Étude du séisme dans la région de Besançon  23 février 2004

NOTE D'INFORMATION DU LABORATOIRE DE DETECTION ET DE GEOPHYSIQUE


Détection et localisation lors de la phase d'alerte

Le 23/02/2004 à 17h31 Temps Universel (18h31 heure française), un événement sismique de magnitude Ml = 5,5 s'est produit à une vingtaine de kilomètres à l'Est de Besançon (Doubs). Ce séisme a généré une alerte sur le réseau de surveillance sismique du CEA. Cette alerte a été traitée et diffusée en 15 minutes par le sismologue d'astreinte :

Le LDG a détecté un événement sismique a environ 23 km à l'Est de Besançon (25) Date = 23/02/2004 Heure Origine = 17 H 31 MN 20.0 S TU Latitude = 47 DEG 19 MN NORD Longitude = 6 DEG 20 MN EST Magnitude = 5,3 (Ml)

La carte de la figure 1 montre la localisation ainsi que la sismicité antérieure de la région. La figure 2 montre les signaux pour différentes stations du réseau national.

Figure 1 - Carte de localisation et de sismicité antérieure de la région.

Figure 2 - Signaux associés à l'événement.

Caractérisation et localisation lors de l'analyse de routine

Une localisation plus précise a été effectuée par les analystes du CEA en charge de la réalisation du bulletin des séismes proches. Ce travail a surtout permis d'affiner la localisation (plus de 200 pointés) et d'estimer les différentes magnitudes associées à l'événement :

Date 23/02/2004 Heure Origine 17 H 31 MN 21.3 S TU Latitude 47 DEG 17 MN NORD (47.28) Longitude 6 DEG 16 MN EST (6.27) Profondeur 20 km Magnitude 5.5 (Ml) magnitude régionale 4.7 (Md) magnitude de durée 4.2 (Mb) magnitude télésismique

Enfin à la date de rédaction de cette note (24 Février, 13h), aucune réplique n'a été détectée par le réseau du CEA.

L'année dernière, un événement de magnitude légèrement plus forte (Ml = 5.9) a eu lieu à une centaine de kilomètres au Nord de celui-ci, près de Saint-Dié, et avait engendré environ un millier de répliques. Il est important de noter que ces deux événements ne se situent pas dans le même contexte, le séisme de St Dié étant lié à la tectonique du fossé rhénan tandis que le séisme de Besançon est directement lié à la tectonique du Jura (voir figure 4).

Contexte sismotectonique

Le séisme de Besançon, se situe à 23 km au NE de la ville de Besançon. Il est localisé sous le décollement du front Nord du Jura. Cet événement est significatif car sa magnitude (Ml 5,5) est la plus importante enregistrée dans la région depuis le déploiement des réseaux sismologiques modernes (1962).

Le Jura est caractérisé par une tectonique tangentielle compressive depuis le Miocène supérieur, localement décrochante, liée à la poussée alpine orientée NW-SE et au décollement de la couverture au niveau des évaporites du Trias. En surface, la déformation est accommodée par des plis et chevauchements (orientés N90° à l’Est et s’orientant NS vers l’Ouest) et des décrochements orientés N0-20°, probablement associés à des accidents du socle. Dans la région de Besançon, le front du Jura se dédouble en 2 chevauchements successifs orientés NE-SW, émergeant respectivement au pied du Doubs et de l’Ognon. La morphologie très nette, l’étagement local important des terrasses des deux rivières, ainsi que la sismicité instrumentale et historique (Besançon 1828, I0= VII) soulignent l’activité récente de ces structures.

Le séisme le plus important connu dans la région est le séisme du 26/10/1828 d’intensité maximale = VII (MSK). Il a eu lieu aux environs de Besançon, au niveau de la zone frontale du Jura (voir Figure 4). Le reste de l'activité sismique se distribue principalement aux limites de contact avec les Alpes. On relève notamment dans la partie Sud du Jura une concentration de séismes historiques localisés aux abords des Alpes dont le plus important est celui de Bugey - Chautagne du 19/02/1822, I0 = VII-VIII (MSK). Enfin, notons que l’hypothèse d’une structure hercynienne active, sous le chevauchement frontal du Jura, comme source du séisme de Bâle de 1356 (I0 = IX (MSK) a été évoquée par certains auteurs.

L’ensemble du Front du Jura est actif marqué par une sismicité instrumentale modérée (Ml < 4 - 4.5) et une sismicité historique assez bien corrélée aux accidents frontaux où des mouvements récents sont reconnus.
Une analyse au premier ordre entre morphologie et sismicité au sein du Jura montre quelques bonnes corrélations avec les décrochements senestres sub-méridiens, ainsi qu’avec les chevauchements de la vallée supérieure du Doubs. L’épaisseur de ces séries (quelques kilomètres) suggère que ces failles ont un potentiel sismogénique limité compatible avec les séismes historiques connus.

L’événement du 23 février 2004 est donc un événement de référence pour le Jura. Il est d’importance comparable à certains événements historiques connus. Il semble s’être produit sur une structure crustale sous le chevauchement du Jura. La magnitude de cet événement, qui reste néanmoins modérée, ne permettra pas d’observer de rupture en surface. Les analyses sismologiques plus précises devraient permettre d’affiner cette analyse préliminaire.

Figure 3 - Contexte géologique régional.

Figure 4 - Sismicité instrumentale et historique.