Géologie de Terrain dans l'Ouest des Etats-Unis
15-31 Mai 2004
29 mai - GEOLOGIE URBAINE
 
Brest
Purdue
Denver
Las Vegas
Los Angeles

Etude de la sismicité à Los Angeles

Cette zone est très fracturée, les failles sont nombreuses, sur le continent comme en mer, orientées principalement NW-SE. Actuellement, la faille de San Andreas est en décrochement dextre, avec des zones en compression au niveau de flexures (le « Big Bend » qualifié de « restraining » car il implique une zone en compression entre les segments purement décrochants au nord et au sud), comme le montre le schéma suivant:

Les montagnes qui entourent Los Angeles (dont le centre est situé dans un bassin sédimentaire) sont le résultat des différentes ruptures de failles avec également de l'héritage sédimentaire. Cette morphologie est très utile pour retrouver la majorité des grandes failles.

La subduction de la plaque océanique Farallon n'est plus active actuellement. Les ruptures se propagent dans une direction donnée sur le plan de faille souvent incliné, soit vers la surface, soit en profondeur : c’est la directivité de la source.

C'est le premier cas qui est dangereux pour les êtres vivants : en effet, dans ce cas, les ondes sismiques se déplacent quasiment à la même vitesse que cette propagation de rupture, ce qui amplifie considérablement le mouvement du sol dans cette direction lors d’un grand séisme : l'arrivée des ondes en surface provoque ainsi des mouvements forts. Dans le sens inverse, c'est le contraire, l'effet diminue. Dans le bassin de Los Angeles, il y a inversion d'anciennes failles normales qui bordaient des cuvettes : on obtient des failles inverses en chevauchement sur des failles normales. D

Vue du centre de Los Angeles, pris de la faille de Hollywood au Nord.
Au niveau de la zone en compression sur le schéma, on a des failles conjuguées. Le temps de retour d'une rupture, estimé à partir d’études paléosismologiques (tranchées), est assez long (5000 ans environ pour qu'une même faille rejoue). On peut avoir un rejet (décalage) de 5 à 11 m en quelques secondes: les conséquences peuvent donc être désastreuses. Los Angeles a son centre situé dans un bassin sédimentaire. Par exemple, l'orientation de la faille de Hollywood se dirige dans la même direction (vers le Sud), et si rupture il y a, le phénomène sera amplifié par la mise en résonance du bassin lui-même (couches sédimentaires), ce qui sera sans doute catastrophique. Cette zone est complexe, à gros risque sismique actuellement.


Vue d’une partie du bassin de Los Angeles, pris par avion lors du départ le 30 mai.

Cette carte extraite de l'article de Dolan et al. (Revue Science, Vol. 267, p. 200, janvier 1995) donne une idée de la complexité des failles supposées actives dans le bassin de Los Angeles: chaque couleur est la projection en surface d'une faille et de certains séismes associés. Les 2 zones sombres sont les surfaces de rupture de 2 séismes récents importants (1971 et 1994), tous les deux de magnitude 6.7.

Cette carte extraite de l'article de Dolan et al. (Revue Science, Vol. 267, p. 200, janvier 1995) complète la carte précédente en figurant les 51 principaux segments de failles « sources » sous Los Angeles susceptibles de rompre en produisant des séismes de magnitude modérée (Mw de 6.5 à 6.8). Les chiffres sur chaque source donnent les temps de retour approchés (en années).

Cette coupe extraite de Dolan et al. (Revue Science, Vol. 300, p. 116, avril 2003) montre la vision actuelle des structures actives sous le bassin de Los Angeles, marquées par l'existence de grands chevauchements comme celui de Puente Hill (PHT sur la figure), et qualifié d'"aveugle" (il n'atteint pas la surface et se transforme en pli), .