Evaluation de l’impact des différents processus de déformation crustale sur l'activité potentielle des failles et l’aléa sismique en France hexagonale par modélisation

L’objectif de ce projet de thèse est d’étudier les causes de la tectonique active et de la sismicité dans les zones continentales stables, et plus particulièrement en France hexagonale. La France hexagonale est située en contexte de très faible déformation, loin des frontières de plaques et du cadre classique de la tectonique des plaques. Plusieurs processus de déformation de la croûte continentale ont été avancés pour expliquer la sismicité et les indices tectoniques observés sur le terrain. Il n’existe toutefois pas de consensus sur leur importance relative ou l’existence d’un mécanisme dominant (p.ex., Craig et al., 2016 ; Mazzotti et al., 2020 ; Damon et al., 2023 ; Grosset et al., 2023). Pour aborder cette problématique, cette thèse comprendra deux parties principales :

• la modélisation numérique des contraintes crustales associées aux différents mécanismes considérés ;

• une analyse statistique de l’impact de ces contraintes sur les failles, reconnues potentiellement actives ou non, et de la cohérence des déformations prédites avec les mécanismes aux foyers des séismes.

La première partie du projet correspond à l’utilisation de modèles mécaniques numériques pour calculer les contraintes crustales dues à quatre mécanismes principaux : la tectonique des plaques en champ lointain (p.ex., « ridge push » Atlantique, ...), l’énergie potentielle gravitaire (topographie et structure lithosphérique), l’ajustement isostatique glaciaire quaternaire (glaciations fennoscandiennes et alpines), et l’érosion / sédimentation quaternaire. Dans la seconde partie du projet, les contraintes crustales prédites par ces modèles seront appliquées sur des bases de données nationales de mécanismes aux foyers et de failles pour tester statistiquement si les processus en question, individuellement ou combinés entre eux, tendent à favoriser ou inhiber les séismes et l’activité des failles dans les régions étudiées (Alpes, Pyrénées, Massif armoricain, Nord-est, ...)

En pratique, le(la) doctorant(e) utilisera des codes de modélisation numérique existants (cf., Gosh et al., 2019 ; Malcles et al., 2025). Le travail de modélisation consistera en :

la construction des données en entrée spécifiques à la France hexagonale et l’Europe de l’Ouest (p.ex., cartes de résistance mécanique de la lithosphère, de taux de sédimentation et d’érosion quaternaire, de structure de lithosphère pour les calculs d’énergie potentielle gravitaire, ...) ;

la mise en œuvre des codes de modélisation, soit en collaboration avec les collègues spécialistes de ces modèles (p.ex., modèle de tectonique globale de A. Ghosh), soit directement avec des outils Python ou Fortran adaptés aux codes existants ;

l’analyse détaillée des résultats de modélisation et comparaison avec les observables (cf., Jomard et al., 2017 ; Mazzotti et al., 2021) , à l’aide d’outils statistiques développés en Python ou R.

Les résultats attendus concernent la compréhension de la sismotectonique en France hexagonale et pourront donc avoir un impact très significatif pour l’identification des sources potentielles de sismicité dans une optique d’intégration dans une évaluation déterministe ou probabiliste de l’aléa sismique (cf., Jomard et al., 2017). Ce projet de thèse sera mené en étroite collaboration avec le Bureau d'évaluation des risques sismiques pour la sûreté des installations (BERSSIN) de l’Autorité de Sureté Nucléaire et Radioprotection (ANSR). Le(la) doctorant(e) travaillera avec les collègues du BERSSIN sur les problématiques d’aléa sismique au cours de séjour réguliers dans leurs locaux.

En parallèle, l’équipe de sismologie du Laboratoire de Planétologie et Géosciences, Nantes Université, développe actuellement plusieurs projets en lien avec la thématique de la sismotectonique dans l’ouest de la France (dont le projet ANR « FaSiRé »). Le(la) doctorant(e) aura ainsi l’opportunité d’échanger et collaborer avec les membres de l’équipe, y compris plusieurs doctorantes et stagiaires, travaillant sur ces problématiques de sismicité et géodynamique intraplaque.

Laboratoire de Planétologie et Géosciences 

https://lpg-umr6112.fr/

La(le) candidat(e) possédera un diplôme de master, ou équivalent, en géosciences (ou physique appliquée au système Terre). Il(elle) fera preuve d’un intérêt marqué pour la géodynamique, la sismotectonique, et l’aléa sismique. Il(elle) sera prêt(e) à utiliser des codes de modélisation existants et à développer des outils numériques en Python, R, ou Fortran.