| Resumé |
Les Petites Antilles, fruit de la subduction de la plaque américaine sous la plaque caraïbe, sont un arc volcanique à la dynamique complexe. De nombreux systèmes de failles actives le parcourent et ont, par le passé, généré séismes et tsunamis le long des côtes antillaises. Certains de ces tsunamis sont assez récents pour avoir été observés et décrits dans la littérature (Lisbonne 1755, Guadeloupe-1843, Îles Vierges-1867, Saintes-2004) mais les plus anciens (>500 ans) n'ont laissé que peu de traces de leur passage. Seule la présence de dépôts sédimentaires particuliers le long des côtes antillaises témoigne de l'occurrence de ces tsunamis majeurs dont l'origine est principalement considérée comme sismique et en permet la datation. Les simulations de tsunamis et les modèles de transport sédimentaires contribuent à discriminer et caractériser ces séismes tsunamigènes, une étape clef dans la compréhension des cycles sismiques de cette zone de subduction. Les simulations de tsunamis permettent en effet d'évaluer l'ampleur des évènements ainsi que les caractéristiques des séismes associés. La modélisation du transport sédimentaire permet de reproduire les dépôts associés aux tsunamis observés sur les îles et d'apporter ainsi une contrainte supplémentaire à la caractérisation des séismes. Afin d'avoir un tel outil à disposition, ce projet a été en partie dédié au développement et à l'intégration d'un modèle de transport sédimentaire dans le code de simulation tsunami Taitoko du CEA. La nécessité de calibrer ce modèle a conduit à la réalisation d'un ensemble d'expériences en canal hydraulique constituant un premier benchmark à l'échelle du laboratoire et à l'étude de blocs transportés par le tsunami de Sumatra en 2004 constituant un deuxième benchmark à l'échelle du terrain. Ces études ont permis d'aboutir à un modèle stable pouvant être appliqué à des cas réels. L'ensemble des simulations des tsunamis historiques de l'arc antillais avec le code Taitoko (sans transport) réalisés dans le cadre de ce travail ont conduit à une meilleur compréhension et caractérisation des séismes des Saintes en 2004 , des Îles Vierges en 1867, de Guadeloupe en 1843 et de Lisbonne en 1755. Elles ont aussi permis l'identification d'un séisme responsable de plusieurs dépôts sédimentaires retrouvés au nord de l'arc qui se serait produit il y a environ 500 ans, par corrélation entre zones de dépôts et cartographie d'inondations obtenues par modélisations. Les résultats du modèle de transport sédimentaire appliqué à cet évènement conduisent à la même conclusion que ceux des simulations tsunamis: le seul scénario compatible avec les observations est celui d'un mega-séisme de subduction d'une magnitude minimum de 8.5. L'hypothèse d'un tel séisme met en lumière l'existence possible d'un cycle sismique long de 500 à 1000 ans sur l'interface de subduction. Les modèles tsunami et de transport sédimentaire, par la caractérisation des évènements passés, apportent donc une contribution majeure à la compréhension de ces cycles et participent à améliorer l'évaluation des risques sismique et tsunamigénique associés à la subduction et aux failles intra-arc pour les populations des Petites Antilles. |