La prise en compte du risque sismique dans une région donnée passe par l'évaluation de l'aléas, c'est-à-dire la probabilité qu'un séisme de magnitude définie se produise dans un intervalle de temps défini. Le calcul de cette probabilité repose sur certains paramètres sismo-tectoniques locaux tels que la fréquence des tremblements de terre destructeurs, leur magnitude ainsi que le taux de déformation annuel. Ces paramètres ne seront convenablement déterminés qu'en disposant d'une fenêtre d'observation représentative des phénomènes en jeu. Face à des périodes de retour variant de quelques décennies à plusieurs millénaires, les données sismologiques instrumentales et historiques se révèlent souvent insuffisantes. Afin de compléter les catalogues de sismicité disponibles, nous avons appliqués les méthodes de la paléosismologie à deux régions très différentes : la région de Bâle (sud du Fossé Rhénan) frappée par un séisme destructeur en 1356 et la région d'Izmit (est de la Mer de Marmara) en grande partie détruite en Août 1999 par un séisme de magnitude 7.4.<br />Une étude intégrée complète de la région de Bâle a permis d'identifier la faille responsable du dernier grand séisme puis de retracer son histoire sismique holocène. Nous avons ainsi démontré qu'elle est le lieu d'un évènement de magnitude 6.4-6.7 tous les 2600 ans, en moyenne. De plus, nous donnons des indications fortes sur son prolongement au travers de la ville de Bâle, au nord, et du Jura Plissé, au sud. Ces résultats ont une incidence directe sur le niveau de risque sismique régnant dans la région. En effet, celui-ci a diminué d'un degré depuis la prise en compte de ces éléments jusqu'ici inédits.<br />Nous avons appliqué une approche similaire, quoique adaptée, à la faille Nord Anatolienne autour de la Mer de Marmara. Une campagne de tranchées menée sur la faille de Ganos à l'ouest et sur le segment Izmit-Sapanca à l'est ainsi que des profils de radar géologique ont mis en évidence plusieurs évènements récents et permis de déterminer l'amplitude des mouvements co-sismiques produits lors de ces séismes. Ceux-ci montrent clairement un comportement caractéristique des deux côtés de la Mer de Marmara, avec toutefois des déplacements co-sismiques différents : 4 à 5 m pour Ganos et 2 à 2.5 m pour Izmit-Sapanca.

Ce travail de thèse a pour but d'analyser les variations de vitesses sur des grandes failles décrochantes en contexte intracontinental, capables de produire des séismes de très fortes magnitudes (M > 7.5). Afin d'illustrer ces variations d'activités, cette analyse a été effectuée sur deux zones d'études situées en domaine continental et sismiquement actives: la région ouest de la Mongolie (failles de Bogd et Bolnay) et le nord de l'Iran (failles d'Astaneh et de Tabriz). À partir d'une approche morphotectonique et paléosismologique, les cinématiques, les vitesses de failles et les intervalles de récurrence entre les séismes majeurs ont été estimés, permettant d'analyser les caractéristiques du cycle sismique sur chacune des failles. En Mongolie, les failles de Bogd et Bolnay présentent respectivement des vitesses de ~ 1,2 et 2,6 mm/an, qui semblent être constantes sur la période Pleistocène supérieur-Holocène. Ces deux failles présentent également des glissements caractéristiques et des intervalles de temps similaires entre les séismes majeurs. Les analyses paléosismologiques suggèrent qu'un essaim sismique comparable à celui enregistré au XXème siècle a eu lieu il y a environ 3000 ans. En Iran, une vitesse géologique de 2 mm/an a été estimée sur la faille d'Astaneh et les données paléosismologiques suggèrent des intervalles de récurrence de 1800 ans, associés à des déplacements en surface compris entre 3 et 4,5 m. Nous avons également estimé une vitesse de 7 mm/an sur la faille de Tabriz, en accord avec les données GPS, suggérant que la vitesse sur cette faille est constante depuis 45 ka.

