Carte sismotectonique

Localisation

Dans la soirée du lundi 04 octobre 1999, à 20h14 (heure légale), un séisme de magnitude ML=4,8 (RéNaSS) s'est produit dans la région de Saint-Béat (Haute-Garonne) à la limite des départements des Hautes-Pyrénées et de la Haute-Garonne. Cette secousse, bien ressentie par la population, est l'une des plus importantes détectées dans cette région du front nord-pyrénéen depuis le séisme de la Mongie du 6 janvier 1989 (ML=4,9). Elle a été enregistrée par l'ensemble des stations sismologiques françaises et espagnoles. Le séisme du 4 octobre 1999 s'est produit à près de 20 kilomètres au nord de celui du 2 juillet 1997 (ML=3,9, Io MSK= IV).

Autres magnitudes publiées :
ML : LEDBW (Freiburg) = 4,6 ;
mb : USGS=4,4 ; LDG=4,5 ; MDD=4.5 ; IGN Madrid=4,7 ; KIS=4.7 ;
Mw : 4,4 (Mo=4,3 10¹⁵ Nm, Dufumier et coll., 2000). Moyenne ML=4,8 : magnitude BCSF.

Les solutions données par l'OMP et le SGC combinent les stations françaises et espagnoles (RSSP, SGC et LDG).

Ce séisme a été suivi à 22h34 (heure légale) d'une réplique plus faible (2,2ML selon le RéNaSS et 1,6 selon le SGC) enregistrée par les réseaux locaux.

Sismicité régionale

La chaîne des Pyrénées est la seconde région en France, après les Alpes, de par son activité sismique historique. Le choc du 4 octobre 1999 se trouve à une trentaine de kilomètres à l'est de la faille, de l'Adour. Alors qu'à l'ouest de cette faille la sismicité pyrénéenne se distribue selon une bande étroite axée le long de la faille nord-pyrénéenne (FNP), plus à l'est, entre la faille de l'Adour et le massif granitique de Maladeta (zone axiale de la chaîne des Pyrénées), la sismicité est nettement plus diffuse et clairsemée selon les cartes de sismicité instrumentale ; voir par exemple la carte de la Sismicité de la France 1962-1993 du CEA-LDG (1995) et celles de la période 1989-1999 de Souriau et coll. (2001).

Le séisme du 4 octobre 1999 s'est produit dans une région qui a souvent subi des dégâts causés par des tremblements de terre.
Dans un rayon de 75 km autour de la zone épicentrale du séisme du 4 octobre 1999, on compte 5 séismes historiques destructeurs d'intensité épicentrale (Io) MSK supérieur ou égal à VIII :

• Ribagorza en 1373 (Espagne, Io=VIII-XI),
• Bagnères en 1660 (Bigorre, Io=VIII-IX),
• Juncalas en 1750 (Bigorre, Io=VIII),
• Argeles-Gazost en 1854 (Bigorre, Io=VII-VIII),
• Viella en 1923 (Espagne, Val d'Aran, Io=VIII),
  (Lambert et coll., 1998).

