Thème transverse

Structure et évolution du Fossé Rhénan, un graben intracontinental au nord des Alpes

Animateur : Jérôme Van der Woerd

L'objectif de ce thème transverse est de confronter et discuter des résultats de recherche et des méthodes d'analyses dont l'objet est au sens large la quantification des déformations lithosphériques d'un domaine intra-continental. Le choix du fossé Rhénan n'est pas un hasard puisqu'il s'agit d'une structure dans laquelle est immergé l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg, immersion géographique mais aussi par les projets de recherche passés ou en cours de presque l'ensemble des équipes de l'UMR7516.

A la fois des résultats nouveaux, des méthodes d'investigation nouvelles et des projets nouveaux remettent d'actualité un certain nombre de questions concernant les déformations récentes dans le fossé Rhénan. Ces aspects nouveaux sont : des méthodes de géophysique de proche surface (géoradar, magnétisme), des études ponctuelles sur des failles actives (paléosismologie), des études sur des séismes récents ou historiques (paléosismologie, sismologie), des réinterprétations à grande échelle de données géophysiques (gravimétrie, sismique réflexion), des acquisitions de nouvelles données (gravimétrie, GPS, topographie de haute résolution), etc...

Sans aborder l'ensemble des problèmes que ces recherches abordent, il nous paraît possible de définir un ensemble de questions essentielles qui stimulent l'échange et la confrontation de ces différents aspects de la recherche géophysique actuelle. Une question importante est celle de la détermination des structures tectoniques actives du fossé Rhénan. D'une part, il s'agit de les identifier et d'autre part, il faut comprendre leur lien avec un état de contrainte régional et un modèle de déformation cohérent. Peut-on envisager de comprendre de manière cohérente la déformation dans cette région de l'Europe, en englobant la déformation alpine au sud, le fossé Rhénan au centre et le Rhin Inférieur au nord ?

En liaison avec ce problème fondamental, il y a la question de la signification de la distribution de la sismicité actuelle du fossé Rhénan. Par là, on entend à la fois la sismicité récente, mais aussi les séismes importants historiques connus. L'activité sismique récente sur la bordure ouest des Vosges dont témoigne le dernier séisme de M = 5.4 du 22 février 2003, ainsi que des tremblements de terre historique comme celui de Remiremont de 1682, montre que cette partie des Vosges est active.

La question du rôle des structures héritées dans la déformation actuelle est également posée. En effet, l'exploitation des données gravimétriques montre comment la zone de décrochement varisque a fortement contrôlé la tectonique et la sédimentation éocène-oligocène. Ainsi, les accidents N0-10° importants se présentent en relais sur les failles décrochantes N35°. Il est donc envisageable de chercher le lien entre la distribution de sismicité actuelle avec la géométrie des structures en profondeur.

L'ensemble de ces problèmes est abordé par plusieurs équipes avec leur méthode de recherche propre. Le but de ce thème transverse est de permettre la confrontation des chercheurs des différentes disciplines par des séminaires de discussion et d'initier des nouvelles réflexions multidisciplinaires.

Différents projets en cours ou nouveaux permettent d'aborder ces questions.
En ce qui concerne la structure profonde, des modélisations analogiques de l'extension continentale sont prévues, des interprétations des données de l'imagerie géophysique (gravimétrie, magnétisme, tomographie, sismique,…). Des études sont notamment bien avancées au travers du programme européen EUCOR-Urgent. La réinterprétation du profil de sismique réflexion ECORS "Morhange-Lahr" est prévu au vue des données gravimétriques nouvelles.
Des travaux sont en cours sur la reconnaissance des failles actives (identification et caractérisation), des études de paléosismologie en combinaison avec des approches géomorphologiques et de géologie de surface (évolution du paysage, échelles de temps, érosions, ….) dans le cadre de programmes européens comme PALEOSIS, SAFE ou encore EUCOR-Urgent, ou de programmes financés par la région (REALISE).

Le tremblement de terre de Rambervillers (Vosges) a initié un programme de recherche sur la sismicité de l'ouest des Vosges, avec comme objectif de faire le lien avec la sismicité historique et éventuellement, d'identifier les sources sismiques des séismes les plus importants.

Enfin, des mesures de déformations instantanées progressent avec la remesure de réseaux de points GPS (remesure du réseau REGAL prévu en 2004), la mise en place de nouvelles stations fixes (élaboration d'un projet européen Interreg en collaboration avec la région Alsace). Ces nouvelles données permettront sans doute de mieux comprendre les mouvements différentiels observés entre deux stations situées dans les Vosges et la plaine du Rhin.