Sciences · Terre et climat
Les failles géologiques
Une faille est une fracture de la croûte terrestre le long de laquelle deux blocs de roche se sont déplacés l’un par rapport à l’autre. Leur mouvement brutal est à l’origine de la plupart des séismes.
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Les failles sont les cicatrices des forces qui déforment la croûte. On en trouve de toutes tailles, de quelques centimètres dans un affleurement à plus de 1 000 km de long, comme la faille de San Andreas. Chaque fois qu’une faille joue d’un coup, elle libère de l’énergie sous forme d’ondes : c’est un séisme.
Faille ou diaclase ?
Une simple fracture sans déplacement s’appelle une diaclase. Les diaclases découpent souvent les roches en blocs réguliers, par exemple dans les granites.
Les trois grands types de failles
Le type de faille dépend des contraintes qui s’exercent sur les roches.
| Type | Contrainte | Mouvement | Effet sur la croûte | Contexte typique |
|---|---|---|---|---|
| Faille normale | Extension (étirement) | Le bloc supérieur descend le long du plan | Allongement, effondrement | Rifts, dorsales |
| Faille inverse | Compression | Le bloc supérieur remonte le long du plan | Raccourcissement, épaississement | Chaînes de montagnes, subduction |
| Décrochement | Cisaillement horizontal | Les blocs coulissent horizontalement | Pas de changement d’altitude notable | Failles transformantes |
Quelques précisions de vocabulaire :
- un chevauchement est une faille inverse à plan peu incliné, qui permet à des couches de roches de glisser sur des dizaines de kilomètres ; il en existe de nombreux dans les Alpes ;
- un décrochement est dextre si, vu depuis un bloc, l’autre se déplace vers la droite, et senestre s’il se déplace vers la gauche ;
- beaucoup de failles réelles combinent plusieurs mouvements : on parle de failles obliques.
Horsts, grabens et rifts
Lorsque plusieurs failles normales parallèles découpent la croûte, des blocs s’effondrent et d’autres restent en relief :
- un graben (ou fossé d’effondrement) est un bloc abaissé entre deux failles : c’est le cas du fossé rhénan, entre les Vosges et la Forêt-Noire, et de la Limagne, en Auvergne ;
- un horst est un bloc resté haut entre deux failles ;
- un rift est un ensemble de grabens à grande échelle, comme le rift est-africain, qui pourrait un jour séparer l’Afrique de l’Est du reste du continent.
Comment une faille provoque-t-elle un séisme ?
Les deux blocs sont collés par le frottement. Pendant des années ou des siècles, les contraintes tectoniques déforment élastiquement les roches autour de la faille, sans mouvement. Quand la contrainte dépasse la résistance, la faille rompt d’un coup : les blocs glissent de quelques centimètres à plusieurs mètres en quelques secondes. C’est la théorie du rebond élastique, formulée par Harry Fielding Reid après le séisme de San Francisco de 1906.
Plus la surface rompue est grande, plus le séisme est fort : une rupture de quelques kilomètres donne un séisme modéré, une rupture de plusieurs centaines de kilomètres un séisme de magnitude 8 ou 9 (voir échelle de Richter).
Certaines failles glissent au contraire en continu et lentement, sans séisme majeur : on parle de glissement asismique (ou creep). Une section centrale de San Andreas se comporte ainsi.
Quelques failles célèbres
| Faille | Pays | Type | Fait marquant |
|---|---|---|---|
| San Andreas | États-Unis (Californie) | Décrochement dextre | Plus de 1 200 km ; séisme de San Francisco en 1906 |
| Nord-anatolienne | Turquie | Décrochement dextre | Séisme d’İzmit en 1999 |
| Est-anatolienne | Turquie, Syrie | Décrochement senestre | Séismes du 6 février 2023 |
| Alpine | Nouvelle-Zélande | Décrochement chevauchant | Soulève les Alpes du Sud |
| Chevauchement himalayen principal | Inde, Népal | Chevauchement | Séisme de Gorkha (Népal) en 2015 |
Les failles transformantes des dorsales océaniques sont aussi des décrochements ; San Andreas est l’une des rares à traverser un continent.
Les failles en France
La France métropolitaine connaît une sismicité modérée, liée notamment à la poussée de l’Afrique vers l’Europe. Parmi les failles étudiées :
- les failles de Provence (Moyenne-Durance, Trévaresse), associées au séisme de Lambesc du 11 juin 1909, le plus meurtrier du XXe siècle en métropole ;
- les failles des Pyrénées et des Alpes, régions les plus sismiques ;
- les failles bordières du fossé rhénan, liées au séisme de Bâle de 1356.
Le séisme du Teil, en Ardèche, le 11 novembre 2019, a surpris par une rupture en surface, rare en France, sur une faille ancienne réactivée.
Questions fréquentes
Une faille peut-elle s’ouvrir et engloutir des gens ?
Non. C’est un cliché de cinéma : les blocs glissent l’un contre l’autre, ils ne s’écartent pas en une crevasse béante. Des fissures superficielles peuvent apparaître dans les sols meubles, mais elles ne forment pas de gouffre.
Qu’est-ce qu’une faille active ?
Une faille qui a joué récemment à l’échelle géologique (en général au cours des derniers dizaines à centaines de milliers d’années) et peut encore produire des séismes. Son identification sert à la prévention du risque sismique.
Comment repère-t-on une faille sur le terrain ?
Par le décalage des couches de roches de part et d’autre d’un plan, par des surfaces polies et striées (miroirs de faille), par des escarpements dans le paysage ou par des alignements de sources et de vallées.