Le séisme de Marrakech-Oukaïmedene (Maroc)
Septembre 2023
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Données sismiques Contexte tectonique Références |
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Introduction
Le 8 septembre 2023 à 23 h 11 min (heure locale), un puissant séisme s'est produit dans la région de Marrakech (Maroc). Le 13 septembre on recense plus de 3000 décès et des dégâts considérables.
⭱Données sismiques
L'épicentre du séisme se situe à Oukaïmedene, agglomération du Haut-Atlas située à 75 Km au Sud de Marrakech et à 40 Km du Djebel Toubkal (alt. 4 167 m), le plus haut sommet du Maroc (2).
Bloc diagramme des éléments d'un séisme modifié d'après (3)
Un séisme est produit par le jeu soudain d'une faille. L'hypocentre ou foyer est la zone plus ou moins profonde où l'énergie libérée par le débloquage de la faille est maximale. À partir du foyer des ondes mécaniques de volume (ondes sismiques P et S) se propagent dans toutes les directions. L'épicentre est le lieu de la surface où la puissance de ces ondes est maximale.
En surface des ondes de torsion (L et R) se propagent. Ce sont surtout elles qui sont responsables de l'effondrement des bâtiments.
Dans le cas du séisme de Marrakech-Oukaïmedene, le foyer est peu profond (25 Km) et la magnitude très élevée (6,8 Mw) (1). La quantité d'énergie parvenue en surface a donc été très grande ce qui explique en partie l'importance des dégâts.
La magnitude Mw est calculée. Elle ne correspond pas à une magnitude sur l'échelle de Richter.
La magnitude de moment (Mw) estime l’énergie libérée au foyer par le séisme. Il existe une relation entre Mw et les caractéristiques de la faille.
Magnitude d'un séisme et caractéristiques de la faille d'après (4)
|
Magnitude |
Longueur de faille rompue (km) |
Décalage des blocs (m) |
|---|---|---|
| 5 | ≈ 4 | 0,05-0,1 |
| 6 | 10-12 | 0,3-0,5 |
| 7 | 40-50 | 1-2 |
| 8 | 200 | 10 |
La faille ayant joué est donc longue (40 Km) et le jeu de la faille (décalage) a été de l'ordre du mètre.
La première réplique (Mw 5,1) a eu lieu 20 min après le séisme principal (Mw 6,8).
Au total on a compté 45 répliques de magnitude supérieure à 3 (5).
⭱Contexte tectonique
Un contact entre 2 plaques continentales
La région est une zone de contact entre 2 plaques lithospériques continentales:
La plaque Eurasiatique et la plaque Africaine.
Coupe Nord-Sud du contact entre les plaques Eurasiatique et Africaine (6).
La limite entre les 2 plaques continentales est marquée par de nombreux foyers sismiques qui correspondent à des failles. Elle présente une croûte peu épaisse (20 Km).
La plaque Eurasiatique au Nord a des reliefs modérés et la croûte a une épaisseur de l'ordre de 30 Km. Ceci correspond à une croûte ancienne en équilibre.
La plaque Africaine, au Sud, a des reliefs plus élevés et une racine crustale plus profonde.
Un contexte de convergence lithosphérique
Un repère géodésique est un repère abstrait animé de tous les mouvements astronomiques de la planète.
Le système GPS permet de connaître les coordonnées d'une balise dans ce repère.
Si la balise est immobile, ses coordonnées ne changent pas au cours du temps.
Si la balise se déplace alors ses coordonnées changent au cours du temps et on peut calculer une vitesse de déplacement dans le repère géodésique.
Vitesses de déplacement, dans le repère géodésique des balises GPS fixées au sol d'après (7).
Les vecteurs de vitesse (en jaune) des balises fixées au sol montrent que les 2 plaques se déplacent dans la direction Nord-Nord~Est.
La relation de Chasles permet de décomposer chacune de ces vitesses en une vitesse vers le Nord (déplacement en Latitude, L) et une vitesse vers l'Est (déplacement en Longitude, G).
Localité |
L | G | Cadix | 17,4 | 16,5 |
| Rabat | 18,1 | 16,3 |
En latitude le déplacement relatif de Rabat par rapport à Cadix, considérée comme immobile, est donc de:
18,1 - 17,4 = 0,7 mm.an-1 vers le Nord. On peut donc dire que la distance entre les plaques Eurasiatique et Africaine diminue. Ces 2 plaques lithosphériques sont en convergence relative.
La convergence est bloquée par l'affrontement des plaques. Ce blocage induit une compression des croûtes dans le plan horizontal.
Le mouvement irrégulier des masses continentales est possible par les jeux soudains des failles (cassures).
Ces jeux sont à l'origine des séismes observés.
Le faisceau de failles d'Oukaïmedene
Coupe Nord-Sud du sillon de Marrakech à l'accident sud-atlasique simplifiée d'après (8)
ANA: Accident Nord Atlasique, ASA: Accident Sud Atlasique.
Du Nord au Sud on observe une succession de terrains allant du plus récent (tertiaire du sillon de Marrakech) au plus ancien (précambrien). Après l'accident Sud Atlasique on retrouve la superposition sédimentaire vue au nord de la coupe. Le pré-cambrien de l'Atlas parait donc intrusif dans cette succession sédimentaire.
La zone axiale de l'Atlas, près de Oukaïmedene présente les altitudes les plus élevées et un faisceau de failles.
La géométrie de ce faisceau suggère un contexte extensif avec des failles normales. Cependant la faille à l'origine du séisme du 8 septembre 2023 est une faille inverse (5) et les failles inverses se rencontrent en contexte compressif de convergence.
Ceci est davantage cohérent avec le constat de la convergence lithosphérique Eurasie-Afrique.
Il s'agirait donc d'un ensemble d'anciennes failles normales rejouant en failles inverses.
Le mécanisme proposé est en relation avec la longue histoire géologique très mouvementée de cette partie du Maroc.
Histoire tectonique de l'Atlas marocain modifié d'après (9).
1- Au Trias (-250 Ma) la pangée se disloque sous l'effet de forces divergentes (Fd). La divergence entraîne la formation d'un rift continental marqué par des failles normales (faisceau du Nfis).
L'Anti-Atlas précambrien s'éloigne du bouclier canadien.
2- Au Jurassique (-200 Ma), la mer occupe le fossé qui s'est formé. C'est l'océanisation.
3- À la fin du Crétacé inférieur (-100 Ma), avec l'orogenèse alpine, le fond océanique commence à se soulever sous l'effet des premières forces compressives.
4- Au cours du tertiaire et actuellement des forces compressives (Fc) liées à la convergence Eurasie-Afrique provoquent la remontée en "coin" de l'axe de l'Atlas. Ce "coin" est marqué par les anciennes failles normales du rift triasique qui rejouent en failles inverses. Ce jeu irrégulier provoque des séismes.
Le déplacement des plaques lithosphériques au cours des temps géologiques peut être reconstitué à partir des données pétrologiques, radiochronologiques et du paléomagnétisme.
Comparaison de la situation de l'Afrique au Permien et actuellement, modifié d'après (10).
Reconstitution du déplacement des plaques lithosphériques, modifié d'après (10).
Ainsi la connaissance de l'histoire géologique de la Terre permet de comprendre les phénomènes actuels.
⭱Références: