Aperçu géologique rapide après le séisme du 12 janvier 2010 à Haïti, île d'Hispaniola

Olivier Dequincey

ENS Lyon

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre, ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

14/01/2010

Résumé

Données rapides et rappel du contexte géodynamique du tremblement de terre d'Haïti, Grandes Antilles, le 12/01/2010.


Un fort séisme a secoué les Grandes Antilles mardi 12 janvier 2010 à 21h53 GMT (soit à 16h53 heure locale, et 22h53 heure de Paris). Son épicentre est à environ 25 km au à l'Ouest-Sud-Ouest de Port-au-Prince (Haïti). Moins de 48h après ce séisme, voici quelques informations pour le replacer dans son contexte.

Données de différents observatoires

Présentons tout d'abord les données fournies dans les heures qui ont suivi le séisme par le réseau national de surveillance sismique (RénaSS) et l'USGS (US Geological Survey).

Les différences plus ou moins importantes dans la magnitude et la localisation s'expliquent par le fait que les données présentées sont calculées à partir des premiers enregistrements sismiques disponibles, avec parfois des procédures partiellement automatisées. Le nombre de données sismiques et la distance à l'épicentre sont deux facteurs essentiels pour obtenir des résultats précis.

Tableau 1. Magnitude, localisation de l'épicentre, profondeur et localisation générale du séisme du 12/01/2010 sur l'île d'Hispaniola

 

Magnitude

latitude

longitude

profondeur

localisation

RéNaSS

7,1

19.05°N

73.30°W

-

région de Haïti

USGS

7,0

18.457'N

72.533°W

13 km

25 km à l'OSO de Port-au-Prince (Haïti)


Le RéNass et l'USGS permettent aussi de suivre les répliques. Plusieurs répliques de magnitude supérieure à 5 ont eu lieu, la première environ 7 minutes après le séisme majeur.

L'USGS propose ses documents "classiques" pour ce séisme : localisation de l'épicentre, résumé, cartes historiques, tenseur des contraintes.

Un séisme de magnitude 7 est certes important, mais pas exceptionnel. L'importance des dégâts s'explique ici par la très faible profondeur du foyer (moins de 15 km) et pas sa localisation sous une zone fortement urbanisée, et sans constructions para-sismiques.

Le séisme dans son contexte tectonique

La carte de localisation suivante replace le séisme dans le contexte local : Nord de la plaque Caraïbe, avec une limite de plaque avec la plaque américaine de direction grossièrement Est-Ouest. L'île d'Hispaniola (Haïti à l'Ouest, République dominicaine à l'Est) est bordée au Nord et au Sud, par deux failles : une faille transformante majeure au Nord, et une faille décrochante moins importante au Sud.

Figure 1. Localisation de l'épicentre du séisme du 12/01/2010 d'Haïti sur l'île d'Hispaniola

Localisation de l'épicentre du séisme du 12/01/2010 d'Haïti sur l'île d'Hispaniola

Le point rouge localise l'épicentre du séisme, à l'Ouest de Port-au-Prince (Haïti). Le tenseur des contraintes représenté est issu des données de l'USGS.

Le tenseur des contraintes (mécanisme au foyer) est compatible avec un décrochement senestre le long de la faille du Sud d'Hispaniola.


Haïti se trouve sur la plaque Caraïbe, tout comme la Martinique et la Guadeloupe, mais les mouvements relatifs des plaques et la position de ces îles font que la limite Caraïbes / Amérique est du type zone de subduction aux Petites Antilles (Martinique, Guadeloupe), alors que c'est une zone en décrochement pour les Grandes Antilles (dont Haïti fait partie). Ceci explique les différences de mécanisme au foyer entre le séisme de janvier 2010 à Haïti et le séisme de novembre 2007 à la Martinique.

Figure 2. Mouvements absolus des plaques tectoniques dans la région Caraïbe

Mouvements absolus des plaques tectoniques dans la région Caraïbe

Les mouvements absolus (tirés de données spatiales, satellites et VLBI)) sont repérés par rapport à la plaque africaine supposée fixe. Les plaques Nord- et Sud-américaine se déplacent ensemble de 25 mm/an vers l'Ouest (flèches rouges). La plaque Caraïbe se déplace également vers l'Ouest mais a seulement 5 mm/an (petites flèches vertes). L'île d'Haïti /Saint Domingue se trouve donc dans une région "transformante" senestre (flèches noires encadrant l'île d'Hispaniola) avec une amplitude décrochante globale d'environ 20 mm/an. Les flèches violettes et bleues indiquent respectivement les mouvements absolus des plaques Nasca (30 mm/an vers l'Est) et Coco (80 mm/an vers le Nord-Est).