Afin d'estimer les potentialités des sédiments lacustres à enregistrer la sismicité dans le temps et l'espace, différentes archives sont étudiées : remplissages endokarstiques, dépôts lacustres anciens exondés et récents en fond de lacs actuels. Ces recherches sont entreprises dans les cadres sismotectoniques des Alpes et du Tien-Shan. Différents types de perturbations synsédimentaires attribuables à des séismes, selon le type de sédiment et d'environnement de sédimentation, peuvent ainsi être distingués et corrélés, dans certains cas, à des séismes historiques. La Grotte " Sous les Sangle " (Ain, France) montre que I'endokarst peut être favorable à ce type d'étude, pour le Pléistocène notamment. Plusieurs petits lacs alpins d'altitude à proximité de l'épicentre du séisme historique (1905) d'Emosson (Alpes, Suisse) sont étudiés. lis montrent deux types de sédimentation, dont un semble favorable à l'enregistrement des phénomènes sismiques, mais aussi climatiques, majeurs. Dans le lac d'Anterne, sur deux siècles de sédimentation échantillonnée, les quatre plus gros séismes régionaux sont enregistrés sous forme de dépôts caractéristiques. Une corrélation entre l'épaisseur de ces dépôts, la magnitude macrosismique et la distance à l'épicentre est proposée, permettant d'entrevoir une méthode de localisation et d'estimation des paléo séismes antéhistoriques. Le bassin tectonique lacustre d'Issyk-Koul (Kirghizstan), étudié à l'affleurement, par sismique réflexions et carottages, présente des indices sédimentaires de paléo sismicité, à terre (séismites) et en fond de lac sous forme de dépôts de type homogénite L'un d'eux est reconstitué par un modèle numérique d'écoulement d'avalanche. Il apparait cependant que les plus forts séismes historiques régionaux ne sont pas tous enregistrés. Les relations entre sismicité et sédimentation lacustre sont ainsi précisées, permettant de définir les conditions propices aux études de paléo sismicité par les archives lacustres.

Le plateau d'Iran central est caractérisé par de très faibles taux de déformation GPS et apparaît asismique pendant les derniers millénaires. Néanmoins, il est découpé par plusieurs décrochements dextres de direction N-S qui s'étendent sur plusieurs centaines de kilomètres. Le taux de glissement et le comportement sismique de trois de ces failles décrochantes (d'ouest en est: Dehshir, Anar et Nayband) ont été analysés dans cette thèse. Les études paléosismologiques sur la faille de Dehshir, longue de 380 km, démontrent l'existence d'au moins trois gros (Mw ≈ 7) séismes pendant les derniers 22 ka, l'événement le plus récent s'étant produit juste avant 2 ka. Nos observations permettent aussi de calculer un taux de glissement pour cette faille compris entre 0.9 et 1.48 mm a-1 au cours des derniers 42 ka, ce taux est identique à celui déterminé antérieurement à 1.2 ± 0.3 mm a-1 et moyenné sur les derniers 270 ka. Cela suggère que le taux de glissement est resté constant au cours du Pléistocène supérieur et de l'Holocène. L'étude paléosismologique de la faille d'Anar, longue de 200 km, montre que trois gros séismes se sont produits à 4.4 ± 0.8, 6.8 ± 1, et 9.8 ± 2 ka. L'âge de l'événement le plus récent (compris entre 3.6 et 5.2 ka) suggère que la faille s'approche de la fin de son cycle sismique. Nos résultats confirment aussi que le taux de glissement minimum de la faille d'Anar est de 0.8 ± 0.1 mm a-1, indiquant que les failles majeures les plus occidentales de l'Iran central possèdent des taux de glissement proches de 1 mm a-1. Le taux de glissement sur la faille de Nayband, longue de 290 km, est déterminé à partir de décalages datés par des mesures de 36Cl ou d'OSL. Ces décalages, qui sont compris entre 9 ± 1 m et 195 ± 15 m avec des âges entre 6.8 ± 0.6 et 100 ka, fournissent un taux de glissement de 1.8 ± 0.7 mm a-1. Nos données paléosismologiques démontrent l'existence d'au moins quatre gros séismes pendant les derniers 17.4 ± 1.3 ka et de deux événements plus anciens (avant 23 ka et 70 ± 5 ka). Les pénultième et antépénultième séismes se sont produits entre 6.5 ± 0.4 ka et 6.7 ± 0.4 ka, tandis que l'événement le plus récent s'est produit il y a moins de 800 ans. Une telle succession irrégulière de séismes suggère un comportement sismique en "clustering". Bien que le séisme le plus récent sur les failles de Nayband et Dehshir se soit respectivement produit après 1200 AD et juste avant∼2 ka, ces séismes n'apparaissent pas dans les chroniques historiques. Ces résultats illustrent clairement l'incomplétude des catalogues de sismicité historique pour l'Iran central, limitant toute évaluation de l'aléa sismique sans données géologiques. L'Iran central n'est pas un bloc totalement rigide, sa déformation interne modérée est néanmoins responsable d'un aléa sismique significatif. Ainsi, des séisme forts et peu fréquents caractérisent les failles décrochantes dextres à faibles taux de glissement qui découpent l'Iran central et oriental. La sommation de ces taux de glissement du Plateau iranien jusqu'à la limite avec l'Afghanistan ne semble pas en accord avec les données GPS disponibles.