Contexte tectonique général

La formation de la chaîne des Pyrénées a débuté vers -70 Ma, lors de la convergence entre les plaques Ibérie et Eurasie en réponse à la montée vers le nord de l'Afrique. Ce processus de collision fait suite à une période d'extension liée à la propagation vers le nord de la Ride médioatlantique qui s'est traduite entre -115 et -80 Ma par l'ouverture du golfe de Gascogne avec accrétion océanique (voir par ex. Mattauer, 1990 ; Choukroune, 1992). Parmi les accidents tectoniques majeurs de la chaîne des Pyrénées, comptent principalement la faille nord-pyrénéenne (FNP, bordant au nord la zone axiale des Pyrénées), le chevauchement frontal nord-pyrénéen (CFNP, chevauchant vers le nord) et le chevauchement sud-pyrénéen (CSP, chevauchant vers le sud) qui limitent au nord et au sud la chaîne des Pyrénées (voir par ex. Choukroune, 1992). Alors que le CFNP n'est distant que d'une trentaine de kilomètres du centre de la zone axiale, le CSP en est sur les deux tiers de sa longueur à près de 80 km. Ceci est lié à la structure asymétrique de la chaîne, dont les nappes de charriage mises en place lors de la phase de collision sont principalement déversées vers le sud (le versant espagnol étant nettement moins abrupt que le versant français). La plaque Eurasie agit sur la plaque Ibérie comme un indenteur, la croûte inférieure de l'Ibérie subductant partiellement sous l'Eurasie (voir par ex Souriau & Granet, 1995 ; Roure et Choukroune, 1998). La FNP, faille sub-verticale (au moins au travers de la croûte supérieure), est située à l'endroit d'une brusque variation de l'épaisseur de la croûte terrestre qui passe de 30 km au nord à 55 km au sud. La FNP est considérée comme une limite de plaque entre l'Eurasie et l'Ibérie. Elle a joué en faille transformante lors de l'ouverture du Golfe de Gascogne (voir par ex. Choukroune et Mattauer, 1978), et qui a été plus ou moins déformée par la collision continentale (voir par ex. Mattauer, 1990 ; Roure et Choukroune, 1998).
Les failles citées délimitent les principales unités de la chaîne des Pyrénées. La zone nord-pyrénéenne est limitée au nord par le chevauchement frontal nord-pyrénéen (CFNP). Elle est composée essentiellement de dépôts de flysh mésozoïque et quelques unités paléozoïques, en particulier les massifs nord-pyrénéens dans la partie centrale de la chaîne. La zone paléozoïque axiale comprend les plus hauts sommets de la chaîne. Cette zone est composée de formations paléozoïques déformées par l'orogenèse hercynienne et reprises par l'orogenèse alpine. Elle est limitée au nord par la faille nord-pyrénéenne (FNP). La couverture sédimentaire de la zone sud-pyrénéenne est quant à elle composée de dépôts mésozoïques et cénozoïques. Cette dernière unité est limitée au sud par le chevauchement sud-pyrénéen (CSP), chevauchant le bassin de l'Ebre où les séries cénozoïques reposent sur un socle hercynien (voir par exemple Choukroune, 1992).

Contexte tectonique régional

Le choc du 4 octobre 1999 se trouve à environ 5 km au sud de la FNP, dans la zone axiale de la chaîne des Pyrénées. Les mécanismes au foyer disponibles les plus proches correspondent à des séismes dont les épicentres sont situés à une quarantaine de kilomètres plus au NW (voir par ex Grellet et coll., 1993 ; Souriau et coll., 2001). Leurs mécanismes sont principalement décrochants (avec des plans nodaux quasiment verticaux orientés E-W ou N-S) ou inverses (avec des plans nodaux orientés NE-SW). Ces mécanismes au foyer et l'essentiel des signes de déformation récente (failles décrochantes, inverses, plissements), sont situés au nord de la FNP et sont compatibles avec une contrainte tectonique compressive d'orientation N-S à NW-SE, (voir la carte de Grellet et coll., 1993 ; et Souriau et coll., 2001).

Les mécanismes au foyer déterminés par l'OMP/RSSP ou le RéNaSS pour le séisme du 4 octobre 1999 (voir Dufumier et coll., 2000) sont assez voisins. Ils sont compatibles avec le jeu essentiellement en faille normale d'un accident soit orienté E-W avec un fort pendage vers le nord, soit NW-SE avec un pendage inférieur à 40° vers le SW. Le mécanisme au foyer déterminé par la modélisation de la forme des ondes de surface (Dufumier et coll., 2000), est assez différent des deux premiers. Il est compatible avec le jeu de failles principalement inverses NE-SW. Ce dernier mécanisme semble cohérent par rapport au contexte tectonique, mais n'explique pas de manière convaincante 7 des 19 polarités d'onde P utilisées pour établir les deux autres. Il apparaît donc moins fiable. A la lumière des différents travaux de recherche publiés, le mécanisme du séisme du 4 octobre s'intègre assez bien dans le schéma tectonique actuellement admis dans la région.

