R7 – Références des communications dans des

Valorisation des campagnes à la mer
Navires Ifremer - IRD - IPEV
Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ”
Nom de la série de campagnes : VANARC-OBS 1 et 2
Projet / Programme de rattachement : ANR Catel 2006: Arc-Vanuatu
Année du début de la série: 2008
Nom de la campagne : VANARC-OBS 1
Navire : N/O Alis
Engins lourds :
Dates de la campagne : 14-26 mai 2008
Nombre de jours sur zone/en transit : 5 / 5
Zone(s) : Pacifique Sud-Ouest
Chef de mission principal (Nom, prénom et organisme) : CRAWFORD Wayne, CNRS-IRD-IPGP
Nombre de chercheurs et d’enseignants-chercheurs (en mer / à terre) : 2 / +1
Nombre d’ingénieurs et de techniciens (en mer / à terre) : 3 / +0
Nombre d’étudiants (en mer / à terre) : 0 / 0
Nom de la campagne : VANARC-OBS 2
Navire : N/O Alis
Engins lourds :
Dates de la campagne : 3-15 novembre 2008
Nombre de jours sur zone/en transit : 5 / 5
Zone(s) : Pacifique Sud-Ouest
Chef de mission principal (Nom, prénom et organisme) : CRAWFORD Wayne, CNRS-IRD-IPGP
Nombre de chercheurs et d’enseignants-chercheurs (en mer / à terre) : 1 / +2
Nombre d’ingénieurs et de techniciens (en mer / à terre) : 4 / 0
Nombre d’étudiants (en mer / à terre) : 0 / 0
Fiche remplie par : Wayne Crawford
Date de rédaction ou d’actualisation de la fiche : 21/07/2009
Adresse : IRD-DGMWR, Private Mail Bag 9001, Port Vila, VANUATU
Email : [e-mail]
Tel : [phone]
Fax :

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Résultats majeurs obtenus
1 à 3 pages destinées à informer un large public sur les résultats obtenus
1 – Contexte scientifique et programmatique de la campagne
La marge convergente de Vanuatu (Figure 1) est
un endroit privilégié pour étudier les
mécanismes à l’origine des éruptions et des
séismes catastrophiques grâce aux fortes vitesses
de convergence (10-17 cm/yr, Pelletier et al.,
1998, Calmant et al., 2003), aux mouvements
verticaux importants (jusqu'a 1 cm/yr (Taylor et
al., 2005)) et au grand nombre de séismes (a peu
près 1 séisme peu profonde de magnitude >=7
par an (base de données NEIC depuis 1973).
La tectonique du segment central de cette marge
est contrôlée par la collision/subduction de la
ride d’Entrecasteaux et ses effets sur la structure
de l’arc sur une longueur de 250 Km (figure 2).
La morphologie est caractérisée par une absence
de fosse et deux chaînes avant et arrière arc
encadrant un bassin océanique intra arc
segmenté longitudinalement par l’arc volcanique
moderne. Les études antérieures ont mis en
évidences des zones sismiques en compression à
l’aplomb des deux chaînes, un fort couplage
inter-plaques, des raccourcissements arrière arc
et intra arc, de forts soulèvements, un taux de
récurrence sismique plus élevé que dans le reste
de la marge et d'énormes appareils explosifs qui
ont engendré des éruptions hydro magmatiques cataclysmales (Isacks, et al., 1981; Taylor et al., 1990,
Régnier et al., 2003; Taylor et al, 1980, 1987; Taylor, 1992 ; Pelletier et al., 1994).
Figure 1) Carte de l'archipel de Vanuatu (de Pelletier
et al., 1998; Calmant et al., 2003). La section centrale
est indiqué par la rectangle pointillé.