La faille Nord-Anatolienne est une faille décrochante dextre de 1500 km et la frontière de plaque entre l’Anatolie au sud et l’Eurasie au nord. Le mouvement vers l’Ouest de l’Anatolie par rapport à l’Eurasie à une vitesse de 21 mm/an est accommodé par le jeu de cette faille. Durant le 20ième siècle, cette faille a rompu d’est en ouest lors d’une séquence de larges tremblements de terre qui ont eu lieu à intervalles rapprochés. De nombreux géologues ont cherché à mieux comprendre l’histoire récente de cette faille, et plus parti-culièrement son histoire sismique ou paléosismologique. La recherche en paléosismologie consiste à contraindre en utilisant l’enregistrement sédimentaire existant la nature et la distribution des tremblements de terre passés. Dans cette thèse, j’ai effectué 4 investi-gations paléosismologiques le long de la faille Nord-Anatolienne dans des lieux où à chaque tremblement de terre la faille forme des escarpements à contre-pente et constitue un piège à sédiment. En étudiant la composition et la distribution des sols enfouis et ex-posés dans de larges tranchées creusées au travers de ces pièges sédimentaires, on peut identifier des « horizons sismiques » (c’est-à-dire la surface terrestre lors du séisme). En datant par le radiocarbone les matériaux déposés au-dessous (avant) et au-dessus (après) d’un horizon sismique, on peut contraindre à quel moment un paléoséisme a eu lieu. Fi-nalement dans cette thèse, j’ai compilé une base de donnée des chronologies de l’ensemble de paléoséismes documentés sur la faille Nord-Anatolienne. Grâce à cette base de données, j’ai pu déterminer l’occurrence des séismes avec une méthodologie cohérente, et analyser la chronologie obtenue à la fois qualitativement et quantitativement. L’analyse des données révèle que la faille Nord-Anatolienne ne rompt habituellement pas en cascade comme durant le 20ième siècle, et que l’activité de la faille est fortement influencé par les trois principaux régimes tectoniques existant en Turquie. Les variabilités d’activité le long de la faille pourraient résulter de contraintes normales à la faille, qui décroissent d’une façon générale de l’Est vers l’Ouest. Une décroissance des contraintes normales à la faille diminuerait localement le seuil de contrainte requis pour déclencher un séisme. Ceci explique l’observation que le temps de récurrence des séismes est plus court à l’Ouest. A l’Est, les ruptures sont plus variables, et le temps de récurrence est bimodal. Ceci peut être lié à des variations temporelles des contraintes normales à la faille, peut-être induites par le jeu sismique des failles Est-Anatolienne et de la Mer Morte. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La paléosismologie sous-marine est une discipline basée sur la reconnaissance et l’étude des séismes passés à partir d’archives sous-marines tels que les dépôts turbiditiques. Cette discipline, mise en place à partir des années 1990 au niveau de la zone des Cascades (côte Nord-Ouest des Etats-Unis) a, par la suite, été développée dans d’autres mers, océans et lacs.La mer Ionienne est un petit bassin étroit et profond localisé au centre de la mer Méditerranée bordé par deux prismes d’accrétions, la ride Méditerranéenne à l’Est et le prisme Calabrais à l’Ouest. L’Est de la Sicile et la région Calabre ont été soumises à plusieurs reprises, à des séismes historiques destructeurs, parfois suivit de tsunamis, comme par exemple le séisme de 1693 AD à Catane (magnitude 7,4) ou celui de 1908 à Messine (de magnitude 7,1). Ce dernier séisme a déclenché des glissements sous-marins et des courants de turbidités qui sont à l’origine de rupture de câbles sous-marins. Au niveau de la plaine abyssale Ionienne, un autre type de dépôt est décrit à partir des données sismiques, caractérisées par une couche transparente. Ces méga-dépôts de plusieurs mètres d'épaisseur, sont associés à de grands évènements extrêmes (séismes, tsunamis, éruptions volcaniques) et sont appelés mégaturbidites ou homogénites.Les études réalisées durant cette thèse, se focalisent sur l’interprétation des turbidites et des méga-dépôts observés grâce à un nouveau jeu de données localisé dans la partie Ouest du prisme Calabrais et récolté durant la mission CIRCEE en octobre 2013. La compréhension des sources et des origines de ces dépôts est primordiale pour l’interprétation de