Unit´es structurales

Bokkoya

Les unit´es de Bokkoya comportent principalement des ´ecailles de la dorsale calcaire avec quelques klippes des unit´es s´ebtides et ghomarides. Le massif est d´ecoup´e en plusieurs micro-blocs plus ou moins bascul´es (Azzouz et al., 1995). Du point de vue lithologique, les mat´eriaux dominants sont des carbonates massifs et rigides.

Tisir`ene

La nappe de Tisir`ene est form´ee essentiellement par des s´eries de flysch gr´eseux. Elle se trouve chevauch´e par le massif de Bokkoya par l’interm´ediaire d’une couche marno-calcaire constituant la “semelle” du glissement de nappes (Piqu´e, 1994). Les terrains Tisir`enes se trouvent `a leur tour charri´es sur les unit´es du Rif externe (Ketama).

Ketama et Temsamane

Ce sont des terrains m´etamorphiques constitu´es de s´eries de flysch quartzitiques avec des calcaires et des marnes. La nappe de Ketama, qui repr´esente l’Intra-Rif, est s´epar´ee par la faille de Nekor de la nappe de Temsamane qui constitue le M´eso-Rif. Vers le Nord la nappe de Ketama est en contact avec le massif volcanique de Ras Tarf. Le bassin de Boudinar se trouve encadr´e par ces trois formations par l’interm´ediaire des accidents tectoniques dont la faille de Nekor qui le s´epare de Temsamane (Piqu´e, 1994).

Bassin de Nekor

C’est un bassin triangulaire en graben entre les diff´erentes unit´es structurales consti- tuant la plaine alluviale sur la baie d’Al Hoceima. Il est d´elimit´e par deux failles actives au Quaternaire : Imzouren (NNW-SSE) `a l’Est et Trougout (N-S) `a l’Ouest (Medina, 1995; Calvert et al., 1997).

2.2. Sismicit´e 39

2.1.2

Syst`eme de fracturation

Les diff´erentes unit´es de la r´egion d’Al Hoceima constituent un complexe structural tr`es fractur´e (fig. 2.2), dont les familles de failles sont souvent orthogonales NNW-SSE `a WNW-ESE et N-S `a NE-SW. A part les failles de chevauchement entre les unit´es, la plupart des failles pr´esentent un pendage subvertical et sont d´ecrochantes. Les grandes failles qui traversent les unit´es et qui ont pr´esent´e une activit´e au Quaternaire sont g´e- n´eralement normales avec une composante d´ecrochante souvent difficile `a observer. Ces failles principales sont : Trougout (N-S), Imzouren (NNW-SSE), Hammam (NNW-SSE), Rouadi, (NNE-SSW) et Bousekour (NNE-SSW). Les deux accidents majeurs, Jebha et Nekor sont inactifs `a partir du Quaternaire (e.g., (Calvert et al., 1997)).

2.2

Sismicit´e

La r´egion d’Al Hoceima peut ˆetre pr´esent´ee comme la partie du Maroc actuellement la plus sismog`ene. Par cons´equent, elle est parmi les zones actives les plus ´etudi´ees le long de la fronti`ere de plaques diffuse Afrique–Eurasie dans la M´editerran´ee occidentale. Le contrˆole tectonique de l’activit´e sismique dans cet endroit est encore probl´ematique.

2.2.1

Sismicit´e historique

Des indications historiques sur la r´egion d’Al Hoceima en particulier permettent de consid´erer que l’activit´e sismique dans cette zone existait bien dans le pass´e. En effet, plusieurs tremblements de terre ont pu ˆetre consid´er´es dans l’histoire de la r´egion grˆace `a l’ampleur des d´esastres qu’ils provoqu`erent. Ce n’est qu’`a partir du 16eme<sub>si`ecle que les ´ev´e-</sub> nements majeurs au Maroc ont ´et´e document´es. Tir´es d’une compilation des s´eismes his- toriques des r´egions magr´ebines, avec les d´egˆats humains et mat´eriels (El Mrabet, 2005), on peut noter particuli`erement les crises sismiques qui ont affect´e la zone d’Al Hoceima (il ne s’agit pas ici de localisation des ´epicentres) en 1522, 1624, 1791 et 1800-1802.