D'après la carte sismotectonique du monde (Unesco), modifiée par Pierre Thomas.


Le tenseur des contraintes (voir figure 1) découpe l'espace en quatre cadrans, deux blancs (zones de "pression" dans les conventions des sismologues) et deux noirs (zones en "tension" dans les conventions des sismologues). La direction de raccourcissement est contenue dans les cadrans blancs. Les cadrans sont délimités par deux plans, qui définissent deux plans potentiels de failles le long desquelles ont eu lieu les déplacements à l'origine du tremblement de terre. Ici, les plans sont quasi-verticaux, de directions N70 (ENE) et N160 (SSE).

La détermination du plan de faille à l'origine du séisme est rendu immédiatement prévisible par la connaissance du contexte géologique et tectonique, et par la connaissance des grandes failles existantes. Cela sera très vraisemblablement confirmé dans les jours qui viennent par l'orientation des essaims d'épicentres des répliques, décalés de l'épicentre du séisme majeur mais majoritairement situés le même plan de faille. Cela sera sans doute aussi confirmé par les observations de terrains (expressions en surface des mouvements), car un séisme superficiel de magnitude 7 occasionne très souvent des mouvements superficiels qui se traduisent dans la morphologie.

D'après le contexte tectonique connu (figure 1 et 2) et la position des épicentres des premières répliques (site de l'USGS), le séisme est dû au jeu senestre d'une faille de direction ENE, ici, la faille décrochante Sud d'Hispaniola, sur la partie appelée faille d'Enriquillo.

Études géophysiques récentes et sismicité "attendue"

Dans un article de 2008, D. Manaker et al. étudient les contraintes accumulées dans le Nord de la plaque Caraïbe. À partir d'une campagne de mesures GPS (1994-2005), de modèles locaux de blocs tectoniques et de failles et de connaissances de la sismicité historique, les auteurs observent les déplacements actuels, les séismes récents et déduisent les contraintes accumulées (accumulation de mouvements détectables par GPS n'ayant pas aboutit à des mouvements le long des failles, et séismes reportant des contraintes sur d'autres failles). Ils en déduisent une accumulation de contraintes sur les failles du Sud d'Hispaniola et calculent la magnitude potentielle de séismes dans un futur proche (magnitude sismique possible pour des séismes ayant lieu le jour du calcul ou dans un futur proche). Les plus forts séismes potentiels sont localisés au Sud de la République dominicaine (magnitude 7,5 voire plus), au Sud d'Haïti sur la faille d'Enriquillo (magnitude 7,2) et au large d'Haïti, plus à l'Ouest sur cette même faille (magnitude 6,9). C'est bien au Sud d'Haïti, le long de la faille d'Enriquillo, qu'a eu lieu le séisme du 12 janvier, avec une magnitide de l'ordre de 7,0.

Cette étude n'est pas une prévision ! Jamais les auteurs n'ont prévu la date d'un séisme. Ils ont cependant réussi à comprendre le fonctionnement du système local de failles, à localiser les endroits d'accumulation actuelle de contraintes et à estimer de manière précise les contraintes accumulées à la date de l'étude. Le séisme du 12 janvier a engendré des mouvements le long de la faille d'Enriquillo, des reports de contraintes ayant entraîné des répliques. La sismicité des derniers jours a changé la donne localement. À partir de l'étude de 2008, des données du séisme du 12 janvier et de ses répliques, les auteurs, ou d'autres, pourront faire évoluer leurs modèles, après peut-être une nouvelle campagne GPS, et recalculer la localisation actuelle des failles potentiellement génératrices de gros séismes dans un futur proche.

Référence : D.M. Manaker, E. Calais, A.M. Freed, S.T. Ali, P. Przybylski, G. Mattioli, P. Jansma, C. Prépetit, J.B. de Chabalier, 2008. Interseismic Plate coupling and strain partitioning in the Northeastern Caribbean, Geophysical Journal International, 174-3, 889-903. DOI : 10.1111/j.1365-246X.2008.03819.x