l’enregistrement paléosismologique de la région. L’objectif général étant d'améliorer notre compréhension de la chronologie et l'origine des grands événements catastrophiques qui ont affecté la région.Ces nouvelles données, qui incluent des carottes sédimentaires, de la bathymétrie et des profils sismiques (Chirp et HR), ont permis dans un premier temps de revisiter l’interprétation des processus sédimentaires et l’origine des mégadépôts et en particulier, du dépôt le plus récent appelé « dépôt d’Augias ». Ce dernier, dont l’épaisseur atteint les douze mètres en plaine abyssale Ionienne, serait lié au séisme et tsunami de Crête en 365 AD. A partir de sa description sédimentologique et des diverses mesures réalisées, trois types de faciès ont été identifiés (faciès « mégaturbidite », « homogénite » et « turbidite sableuse épaisse ») et qui sont les résultats de différents processus sédimentaires. La deuxième partie de cette thèse représente une étude paléosismologique des derniers 25 ka en mer Ionienne basée sur des modèles d’âges. La période de temps recouverte par les carottes englobe la fin de la dernière période glaciaire, la remontée du niveau marin et la période historique. Cela a permis de différencier les dépôts de la période historique où l’évènement déclencheur principal des courants de turbidités est le séisme. Par contre pour les dépôts antérieurs il a pu être démontré que les variations eustatiques et climatiques ont un fort impact sur la fréquence de turbidites. / Submarine paleoseismology is a discipline based on the recognition and study of past earthquakes from submarine records such as turbidite deposits. This discipline was initially developed in the 1990’s in the Cascadia region (north-west coast of the USA), and was subsequently, applied to other seas, oceans and lakes. The Ionian Sea is a small, narrow and deep basin located in the central Mediterranean Sea and bounded by two accretionary wedges, the Mediterranean Ridge to the east and the Calabrian wedge to the west. Eastern Sicily and Calabria region have been repeatedly struck by destructive historical earthquakes, sometime followed by tsunamis, such as the 1693 AD earthquake in Catania (magnitude to 7.4) or the 1908 AD earthquake in Messina (magnitude to 7.1).This latter earthquake triggered a submarine landslide and turbidity currents that ruptured submarine cables. In the Ionian abyssal plain, another type of deposit is observed in seismic data, expressed as successive transparent layers. These mega-deposits, several meters in thickness, are associated with large extreme events (earthquakes, volcanic eruptions, tsunamis) and are named megaturbidites or homogenites.The research conducted during this thesis focuses on the interpretation of turbidites and mega-deposits, observed by a new data set located in the western part of the Calabrian prism and acquired during the CIRCEE cruise, in October 2013. The understanding of the sources and the origin of these deposits is essential for the interpretation of paleoseismological record in the region. The general objective is to improve our understanding of the chronology and origin of major catastrophic events that have affected the region. These new data, include piston cores, bathymetry and seismic profiles (Chirp and HR), and allow us, for first time, to revisit the interpretation of sedimentary processes and origin of mega deposits and in particular the most recent deposit named "Augias deposit" This deposit, whose thickness reaches 12 meters in Ionian abyssal plain, can be linked to the 365 AD Crete earthquake and associated tsunami. Based on the sedimentological description and different measurements that were conducted, three type facies could be identified ("megaturbidite", "homogenite" and "thick sandy turbidite") that are the expressions of different sedimentary processes.The second part of this thesis represents a paleoseismological study of the last 25 ka in Ionian Sea based on age models. The time period covered by the cores includes the end of the last glacial period, the sea level rise and the historical period. This allowed identification of deposits from the historical period whose main trigger of turbidity currents are earthquakes. On the other hand for earlier deposits, eustatic and climatic variations are shown to have a stong effect on the frequency of turbidites.

L’objectif principal de cette thèse est de tirer de données LiDAR de télédétection à très haute résolution afin d’extraire une partie du traces tectono-géomorphiques imprimées dans la morphologie de grands tremblements de terre préhistoriques. Les informations consultées dans ces traces constituent l'historique des glissements cumulés de grands tremblements paléoséismique successifs le long d'une faille donnée. L'historique des glissements permet de déterminer le nombre d'événements et les glissements les plus importants produits par ces événements. La connaissance des plus grandes glissades produites par des grands séismes historiques et préhistoriques permettra de déduire l'ampleur potentielle des événements futurs. La caractérisation de la distribution du glissement superficiel fournit des informations importantes sur la mécanique des failles, les contrôles de la propagation de la rupture et la répétabilité de la rupture à certains points le long de la faille. Cependant, la caractérisation et la mesure correctes de la distribution des glissements à partir de formes de relief géomorphologiques déplacées par tectonisme sont accompagnées d'incertitudes considérables, résultant principalement de processus d'érosion et de dépôt. Ces incertitudes pourraient entraîner à la fois une sous-estimation et une surestimation du glissement, ainsi que des résultats contradictoires issus d'enquêtes différentes sur le même défaut. Par conséquent, nous avons développé une nouvelle technique basée sur MATLAB, 3D_Fault_Offsets, pour caractériser mathématiquement, et donc automatiquement, la géométrie 3D de marqueurs géomorphiques décalés (définie par 9 entités géométriques situées de part et d'autre de la faille), puis calculer composants latéraux et verticaux du glissement. Nous estimons que les incertitudes générées par cette technique définissent mieux la gamme des "véritables" compensations potentielles par rapport aux incertitudes plus libérales proposées dans d’autres études, pourtant ils se révèlent assez volumineux. Après vérification de l'efficacité du code en mesurant à nouveau 3 ensembles de données paléosismiques, nous avons l’appliqué à une faille de décrochement qui était historiquement capable d'un séisme de chute de contrainte importante (MW ~ 8,2 en 1855), la faille de Wairarapa. Nous avons identifié et analysé un total d'environ 700 marqueurs géomorphiques déplacés le long d'une zone de données LiDAR de 70 km, ce qui en fait l'un des ensembles de données paléosismiques les plus vastes et les plus denses. Les décalages latéraux mesurés vont de quelques mètres à environ 800 m, mais la majorité d'entre eux sont inférieurs à 80 m, ce qui permet d'examiner les plus récents glissements de faille latéraux. Les décalages verticaux varient entre 0 et ~ 30 m et suggèrent des rapports de glissement vertical / latéral généralement compris entre 10 et 20%. Nous avons effectué les analyses statistiques de la collection dense de décalages mesurés séparément le long des principaux segments successifs qui constituent l'étendue de la faille étudiée. Dans la plupart des segments, cette analyse a révélé la présence de 6 à 7 amas décalés dans la plage allant de 0 à 80 m, suggérant la rupture de la faille de Wairarapa lors de 6 à 7 grands séismes précédents. Les plus grandes glissades que nous déduisons pour ces tremblements de terre passés sont importantes, la plupart dans la plage 7-15 m. Chaque glissement sismique semble varier le long de la faille et généralement plus grand dans sa partie sud. La faille de Wairarapa a ainsi provoqué à plusieurs reprises d'importants séismes dus à la chute de contraintes au cours de la période préhistorique, ce qui souligne le risque sismique élevé qu'elle pose dans le sud de la Nouvelle-Zélande. Par conséquent, l'utilisation de notre nouveau code 3D_Fault_Offsets avec des données topographiques à haute résolution telles que LIDAR peut permettre de mieux évaluer le comportement futur des failles sismogènes. / The main scope of this PhD thesis is to utilize very high-resolution remote sensing LiDAR data to extract some of the tectono-geomorphic traces imprinted in the morphology from large prehistoric earthquakes. The information that is accessed in these traces is the cumulative slip history of successive large paleoearthquakes along a given fault. The slip history allows the determination of the number of events and the largest slips produced by those respective events. The knowledge of the largest slips produced by historic and prehistoric large earthquakes will enable some inference into the potential magnitude of future events. Characterizing the distribution of surface slip provides important insights into fault mechanics, controls on rupture propagation, and repeatability of rupture at certain points along the fault. However, properly characterizing and measuring the slip distribution from tectonically-displaced geomorphic landforms comes with considerable uncertainties mostly resulting from erosion and depositional processes. These uncertainties could lead to both underestimation and overestimation of the slip, and to conflicting results from different surveys of the same fault. Therefore, we have developed a new MATLAB-based technique, 3D_Fault_Offsets, to mathematically, and hence automatically, characterize the 3D geometry of offset geomorphic markers (defined by 9 geometric features either side of the fault), and then calculate the lateral and vertical components of slip. We believe that the uncertainties obtained from this technique better define the range of potential ‘true’ offsets compared to more liberal uncertainties offered in other studies, yet they reveal to be fairly large. Upon verification of the code efficacy by successfully re-measuring 3 paleoseismic datasets, we applied it to a strike-slip fault in New Zealand that was historically capable of a large stress drop earthquake (MW~8.2 in 1855), the Wairarapa fault. We identified and analyzed a total of ~700 displaced geomorphic markers along a 70-km stretch of LiDAR data, making this one of the largest and densest paleoseismic datasets. Measured lateral offsets range from a few meters to about 800 m, but the majority are lower than 80 m, providing the means to examine the most recent lateral fault slips. The vertical offsets range between 0 and ~30 m, and suggest vertical to lateral slip ratios commonly in the range 10-20%. We conducted the statistical analyses of the dense collection of measured offsets separately along the successive major segments that form the investigated fault stretch. In most segments, this analysis revealed 6-7 offset clusters in the range 0-80 m, suggesting the Wairarapa fault ruptured in 6-7 previous large earthquakes. The largest slips we infer for these past earthquakes are large, most in the range 7-15 m. Each earthquake slip seems to vary along the fault length, and be generally greater in its southern part. The Wairarapa fault has thus repeatedly produced large stress drop earthquakes in prehistoric time, which emphasizes the elevated seismic hazard it poses in Southern New Zealand. Therefore, the use of our new code 3D_Fault_Offsets with high resolution topographic data such as LIDAR can lead to better assessments of future behavior of seismogenic faults.

Cette thèse porte sur la tectonique active et l’analyse de deux nouvelles failles : la faille de Sharkhai et la faille d’Avdar. Les deux failles ont été découvertes, en 2011, à partir des images satellitaires HR, à quelques dizaines de kilomètres de la capitale de la Mongolie, Oulan Bator. Une approche morpho-tectonique, géomorphologique et paléosismologique, à partir des images de haute résolution Pléiades et d’études de terrain, notamment de tranchées, a permis: 1) de cartographier les deux failles en détail; 2) de décrire leur géométrie et segmentation; 3) de contraindre leur cinématique; 4) de documenter leur activité récente et leur comportement sismique (décalages co-sismiques et cumulés, période de retour, taux de glissement). La faille de Sharkhai s’étend sur 46 km selon une direction comprise entre N42°E et N72°E en moyenne, avec un pendage de 66° à 72° vers le sud-est entre E106.31°/N47.352° et E106.53°/N47.485°, et sub-vertical entre E106.474°/N47.473° et E106.75°/N47.57°. Elle est caractérisée par une géométrie rectiligne et simple en surface. C’est une faille senestre avec une composante verticale normale. L’étude paléosismique met en évidence trois séismes : le séisme EQ3 s’est produit avant 3850±120 calBP, le séisme EQ2 entre 2400±70 calBP et 2030±40 calBP, et le séisme le plus récent (MRE) entre 1090±84 calBP et avant l’âge du sol récent. La période de retour minimum des forts séismes sur la faille de Sharkhai est 1195±157 ans, ce qui implique une vitesse de glissement maximum comprise entre 0.6±0.2 et 2.14±0.5 mm/an. Plusieurs scénarios de segmentation de la faille sont proposés indiquant que la faille est capable de produire des séismes de magnitude comprise entre 6 et 7. L’accélération maximale du sol (PGA au rocher) générée à Oulan Bator serait de 0.12 g, au nouvel aéroport de 0.28 g, et à la ville de Zuunmod de 