HAITI-SIS Fiche-2014-Septembre - Flotte océanographique française

Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ”
(à envoyer par courriel à [e-mail] )
Nom de la campagne : HAITIS-SIS
Projet / Programme de rattachement : Faille-Haiti
Navire : N/O L’Atalante
Engins lourds : sismique rapide
Dates de la campagne : 25 novembre – 23 décembre
2012
Nombre de jours sur zone/en transit : 24 sur zone et 3
transit
Zone(s) : Zone caraïbe Nord
Chef de mission principal (Nom, prénom et organisme) : LEROY Sylvie – ISTEP-UPMC-CNRS
Co-chef : N. Ellouz-Zimmermann
Nombre de chercheurs et d’enseignants-chercheurs (en mer / à terre) : 15 /10
Nombre d’ingénieurs et de techniciens (en mer / à terre) : 2 en mer et 2 à terre
Nombre d’étudiants (en mer / à terre) : 2 en mer et 2 à terre
Fiche remplie par : S. Leroy
Date de rédaction ou d’actualisation de la fiche : Septembre
2014
Adresse : ISTEP – UPMC – Case 129 – 4 place Jussieu 75252 Paris Cedex 05
Email : sylvie.ler[email protected]
Tel : [phone]
Fax : [phone]
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
I - Motivations de la campagne HAITI-SIS
La frontière Nord Caraïbe est la région de contact
de 3 plaques tectoniques majeures : l’Amérique du
Nord (AmN), l’Amérique du Sud (AmS) et la plaque
Caraïbe (Car) (Fig.1). Deux points triples sont
localisés aux extrémités de la frontière de plaques
Amérique du Nord et Caraïbe (Co/AmN/Car à
l’Ouest et AmN/Car/AmS à l’Est), plaques bordées
par un vaste système décrochant senestre de plus
de 2200 km. Les deux failles décrochantes
majeures, les failles d'Enriquillo-Plantain-Garden
(EPG ; au Sud d’Haïti) et Cibao-Oriente
Septentrional (Nord Haïti) constituent donc une
grande zone de coulissage senestre entre les
plaques Caraïbe et Nord Américaine (Fig. 2), dans
laquelle les îles de la Jamaïque, d'Hispaniola (Haïti
- République Dominicaine) et de Puerto Rico
représentent les tronçons émergés transpressifs.
Figure 1 - Contexte géodynamique de la plaque Caraïbe (Car)
entre les plaques Amérique du Sud (AmN) et Nord, Cocos (Co)
et Nazca. Mvt des plaques (flèches)
Grâce à plusieurs campagnes et missions menées par des laboratoires français entre 1980 et 2000 (Seacarib1 &
2 ; Casis 1 & 2 ; Nautica ; Cayvic), plusieurs unités tectoniques ont été identifiées et cartographiées dont la marge
Nord Jamaïcaine et le fossé Cayman, le décrochement Nord Cibao-Oriente, le bassin Sud Haïtien, la ride de
Beata. Cet effort, relancé par la crise sismique d’Haïti et la coopération avec nos collègues Haïtiens, mènera à
terme à une étude complète de la frontière Nord Caraïbe dans la région d’Hispaniola. L’objectif est d’étudier
l’initiation, la migration et l’activité actuelle d’un grand système de failles principalement décrochantes dans un
contexte transpressif (prisme de collision oblique), qui, dans cette région, est l’élément majeur de la structuration

tectonique, de l’activité sismique et du contrôle des flux sédimentaires pour l’actuel comme pour son histoire
passée (Fig. 2).
Figure 2 - Contexte
géodynamique de la frontière
entre les plaques Caraïbe CAR et
Amérique du Nord NOAM (EPGFZ
: Enriquillo Plantain Garden Fault
zone ; COFZ : Cibao-Oriente fault
zone. DR : République
Dominicaine ; PR : Puerto Rico ;
CT : Cayman trough ; NJAM :
Marge Nord Jamaïque ; SHB :
south Haitian bassin ; BR : Beata
Ridge)

Valorisation des campagnes à la mer
Navires Ifremer - IRD - IPEV
La zone d’étude s’inscrit dans un contexte particulier puisqu’elle a été le lieu du séisme très destructeur d’Haïti. De
magnitude Mw =7.0, celui-ci s'est produit le 12 janvier 2010 et a été suivi de nombreuses répliques dont l’intensité
a décru lentement (moyenne des répliques de l'ordre de magnitude 2). Ce séisme résulte de l'accumulation des
contraintes associées au mouvement décrochant senestre de la faille Enriquillo-Plantain-Garden (EPG). La zone
de rupture du séisme est située au niveau d'une zone de relais transpressif, à une vingtaine de kilomètres de la
capitale Port-au-Prince (Bilham, 2010 ; Hayes et al 2010 ; Calais et al 2010).
2 – Rappel des objectifs
L'objectif principal est de documenter et caractériser la zone transformante Nord Caraïbe dans son ensemble
autour de la zone "poinçon" d'Haïti. Celle-ci est formée de trois grandes unités structurales précédemment
décrites: (1) la bordure décrochante Nord et son prisme d'accrétion tectonique, (2) la bordure décrochante Sud,
bloquée à l'Est par la ride de Beata et (3) la chaîne haïtienne accommodant la déformation transpressive entre les
deux.
L’ensemble des outils mis en œuvre permettra de :
- cartographier précisément les différents accidents tectoniques, leur structure sédimentaire associée.
- d’établir le lien Terre/Mer des structures
- d’évaluer et de faire un état des lieux du risque sismique
- de connaître la nature des fluides et de les dater (Sorties de fluides)
- d’apporter une contrainte sédimentaire récente (carottages) et lithosphérique (Flux de chaleur)
Nous pourrons améliorer la compréhension globale de la région :
• Les limites Nord du poinçon formé par le plateau Caraïbe
• La segmentation des failles en mer et leur association ou non à des sorties de fluides
• L'âge et le développement du prisme compressif associé au décrochement
• Le rôle de la ride de Beata dans l'interruption du tracé d'EPGF vers l'Est. Positionnement du décrochement dessous la
chaîne ; taux de partitionnement de la déformation et découplage important ou non entre le raccourcissement en
profondeur et en surface dans la chaine.
3 – Principaux résultats obtenus (avec quelques illustrations)
La carte bathymétrique obtenue a dévoilé le système de failles dérochantes en contexte de collision hyper-
oblique que constitue la région d’Haiti. Le tracé de la faille décrochante située entre la Jamaïque et Haiti est
parfaitement imagée et montre une géométrie en transpression et non pas des basins pull-apart comme
précédemment proposé. La région de la Baie de la Gonave n’a pas été couverte complètement mais la géométrie
du bassin de Jérémie et du système de faille transpressive à proximité de l’île de La Gonave est précisé.
Dans la partie Nord du bassin de la Gonave, une structure compressive est mise en évidence. Dans la partie
Nord d’Haiti, le front de déformation et les bassins flexuraux sont imagés, ainsi que la bordure de la plate-forme
des Bahamas.
Les profils de Chirp sont très peu pénétratifs dans presque tous les secteurs, mis à part les bassins situés au
nord de la Baie de la Gonave, le Sud des Bahamas.
Quatre des grandes zones structurales sont illustrées dans ce rapport:
A - Zone de la faille sud EPGF (Faille d'Enriquillo-Plantain Garden) entre la Péninsule Sud-Haïtienne et
la Jamaïque
Un mouvement décrochant senestre est décrit le long EPGF, celui-ci permet d'accommoder une partie de
l'échappement vers l'Est de la plaque Caraïbes. EPGF découpe et décale la partie orientale de la ride du
Nicaragua inférieure. Le banc de la Navasse, situé en prolongement de la péninsule sud-haïtienne constitue la
bordure Nord de la faille (Figs 37, 40).
La faille majeure, située sur la bordure sud du bassin, est très récente et présente un rejet vertical normal
important de1,5 std, (de l'ordre du km). En prolongement de la faille EPGF, le rejet vertical est relativement faible
et le jeu est réparti en surface sur plusieurs failles annexes.
Des blocs basculés anciens sont clairement identifiables des deux cotés et dans le bassin. Ceux-ci ne
semblent pas, en première approche, marquer des épisodes de même âge. Deux discordances (en rouge, et en

Valorisation des campagnes à la mer
Navires Ifremer - IRD - IPEV
jaune) marquent la fin des épisodes d'extension (ou transtension) successifs. Les blocs basculés du coté sud (ride
du Nicaragua inf.) sont remplis jusqu'à 1,5 std de sédiment et sont scellés par la discordance la plus récente
(jaune) visible latéralement jusqu'à l'EPGF. Les blocs basculés du coté du banc de la Navasse semblent plus
anciens. Du coté de la ride de la Navasse des glissement gravitaires de faible amplitude marquent une pente vers
le sud jusqu'au réflecteur orange.
L'ensemble du bassin est récemment inversé et repris en transpression, comme en témoigne le bombement
et l'ensemble des failles dans le ½ graben central.
B - Zone Nord Gonâve
L'anticlinal de la Gonâve est caractérisé par une très grande longueur d'onde, ce qui laisse supposer un
enracinement profond de la structure. Néanmoins, on peut distinguer plusieurs types de plis de longueur d'onde
différente à vergence Sud (Bassin de Gonâve sud) ou à vergence sud-ouest ou nord-est (bassin de Gonâve Nord).
Ces derniers sont développés sur des niveaux de décollement moins profonds ( localisés vers 4 std de
profondeur). Les trains de plis NW-SE, observés en offshore sont en continuité de la chaîne des Matheux et des
Montagnes noires. A terre, comme dans la partie nord et est du Golfe la vergence sud des anciens
chevauchements (en gris) est dominante.
Dans la parte offshore centre-ouest (figure 41) la vergence Nord des chevauchements prédomine.
Localement, des zones de transfert sont soulignées par des variations de rejet verticales brutales et localisées, et
parfois marquent par des variations de faciès très abruptes. Ces relais décrochants sont orientés E-W.
La zone orientale du bassin est fortement alimentée par les sédiments véhiculés par les fleuves Artibonite,
petite Artibonite.., et forme un prisme deltaïque relativement peu déformé.
C - Zone de la faille nord, septentrionale partie haïtienne
La partie haitienne de la Faille septentrionale, entre Haiti-et Cuba se présente comme un large bassin E-W
limité au Nord par des failles en relai. Le prolongement vers l'est est marqué par de puissants verrous
compressifs, par exemple dans le tronçon de l'Ile de la Tortue.
Du sud au Nord, sur le profil H12-144a, la faille récente découpe les unités N de la chaîne transhaitienne, dans
lesquelles la fin de la dernière phase de raccourcissement est bien marquée par une discordance majeure (en
rouge sur le profil). D'anciens chevauchements (en gris) montrent une vergence dominante vers le Nord . ceux-ci
participent à la construction du prisme haïtien contre la marge N. américaine porteuse de la plate-forme des
Bahamas.
Les failles récentes (en noir) présentent des rejets verticaux importants du coté des Bahamas, et dans la zone
de la faille septentrionale.
D - Prisme Nord haïtien et jonction avec les Bahamas
Le "prisme N. haïtien, s'est développé sur la portion de plaque coincée entre la marge N. américaine et la
plaque Caraïbes et a enregistré plusieurs phases de raccourcissement plus ou moins obliques depuis le
paléogène. Le profil du prisme est très irrégulier et présente localement des pentes très raides, en déséquilibre
gravitaire. Le bassin flexural développé au Nord du prisme présente également des caractéristiques variables, en
largeur, épaisseur et déformation. Il est probable que l'incorporation de reliefs (chevauchements profonds plus ou
moins récents, rides, ou morceaux de plate-forme) dans le prisme soit responsable des variations latérales
morphologiques visibles dans la bathymétrie.
Quoiqu'il en soit, le blocage de la déformation contre certains panneaux de plate-forme des Bahamas, a
empêché une migration facile vers l'est de la marge N. haïtienne, et provoqué la segmentation très marquée de la
faille septentrionale et des structures du prisme vers l'Est. Le front est par endroits redécoupé par un faisceau de
failles en relai marquant probablement une composante décrochante, qui modifie les structures frontales (sur le

Valorisation des campagnes à la mer
Navires Ifremer - IRD - IPEV
H12-126)
Malgré l'exagération verticale les failles découpant la plate-forme des Bahamas au nord présentent des rejets
importants allant jusqu'à 1,5 std de rejet vertical.
S. Leroy-N. Ellouz-Zimmermann