Étude de l’activité sismique de la baie occidentale de la Méditerranée. Contribution à l’évaluation de l’aléa sismique de l’Algérie

Abstract

« Étude de l’activité sismique de la baie occidentale de la Méditerranée. Contribution à l’évaluation de l’aléa sismique de l’Algérie Nord occidentaux »

Résumé :

Ce modeste travail de thèse est consacré surtout à l’étude de la séismicité du Nord-Ouest algérien et notamment à l’évaluation de l’aléa séismique de la région nord occidentale de l’Algérie. Dans la présente recherche, un catalogue d’événements séismiques spécifique à la zone comprise entre les longitudes [-2°, 1°] et les latitudes [34°, 37°] vient d’être élaboré. Ce dernier a été publié en 2016 en collaboration Scientifique entre le Laboratoire ‘GEOREN’ de notre faculté FSTU et l’équipe Dynamique de la Lithosphère de l'Institut des Sciences de la Terre (ICT) Évora, Portugal. Une somme d’informations géophysiques ont été compilés pour arrêter les données de différentes sources séismiques ; nationales et internationales. En seconde lieu, les magnitudes sont homogénéisées en Magnitude du moment sismique (Mw) par des relations empiriques compatibles avec le contexte sismotectonique du nord-ouest algérien. Le document du catalogue régional de la séismicité comprend un effectif de 1101 événements ; couvrant une période historique et instrumentale qui s’étend entre : 1790 et 2016 ; actualisé jusqu’à 2022. Ce dernier constitue le document de base pour toutes études portant sur la sismotectonique, l’activité sismique, et l’évaluation de l’aléa sismique de l’ouest algérien. Notant que ce catalogue est utilisé pour quantifier l’énergie sismique libérée vers la surface, où on notera l’émergence d’un bilan négatif entre la période entre : 1790 et 2015 enregistré qui indique la présence d’une lacune sismique au niveau des unités structurales de l’ouest algérien. Dans ce travail, un essai d’évaluation de l’aléa sismique de l’Algérie nord occidentale a été effectué par l’approche déterministe (DSHA) ; proposée par Reiter, (1990). La démarche adoptée est basée sur le calcul de l’accélération maximale du sol (PGA), en supposant que le milieu est homogène et rocheux. Ces calculs ont été effectués, pour plusieurs types de sources séismogènes (inverse, normale et décrochante), identifiés par le modèle sismotectonique de Nadji, (2010), en utilisant le modèle d’atténuation d’Akkar et al., (2013). Deux paramètres ont été utilisé à savoir : la magnitude maximale (Mmax) sélectionnées à partir du catalogues Belayadi et al., (2017), et la distance épicentrale mesurée. En conséquence, les résultats sont représentés par deux cartes synthétiques d’aléa séismique, dont la première conserve les valeurs pondérées des valeurs : PGA. Cette carte nous a permis de mettre en évidence que les valeurs de PGA reflètent l’état d’une séismicité modérée caractérisant la zone Oranaise avec une extension Est-Ouest des courbes iso-valeurs d’accélérations maximales du sol correspond au décrochement régional affectant les zones déprimées de cette région (Sebkha). Tandis que, dans la seconde carte, les valeurs de PGA sont plus élevées, soulignons ainsi une tendance atlasique dont la direction préférentielle est NE-SW ainsi que des courbes d’iso-valeurs PGA, ayant une extension sensiblement Est-Ouest. De ce fait on peut confirmer que le potentiel séismogènique des failles de direction NE-SW est dû notamment au report excessif des segments de failles éditées dans les bulletins de certains auteurs, dont la structure superficielle prime sur toute assemblage géodynamique, essentiellement au niveau des structures où les plis et plis-failles de directions NE-SW affectant les formations quaternaires sont prépondérantes. En fin, l’évaluation de l’aléa sismique via l’approche déterministe du nord-ouest algérien nous a conduit à vérifier certains arguments de domaines distincts : en géodynamique, géodésie, séismologie et en sismotectonique. En effet, l’utilisant de l’approche déterministe ‘DSHA’ vient de confirmer que le modèle structural décrochant sur le littoral oranais prime sur les autres types de structure. La qualité des données séismiques vient se concrétiser dans cette ébauche surtout géométrique et qui repose sur quelques paramètres assurant l’atténuation des erreurs du modèle choisi ; donnant en conséquence des résultats retentissants avec la morpho structure des terrains (MNT) et surtout avec le nombre des composantes tectoniques de type ternaires qui rappelant sont les accidents de failles distensives, les accidents de failles inverses et les accidents profonds décrochantes. La carte synthétique de l’aléa séismique déterministe souligne la présence d’une bonne adéquation entre les accélérations maximale du sol (PGA) et la structure profonde du substratum régional (Secondaire) recouvert par une couverture néogènes dont l’extension du bas-Chélif souligne les principales distorsions des sous bassins littoraux. « Study of the seismic activity of the western bay of the Mediterranean. Contribution to the evaluation of the seismic hazard of North Western Algeria » Abstract:

This modest thesis work is mainly dedicated to study the seismicity of North-West Algeria, especially the evaluation of the seismic hazard of the North-West region of Algeria. In this research, a catalog seismic events specific to the area between longitudes [-2°, 1°] and latitudes [34°, 37°] has been developed. This last, was published on 2016 in scientific collaboration between the ‘GEOREN’ Laboratory of our FSTU faculty and the group Lithosphere Dynamics of the Institute of Earth Sciences (ICT) ‘ÉVORA’, Portugal. A large amount of geophysical information has been compiled from different seismic sources; national and international. Secondly, the magnitudes are homogenized to the moment magnitude (Mw) using empirical relations seems suitable with the seismotectonic context of northwestern Algeria. The regional seismicity catalog includes 1101 events; covering historical and instrumental period that extends between: 1790 and 2016; updated to 2022. This last (catalog), constitutes the basic document for all studies on seismotectonics, seismic activity, and the assessment seismic hazard of western Algeria. Noting that, this catalog is used to quantify the seismic energy released towards the surface. It should be noted the emergence of a negative balance between 1790 and 2015 recorded, which indicates the presence of a seismic gap of the structural units of western Algeria. In this work, an attempt to assess the seismic hazard of northwestern Algeria was carried out using the deterministic approach (DSHA); Proposed by Reiter, (1990). The approach adopted is based on the calculation of the maximum ground acceleration (PGA), assuming the area site conditions are homogeneous with a rock soil. These calculations were carried out for several types of seismogenic sources (inverse, normal and strike-slip), identified in the seismotectonic model of Nadji, (2010), using the attenuation model of Akkar et al., (2013). Two parameters were used: the maximum magnitude (Mmax), selected from the catalogs Belayadi et al., (2017), and the epicentral distance measured. Consequently, the results are represented by two synthetics seismic hazard maps, the first one corresponding to the weighted values of PGA. This map allowed us to identify that the PGA values, expressed the moderate seismicity, characterizing the Oran area, with an East-West extension of the iso-value curves of maximal ground accelerations, corresponding to the regional strike slip movement affecting the depressed areas of this region (Sebkha). Although, the second map, the PGA values are higher, we note also, an atlasic preferential direction NE-SW, as well as PGA iso-value curves having a substantially East-West extension. Therefore, we can confirm that the seismogenic potential of NE-SW faults is caused mainly by the excessive movement segments faults, published in the bulletins of several authors, whose superficial structure influencing on all the connection geodynamic, essentially on structures where the folds and striking folds with a NE-SW directions affecting the Quaternary formations are predominant. Finally, the evaluation of the seismic hazard via the deterministic approach of northwest of Algeria led us to verify some arguments of a distinct aspects: geodynamics, geodesy, seismology and seismotectonics. Indeed, the use of the deterministic approach ‘DSHA’ has confirmed that the strike slip fault model on the Oran coast, influencing other types of structure. The quality of the seismic data has just materialized in this mainly geometric draft, based on a few parameters providing the errors reduction of the model chosen. As a consequence, a resounding result with the area mophostructure (MNT), especially the ternary number of tectonic components, noting that, they are a distinctives faults accidents, reverses faults, and deep strike-slip faults. The synthetic deterministic seismic hazard map, show a good agreement between peak ground accelerations (PGA) and the deep regional substratum structure (Secondary), covered by a Neogene formation, which the extension of the lower-Chélif showing the main distortions of coastal sub-basins دراسة النشاط الزلزالي للخليج الغربي للبحر الأبيض المتوسط. المساهمة في تقييم الخطر الزلزالي لشمال غرب الجزائر»: الملخص تم تخصيص هذا العمل البحثي المتواضع بشكل أساسي لدراسة الزلازل في شمال غرب الجزائر، وخاصة تقييم الخطر الزلزالي للمنطقة الشمالية الغربية من الجزائر. في هذا البحث، تمتطوير فهرس للأحداث الزلزالية الخاصة بالمنطقة الواقعة بين خطوط الطول [-2 درجة، 1 درجة] وخطوط العرض [34 درجة، 37 درجة]. تم نشر هذا الأخير في عام 2016 بالتعاون العلمي بين مختبر "GEOREN" التابع لكليتنا FSTU وفريق البحث في Lithosphere Dynamics، الأرض علوم معهد من، إيفورا، البرتغال. تم تجميع كمية كبيرة من المعلومات الجيوفيزيائية من مصادر زلزالية مختلفة؛ الوطنية والدولية. ثانيًا، مقاييس الزلازل متجانسة في هدا الفهرس إلى مقياس درجة العزم الزلزالي (Mw) من خلال استعمال العلاقات التجريبية المتوافقة مع السياق الزلزالي والتكتوني لشمال الجزائر. تتضمن وثيقة الكتالوج الإقليمي للزلازل 1101 حدثًا زلزاليًا؛ تغطي فترة تاريخية وحديثة تمتد بين: 1790 و2016؛ تم تحديث الفهرس حتى عام 2022. يشكل الأخير الوثيقة الأساسية لجميع الدراسات المتعلقة بالزلازل التكتونية والنشاط الزلزالي وتقييم الخطر الزلزالي لغرب الجزائر علما إن هذا الكتالوج يستخدم لقياس الطاقة الزلزالية المنبعثة باتجاه السطح حيث سنلاحظ ظهور توازن سلبي بين الفترة ما بين: 1790 و2015، مما يشير إلى وجود فجوة زلزالية على مستوى الوحدات الهيكلية لغرب الجزائر.