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De part ses caractéristiques, cette zone procure
ainsi les conditions les plus appropriées pour
mesurer soulèvement et déplacement co-
sismique. L’avant arc comprend quatre blocs
sismotectoniques avec des taux de soulèvement,
des directions de basculement et des intervalles
entre soulèvements co-seismique différents
(Figure 2, de Taylor et al., 1990). Le bloc sud
Santo, dont le temps de récurrence est le plus
court pour des séismes de magnitude 7.5 (environ
50 ans) et le taux de soulèvement le plus élevé.
Ce bloc fourni un laboratoire idéal pour étudier
les différentes phases du cycle sismique grâce à
sa forte activité et au très grand nombre de sites
que l’on peut instrumenter depuis la limite de
plaque jusqu’à l’arrière arc. La présence de
grandes îles très proches ou au niveau de la limite
de plaque offre une opportunité exceptionnelle
pour étudier la séismicité et la géométrie de
l’interface de subduction et des zones
sismogènes, et pour mesurer l’accumulation des contraintes sur une coupe complète de la marge. De plus
les bancs Sabine et Wusi fournissent des sites en eau peu profonde de chaque coté de la limite de plaque
qui peuvent compléter le dispositif de mesure. Les îles de la chaîne arrière arc permettent de créer une
configuration de sites qui permet de réaliser des profils transversaux à travers la totalité de la marge et de
mieux contraindre la géométrie des interfaces sismogènes le long desquelles s’effectue la plus grande part
de l’accumulation des contraintes sismiques.
Le projet ANR ARC-VANUATU (projet Catastrophes Telleriques, financé par l'Agence Nationale de la
Recherche de 2007 en 2010) a pour but de comprendre les mécanismes à l’origine des éruptions
volcaniques et des forts séismes en contexte de subduction, des relations entre dynamique de la
subduction et cycles éruptif et sismique, et de chercher des signaux pour aider à la prévision de tels aléas
destructeurs. Le projet est composé de plusieurs expériences multidisciplinaires sur le segment central de
Vanuatu et le volcan de Yasur, entre 2007 et 2011. La section centrale de l'archipel de Vanuatu a été
choisi pour les études géodynamiques, qui sont:
 des mesures géodésiques continues sur les édifices et à travers la marge, afin de déterminer les
déformations lors des pulsations volcaniques et du cycle sismique et de mettre en évidence
d’éventuelles déformations transitoires et signaux précurseurs ;
 l'utilisation des coraux afin d’établir la chronologie des éruptions pour préciser les cycles éruptifs,
de déterminer les mouvements verticaux inter, co et post sismique, et d’identifier la segmentation de
la marge et les zones potentielles de rupture;
 des mesures sismologiques pour l’étude des structures (réservoir et conduit, interface de subduction,
plaque chevauchante) et de la distribution de la séismicité.
Figure 2: La section centrale de l'arc de Vanuatu (de
Taylor et al., 1990). Les traits pointillées identifie
des frontiers entres blocs sismotectoniques.

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VANARC-OBS fait partie de l'expérience
sismologique de ARC-VANUATU. Le réseau
sismologique (Figure 3) se situe dans la région au-
dessus de la zone inter-plaques bloquée ou aucune
rupture majeure n’est intervenue depuis le seisme
d’août 1965. Cette région s’étend depuis la moitié
sud de Santo jusqu'à la partie nord de Malicollo,
couvrant les deux blocs sismotectoniques les plus
actifs. En se focalisant uniquement sur ces deux
blocs, cette étude réalisera un dispositif dense de
mesure capable de résoudre la géométrie de la zone
sismogène, ici très peu profonde. Plusieurs études
sismologiques de l'archipel de Vanuatu ont déjà été
faites, mais jamais avec une telle résolution, celle-ci
devrait nous permettre d'isoler les aspérités dans la
zone sismogène. Ces informations aideront dans
l'interprétation des données géodésiques récoltées
depuis plus d’une décennie et qui seront encore
collectées de manière très dense pendant la durée du
projet ANR. Les mesures seraient à une échelle
assez fine pour discerner les variations de
déformation au sein d’un segment de subduction.
Les études antécédentes nous permettent de savoir
où mettre les instruments pour couvrir un bloc entier, qui est bloqué depuis un long moment.
2 – Rappel des objectifs
L'objectif principale des missions VANARC-OBS est de compléter le réseau sismologique terrestre, afin
d'obtenir une couverture uniforme sur deux blocs sismotectoninques jusqu'a l'interface entre les plaques.
Cette étude adresse les questions suivantes: 1) où et comment se passe la relaxation asismique des
contraintes? 2) quelles sont les régions où l’on peut s’attendre à de gros séismes? et 3) Quels sont les
mécanismes qui se superposent à la déformation élastique et contrôlent la formation du relief tectonique à
long terme ?
Ces données fourniront aussi d’importantes contraintes pour des inversions sur la distribution des
glissements dans la zone de rupture (Salichon et al., 2003). Simultanément, des données GPS hautes
fréquences vont être acquises pour nous permettre de suivre la microsismicité et l’activité sismique de
trémor pendant les “glissements silencieux”, ainsi que pour localiser ces zones de glissement. Ces
données seront également utiles pour la caractérisation probabilistique du risque sismique. Ce risque est
calculé comme la probabilité d’excéder un mouvement du sol donné dans une période temporelle
d’intérêt (e.g. sur 50 ans, la durée de vie moyenne pour un bâtiment conventionnel). Les résultats de ces
études sont utilisés par les ingénieurs en charge de concevoir les constructions parasismiques et par les
autorités en charge de la gestion des risques sismiques. Deux études probabilistiques ont été menées
récemment au Vanuatu : une étude de site à l’échelle de la capitale Port-Vila (Shorten et al. 2001), et une
étude régionale à l’échelle de l’arc insulaire (Suckale et al., in prep). Ces études ont donné des résultats
très différents sur l’accélération maximale attendue. Un des principaux problèmes rencontré pour
l’estimation étant l’identification des zones sismiques.
Figure 3. Distribution des sismometres terrestres
prevus (cercles) et des sismometres fond de mer
proposés (carrés). Lignes pointillés indiquent la
frontieres entre blocs sismotectoniques (voir
Figure 2).

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3 – Principaux résultats obtenus (avec quelques illustrations)
Nous sommes toujours dans la phase d'identification et pointage des séismes. Le taux de sismicité
indiquent que nous aurions a peu près 1000 événements par mois.