Références citées

• Butlletí Sismològic 1999, Institut cartogràfic de Catalunya, pp. 154, 2000.
• Choukroune, P. & Mattauer, M., Tectonique des plaques et Pyrénées : sur le fonctionnement de la faille transformante nord-pyrénéenne ; comparaison avec des modèles actuels, Bull. Soc. géol. Fr., (7)20, 698-700, 1978.
• Choukroune, P., Tectonic evolution of the Pyrenees, Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 20, 143-158, 1992.
• Dufumier, H., Souriau, A., Sylvander, M., Judenherc, S. & Granet, M., Calculs de magnitudes et mécanisme au foyer pour le séisme de Saint-Béat du 4 Octobre 1999, C. R. Acad. Sci., 331, 331-338, 2000.
• Grellet, B., Combes, Ph., Granier Th. et Philip H., Sismotectonique de la France Métropolitaine dans son cadre géologique et géophysique, Mém. Soc. géol. Fr, n°164, 1993.
• Lambert, J., Levret-Albaret, A., Cushing, M. & Durouchoux, C., Mille ans de séismes en France, Catalogue d'épicentre, paramètres et références, Ouest Edition, Presses Académiques, 80 pp., 1998.
• Mattauer, M., Une autre interprétation du profil ECORS Pyrénées, Bull. Soc. géol. Fr., (8)6, 307-311, 1990.
• Roure, F. & Choukroune, P., Contribution of the ECORS seismic data to the Pyrenean geology: crustal architecture and geodynamic evolution of the Pyrenees, Mém. Soc. géol. Fr, 173, 37-52, 1998.
• Sismicité de la France 1962-1993 (carte), CEA-Laboratoire de Détection et de Géophysique, Bruyères-le-Chatel, 1995.
• Souriau, A. & Granet, M., A tomography study of the lithosphere beneath the Pyrenees from local and teleseismic data, J. Geophys. Res., 100, 18117-18134, 1995.
• Souriau, A., Sylvander, M., Rigo, A., Fels, J.F., Douchain, J.M. & Ponsolles, C., Sismotectonique des Pyrénées : principales contraintes sismologiques. Bull. Soc. Géol. Fr., 172, 25-39, 2001.

Carte isoséiste

Enquête macrosismique

L'enquête macrosismique menée par le BCSF à partir du 5 octobre, s'est faite grâce à l'aide apportée par le service interministériel de défense et de protection civiles (SIDPC) des préfectures des départements suivants : Ariège, Aude, Aveyron, Gers, Gironde, Haute-Garonne, Hautes-Pyrénées, Hérault, Landes, Lot, Pyrénées-Orientales, Pyrénées-Atlantiques, Tarn, Tarn et Garonne.
Le SIDPC a fait diffuser les questionnaires d'enquête auprès des mairies, des gendarmeries, et des casernes de sapeurs pompiers sur un rayon d'environ 150 kilomètres autour de la région épicentrale (lesquelles répercutent souvent les questionnaires à la population pour réponse).
En date du 15 janvier 2000, le BCSF a reçu pour l'ensemble des 15 départements 3105 réponses dont 600 positives (le séisme a été perçu) et 2505 négatives (le séisme n'a pas été ressenti).

Le séisme du 4 octobre 1999 de magnitude 4,8 est l'un des plus importants survenus dans cette partie des Pyrénées sur plusieurs décennies. Malgré sa magnitude, il a été suivi par peu de répliques. L'OMP (selon Annie Souriau) n'a localisé que 2 seules répliques : une le jour même à 20h34, une le lendemain à 09h21. Il n'y a pas eu non plus de précurseur localisé.