Il est important de noter que la pal´eosismologie qui permet de remonter dans le temps au-del`a des catalogues de sismologie historique est souvent confondue avec la n´eotecto- nique dans la r´egion. Elle fait un lien entre la n´eotectonique et la sismicit´e historique. Ce lien reste jusqu’`a maintenant `a ´etablir dans cette r´egion pour mieux comprendre l’histoire sismique de certaines failles dites actives au Quaternaire r´ecent. Loin de la zone d’Al Ho- ceima, sur les rides pr´erifaines (r´egion de Mekn`es-F`es), Moratti et al. (2003) examinent les d´eformations tectoniques du s´eisme de Mekn`es 1755 qui s’est produit quelques jours apr`es le s´eisme de Lisbonne du 1 Novembre 1755. D’apr`es ces auteurs, il s’agirait d’une activation des failles inverses E-W des rides pr´erifaines indiquant un raccourcissement de ces derni`eres sous l’effet d’une compression N-S. L’article int´egr´e dans ce chapitre a pour

4˚24'W 4˚12'W 4˚00'W 3˚48'W 3˚36'W 3˚24'W 34˚48'N 35˚00'N 35˚12'N 35˚24'N 0 10 20 km Mw>=4 3=<Mw<4 Mw<3

Fig. 2.3 – Carte de sismicit´e instrumentale de la r´egion d’Al Hoceima de 1964 `a 2004 (ISC, 2005).

but d’´elucider quelques effets sismotectoniques du terrain dans la r´egion d’Al Hoceima.

2.2.2

Sismicit´e instrumentale

Contrairement `a la sismicit´e historique, la sismicit´e instrumentale a ´et´e largement analys´ee dans plusieurs travaux grˆace `a l’activit´e particuli`ere de la zone d’Al Hoceima par rapport aux autres r´egions du Maroc. Les ´etudes s’´etalent entre la micro et la ma- crosismicit´e (e.g., Hatzfeld et al. (1993); Medina (1995); El Alami et al. (2004); Hahou (2005)).

Durant toute la p´eriode instrumentale, on compte seulement deux ´ev´enements majeurs et destructeurs, s´epar´es par une p´eriode de temps de 10 ans, l’un en 1994 et l’autre en 2004.

2.3. S´eisme du 24 F´evrier 2004 41 1994 et 2004, respectivement. Les deux s´eismes sont tr`es similaires en terme de m´ecanisme au foyer (fig. 2.4).

Les cartes de sismicit´e instrumentale du Maroc (CNRST, 2005) ou de la r´egion ib´ero- maghr´ebine (IGN, 2005; IAG, 2005), ou bien mˆeme de la M´editerran´ee (EMSC, 2007), publi´ees jusqu’aujourd’hui, montrent une forte concentration de la sismicit´e dans la zone d’Al Hoceima (fig. 2.3). Compte tenu de ces catalogues et des donn´ees des r´eseaux tem- poraires (e.g., Hatzfeld et al. (1993); Dorbath et al. (2005)), la r´egion est caract´eris´ee par

une activit´e microsismique importante avec des magnitudes qui ne d´epassent gu`ere Mw=4

(fig. 2.3). La magnitude et la fr´equence des ´ev´enements augmentent pendant plusieurs mois apr`es le d´eclenchement d’un s´eisme violent (exemples de 1994 et 2004), constituant la s´equence de ce dernier (choc principal - r´epliques). Les ´ev´enements pr´ecurseurs restent difficilement voir impossiblement identifiables. Quant `a la r´epartition spatiale des ´ev´ene- ments, elle est souvent mal contrainte vue le manque d’un r´eseau dense autour de la zone. La sismicit´e se concentre g´en´eralement entre 2 et 20 km de profondeur. Il s’agit alors d’une sismicit´e peu profonde, caract´erisant la r´egion d’Al Hoceima. En surface, la zone sismog`ene s’´etend de la mer d’Alboran vers 30 km au Sud de la ville d’Al Hoceima selon un alignement grosso modo NNE-SSW (fig. 2.3).