0.17 g. Ces valeurs correspondent à une intensité (MMI) comprise entre VI et X. La faille d’Avdar s’étend sur 47 km selon une direction moyenne comprise entre N26°E et N88°E avec un pendage variant de 40° à 55°. La partie sud-ouest de la faille est caractérisé par une géométrie simple et linéaire. Par contre, l’architecture de la faille est complexe dans la partie nord-est. Les décalages mesurés indiquent que la faille est une faille senestre avec une composante normale. Les tranchées paléosismiques documentent son activité sismique pendant le quaternaire. La faille peut se diviser en plusieurs segments, suggérant des séismes de magnitude comprise entre 5.8 et 7. Les valeurs de PGA (au rocher) les plus importants seraient de 0.1 g pour Oulan Bator, 0.18 g pour le nouvel aéroport et 0.19 g pour la ville de Zuunmod. Ces valeurs indiquent une intensité de l’ordre de VI à X. Les investigations paléosismiques montrent que le dernier séisme est plus récent que 5665±85 calBP. Tous ces résultats doivent être pris en compte dans l’estimation de l’aléa sismique de la région de la capitale Oulan Bator, qui a elle seule comprend plus de la moitié de la population du pays. Située sur un bassin sédimentaire, elle est le centre commercial et industriel du pays et contient divers bâtiments vulnérables. Enfin, elle est en pleine croissance avec un nouvel aéroport en construction à proximité de la faille de Sharkhai, secteur où la ville va très rapidement s’étendre. / This thesis focuses on the active tectonic of two new faults: the Sharkhai fault and the Avdar faults. Both faults were discovered in 2011 from HR satellite images at tens kilometers from the capital of Mongolia, Ulaanbaatar.Morpho-tectonic, geomorphological and paleoseismological approaches using high resolution Pleiades satellites images and field investigations allowed: 1) to map the both faults in details; 2) to describe their geometry and segmentation; 3) to identify their kinematic; 4) to document their recent activity and their seismic behavior (co-seismic and cumulated displacements, the time of the last earthquakes, slip rate). The Sharkhai fault extends 46 km with an average direction between N42°E and N72°E, and a dip between 72° and 66° either to south-east, between E106.31°/N47.352° and E106.53°/N47.485°, or sub-vertical between E106.474°/N47.473° and E106.75°/N47.57°. The fault is characterized by a linear and simple geometry. It is a left lateral strike slip with a normal vertical component. The paleoseismological investigations show evidences for three earthquakes: the EQ3 earthquake occurred before 3850±120 calBP, the EQ2 earthquake between 2400±70 calBP and 2030±40 calBP, and the most recent earthquake (MRE) between 1090±84 calBP and before the age of recent soil. The minimum return period of strong earthquakes on the fault Sharkhai is 1195 ± 157 years, which implies a maximum slip rate between 0.6±0.2 and 2.14±0.5 mm/year. Several segmentation scenarios of the fault where proposed indicating that the fault is capable to produce an earthquake of magnitude between 6 and 7. The maximum peak ground acceleration (PGA at rock) generated at Ulaanbaatar is 0.12 g, 0.28 g at the new airport, and 0.17 g at the city of Zuunmod. These values correspond to intensity between VI and X at rock sites. The Avdar fault, 47 km length, have an average orientation between N26°E and N88°E and a dip between 40° and 55°. The southwestern part of the fault is characterized by a simple and linear geometry while the architecture of the surface rupture is complex in the northeastern part. The measured offsets indicate that the fault is left lateral with a normal component. The paleoseismic trenches attest its seismic activity during the Quaternary. The fault can be divided into several segments suggesting earthquakes of a magnitude ranging from 5.8 to 7. The most important values of PGA (at rock site) would be 0.1 g at Ulaanbaatar, 0.18 g for the new airport and 0.19 g for Zuunmod city. These values indicate an intensity between VI and X. Paleoseismic trench shows that the last earthquake occurred on the fault since 5665± 85calBP. All these results should be considered in estimating the seismic hazard in the region of the capital Ulaanbaatar especially as, alone, it contains more than the half of the country population. Situated in a sedimentary basin, it is the commercial and industrial center of Mongolia and contains many vulnerable buildings. Also, the city is growing with a new airport construction near the fault Sharkhai area where the city will extend very quickly.