في هذا العمل البحثي، تم إجراء اختبار تقييم الخطر الزلزالي في شمال غرب الجزائر من خلال استخدام مقاربة حتمية (DSHA)؛ اقترحها (1990) Reiter,. يعتمد النهج المعتمد على حساب ذروة التسارع الأرضي (PGA)، بافتراض أن الوسط متجانس وصخري. تم إجراء هذه الحسابات لعدة أنواع من المصادر الزلزالية (فوالق عكسية، فوالق عادية، فوالق الانزلاق)، تم تحديدها بواسطة نموذج تكتونية الزلازل ل Nadji, (2010)، باستخدام نموذج التوهين ل. Akkar et al., (2013) تم استخدام عاملين، وهما: الحد الأقصى لمقياس الزلازل (Mmax) المختار من فهرس الزلازلBelayadi et al., (2017)، والمسافة المركزية المقاسة. وبالتالي، يتم تمثيل النتائج في خريطتين ملخصتين للخطر الزلزالي، حيث تحافظ الأولى على قيم: PGA. سمحت لنا هذه الخريطة بتسليط الضوء على أن قيم PGA التي تعكس حالة النشاط الزلزالي المعتدل الذي يميز المنطقة الوهرانية مع امتداد شرق-غرب لمنحنيات ذروة التسارع الأرضي، التي تتوافق مع فوالق الانزلاق الإقليمية التي تؤثر على المناطق المنخفضة في هذه المنطقة (سبخة). بينما، في الخريطة الثانية، تكون قيم PGA أعلى، نشير أيضا إلى أنها ذات نزوع أطلسي، حيث الاتجاه التفضيلي لهده المنحنيات المتساوية القيمNE-SW، كما لها امتداد واضح نحو الشرق والغرب. نتيجة لذلك، يمكن التأكيد على أن الإمكانات الزلزالية ل الفوالق ذات الاتجاه NE-SW ترجع بشكل خاص إلى الحركة المفرطة لأجزاء الفوالق المبينة في إصدارات بعض المؤلفين، والذين يكون لبنيتهم السطحية الأسبقية على أي تركيب جيوديناميكي، خاصة على مستوى الهياكل التي تسود فيها الطيات وطيات الفوالق المتجه نحو NE-SW، التي تؤثر على التكوينات الرباعية في الغالب.

في النهاية، أدى تقييم الخطر الزلزالي من خلال المقاربة الحتمية للشمال الغربي الجزائري إلى التحقق من بعض الحجج المتعلقة بمجالات معينة: في دينامكية الأرض، والجيوديسيا، وعلم الزلازل، وفي التكوينات الزلزالية. بالفعل، فإن استخدام النهج الحتمي "DSHA" قد أكد أن النموذج الهيكلي الانزلاقي لساحل وهران له الأسبقية على الأنواع الأخرى من الهياكل. تتجلى جودة البيانات الزلزالية في هذا العرض خاصة الهندسي والتي تستند إلى عدد قليل من المعلومات التي تضمن التخفيف من أخطاء النموذج المختار؛ معطيةفي الأخير نتائج مميزيه مع البنية الشكلية للأرضيات (MNT) وخاصة مع عدد المكونات التكتونية من النوع الثلاثي. نتذكر منهم حوادث الفوالق العكسية، حوادث الفوالق العادية، حوادث الفوالق الانزلاق العميقة. تسلط الخريطة الحتمية الملخصة للخطورة الزلزالية الضوء على وجود تطابق جيد بين ذروة التسارع الأرضي والبنية العميقة ل الطبقة التحتية الجهوية (العصر الثانوي) المغطاة بغطاء من النيوجين بما في دلك امتداد حوض الشلف السفلي، الذي يبرز التشوهات الرئيسية لـ الأحواض الساحلية الفرعية.