L'enquête macrosismique a montré clairement que le séisme a provoqué plus de peur que de mal, aucune personne n'a été blessée. Il a été largement ressenti par la population.
L'intensité macrosismique maximale a atteint le degré VI-VII. En général le séisme a provoqué des dégâts matériels modérés : fissurations des plâtres des plafonds, des cloisons intérieures, des murs extérieurs ; chute de débris de plâtres, et de morceaux de crépi.
Lors d'une visite à Sost, le BCSF a pu constater des dégâts sévères, attribués au séisme selon le maire ; en particulier sur l'église du village, marquée des deux côtés d'une large fissuration. Deux blocs de pierre sont également tombés causant des dégâts sur le toit inférieur du bâtiment (photos 1,2,3). D'autres fissures ont été constatées dans les maisons du village.

Analyse des dégâts portant sur l'ensemble des 15 départements (09,11,12,31,32,33,34,40,46,47,65,64,66,81,82)

208 réponses, pour 172 communes sur 2792 enquêtées, signalent des dégâts.

Les rapports sur les dégâts constatés sont les suivants :

- dommages légers : 57%		- dommages sérieux 11%
- dommages modérés : 31%		- destruction : 1%

Les dégâts mentionnés sont principalement du premier degré (fissurations de plâtres ou des chutes de petits débris de plâtres) ou du second degré (fissurations de murs, chutes d'assez gros blocs de plâtre, chutes de tuiles ou d'ardoises, fissurations de cheminées ou chutes de parties de cheminées).

Enquête macrosismique par les établissements scolaires

Parallèlement à l'enquête des SIDPC, le BCSF a procédé à une enquête dans les collèges et lycées et auprès des élèves de quatrième et de seconde. L'objectif de l'enquête lancée par le BCSF dès le 11 octobre était de comparer les données collectées par les lycées et collèges avec celles issues de l'enquête initiée par les préfectures (mairies, gendarmeries, sapeurs-pompiers) et d'évaluer la possibilité de mettre en place un nouveau réseau de collecte de données individuelles.

Ce travail a été réalisé grâce à l'aide apportée par les inspecteurs d'académies (et leurs services) de Toulouse, Tarbes, Foix, ainsi que les proviseurs et principaux des établissements suivants :

• Collège Lakanal - Foix (09)
• Collège Jules Palmades - Seix (09)
• Collège de Saint-Girons (09)
• Collège Bertrand Laralde - Montrejeau (31)
• Collège Desaix - Tarbes (65)
• Collège d'Astarac-Bigorre - Trie-sur-Baïse (65)
• Collège Maréchal Foch - Arreau (65)
• Collège Gaston Febus - Lannemezan (65)
• Collège Leclerc - St Gaudens (31)



• Lycée Gabriel Faure - Foix (09)
• Lycée du Couserans - Saint-Girons (09)
• Lycée Gourdan-Polignan (31)
• Lycée Bagatelle - Saint-Gaudens (31)
• Lycée Michelet - Lannemezan (65)
• Lycée Victor Duruy - Bagnères de Bigorre (65)

Les professeurs de Sciences de la vie et de la Terre ou de géographie ont diffusé les questionnaires d'enquête auprès des élèves de quatrième et de seconde (lesquelles ont rempli en famille les questionnaires pour réponse). Le retour des derniers formulaires a été enregistré fin décembre.

Le BCSF a reçu pour l'ensemble des établissements cités plus haut 1188 réponses (collège 615, lycées 573) dont 691 réponses positives (le séisme a été perçu) et 497 négatives (le séisme n'a pas été ressenti).
106 formulaires ont relevé des dégâts, généralement modérés à faibles.

Si la qualité des réponses collectées et la sensibilisation d'un public jeune aux risques sismiques pour le réseau éducation est assez bonne, les problèmes majeurs d'une généralisation de ce type d'enquête sont les périodes de vacances et la complexité administrative de gestion.
Pour ces raisons, cette expérience n'a pas été poursuivie.