà eu des séismes destructeurs en France ?

Depuis 1960 plusieurs séismes ont produit des dégâts mais deux seulement ont entraîné des destructions importantes (bien que sans commune mesure avec ce qui a été observé lors de séismes forts comme celui de Tohoku au Japon en 2011 par exemple).

Est-ce qu’il s’est déjà produit des séismes dans des zones où on ne les attendait pas ?

Oui, dans le Pas de Calais le 6 avril 1580 par exemple. Cet événement a été étudié à partir des archives retrouvées par les historiens qui décrivent les nombreuses destructions à Calais, dans le sud de l’Angleterre et dans la vallée de la Seine. L’étendue et l’intensité des dégâts a permis de conclure qu’il s’agissait d’un séisme fort (magnitude supérieure à 6) bien que situé dans une zone où on observe très peu de sismicité.

Bien que la détection des séismes et la compréhension du processus sismique aient beaucoup progressé depuis 1960, on n’est pas encore capable d’expliquer de façon précise pourquoi les séismes se produisent à tel endroit plutôt qu’à tel autre en France métropolitaine. L’analyse des séismes très anciens, dont les traces sont enfouies dans les couches géologiques, nous montre que dans une zone de sismicité modérée comme la France le temps de retour entre 2 séismes forts est très long, de plusieurs milliers à centaines de milliers d’années. Ainsi, même si la probabilité est faible, un séisme fort peut survenir dans une zone où la sismicité instrumentale, établie sur les soixante dernières années, est nulle.