Le lac Témiscouata est situé sur la rive sud du St-Laurent à environ 70 km du centre de la Zone sismique de Charlevoix-Kamouraska, la zone sismique la plus active dans l'est du Canada. Ce lac en forme de fjord s'étend sur 39 km de longueur, 2 km de largeur et atteint une profondeur maximale de 75 m. Des levés à l'échosondeur multifaisceaux et au profileur de sous-surface (Chirp) ont permis d'identifier plusieurs événements de mouvements de masse associés à des séismes qui se sont produits depuis la déglaciation. Ainsi, différentes formes liées à des mouvements de masse comme des cicatrices de glissements en amphithéâtre, des buttes et crêtes résiduelles, des fossés d'effondrement et des glissements translationnels ont pu être identifiés et cartographies et démontrent une activité sismique postglaciaire intense dans la région. L'analyse des profils de sous-surface a permis d'identifier six unités stratigraphiques. L'unité de surface, U5, correspond à une mégaturbidite et témoigne d'un événement de mouvement de masse récent qui s'est produit au cours des derniers siècles. Cet événement de mouvements de masse est associé soit au séisme de 1663 ou à un important séisme qui l'aurait précédé de quelques siècles.

La Zone sismique de Charlevoix-Kamouraska (ZSCK) est la plus active de l'est du Canada. En dépit de cette forte activité, la récente colonisation du Québec limite les archives sismiques historiques aux 400 dernières années. Au Québec, plusieurs séismes provenant de la ZSCK et la Zone sismique de l'Outaouais (ZSO) ont atteint une magnitude égale ou supérieure à 6 sur l'échelle de Richter et ont causé des glissements de terrain depuis la déglaciation (Lamontagne, 1987). Reconstituer l'activité des zones sismiques au sud du Québec est donc primordial pour la gestion des risques naturels de la région, vu l'établissement d'une grande densité de population sur les argiles sensibles des mers postglaciaires. L'utilisation d'échosondeurs multifaisceaux permet la cartographie complète à haute résolution de la morphologie et l'identification de la dynamique sédimentaire dans les bassins lacustres. De façon complémentaire, les profils de sous-surface établissent un cadre stratigraphique alors que les carottes sédimentaires fournissent d'importantes informations sur les taux et processus de déposition. L'utilisation d'une telle approche dans le Lac Maskinongé, le Lac Mékinac, le Lac-aux-Sables et le Lac Saint-Joseph, tous situés sous l'influence de la ZSCK et/ou la ZSO, permet de reconstituer l'histoire sismique postglaciaire à partir des enregistrements sédimentaires de mouvements de masse subaquatiques présents dans leur bassin. Les données acquises entre 2012 et 2014 indiquent que ces bassins lacustres ont tous été fortement perturbés par des mouvements de masse subaquatiques durant l'Holocène, soit de la déglaciation à aujourd'hui et, ce, sur ≥ 36% de leur superficie. En utilisant les taux de sédimentation dérivés de l'activité radio-isotopique du 210Pb, lesquels varient entre 0,07 cm/an et 0,18 cm/an selon le lac, trois épisodes de tremblements de terre majeurs ont pu être datés : 1) lors de la déglaciation (vers 12,4 à 10,1 Ka BP dans la région d'étude) (par ex. : Shaw et al., 2006; Occhietti et al., 2011); 2) vers 810 ± 370 AD; et 3) 1663 AD (M ≥ 7) (Lamontagne, 1987; Locat, 2011). Les résultats suggèrent aussi qu'un tremblement de terre de forte intensité s'est produit vers 810 ± 370 AD, indiquant que le centre-sud du Québec peut être aussi soumis à d'importants séismes.