2.3

S´eisme du 24 F´evrier 2004

Comme on a vu plus haut,on ne peut pas parler de la sismicit´e contemporaine de la r´egion sans citer le s´eisme du 24 F´evrier 2004. Cela est justifi´e par l’ampleur des dommages qu’il a provoqu´e. Un bilan de 629 morts, 966 bless´es et 2539 constructions d´etruites ou endommag´ees faisant plus de 15600 sans abri. Ce bilan aurait ´et´e amplifi´e par des effets particuliers du milieu physique (effets de site) et socio-´economique (vuln´erabilit´e des constructions, conscience).

2.3.1

Caract´eristiques g´eophysiques

La nuit du 24 F´evrier 2004 `a 02h 27 (GMT), le choc principal secoua la r´egion d’Al

Hoceima. L’acc´el´eration du sol a atteint un pic de 2.3 m/s2 _{`a cˆot´e de la digue du barrage}

Abdelkarim El Khattabi (CNRST, 2005). La magnitude a ´et´e ´evalu´ee de Mw= 6.3 `a 6.5

selon les centres sismologiques. Les localisations de l’´epicentre ainsi que de l’hypocentre `a partir des ondes sismiques ont ´et´e tr`es diff´erentes (fig. 2.4).

Les m´ecanismes au foyer montrent tous un glissement en d´ecrochement sur des plans nodaux subverticaux orient´es NNE-SSW et WNW-ESE. Les r´epliques de magnitudes su-

p´erieures `a Mw=4 confirment en majorit´e le style d´ecrochant de la zone de rupture (fig.

2.5). La r´epartition spatiale de ces r´epliques montre un alignement ´etonnant selon les deux directions orthogonales co¨ıncidant plus ou moins avec celles d´efinies par les plans nodaux

35530' 35600' 35630' 3500' 3530' 3600'

Al Hoceima

Harvard

2004

USGS

2004

IGN_MAD

2004

1994

MEDITERANEAN

Fig. 2.4 – S´equence sismique du tremblement de terre d’Al Hoceima 2004 : diff´erentes localisations du choc principal et les r´epliques (points rouges). Les triangles indiquent les stations du r´eseau dense temporaire entrepris par Dorbath et al. (2005), IPGS. L’ellipse d´elimite grossi`erement la zone ´epicentrale fortement endommag´ee.

2.3. S´eisme du 24 F´evrier 2004 43

Fig. 2.5 – M´ecanismes au foyer du choc principal et des r´epliques du tremblement de terre d’Al Hoceima 2004 d’apr`es les diff´erents centres sismologiques ( in Jabour et al. (2004)).

des m´ecanismes au foyer (fig. 2.4). Aucune rupture tectonique de surface n’a ´et´e reconnue comme la principale source du s´eisme. Il s’agissait d’une rupture aveugle.

La sismicit´e de la r´egion, domin´ee par un r´egime d´ecrochant senestre, ne s’aligne sur aucune des failles cartographiables sur la surface, souvent avec des jeux r´ecents normaux (voir Syst`eme de fracturation plus haut). Il s’agit peut ˆetre d’une faille ou zone de faille actuelle de direction g´en´erale NNE-SSW et n’affectant pas la surface. La faille ou la zone de faille de direction NNE-SSW au NE-SW sugg´er´ee par Dillon et al. (1980), Olivier (1982) et Calvert et al. (1997) pourrait bien ˆetre la source de la sismicit´e dans cette zone.

Les travaux de mod´elisation de la source avec les ondes sismiques (Stich et al., 2005),

InSAR ( ¸Cakir et al., 2006), et InSAR combin´ee avec la sismologie (Biggs et al., 2006)

seront discut´es dans le chapitre 6 qui correspond `a une ´etude du s´eisme d’Al Hoceima du 24 F´evrier 2004 avec la combinaison des donn´ees de l’interf´erom´etrie radar (InSAR), GPS, imagerie SPOT5, r´epliques et fissurations (Tahayt et al., 2008a). Ci-apr`es, je pr´esente seulement les travaux de terrain de reconnaissance g´eologique effectu´es dans la r´egion d’Al Hoceima.

2.3.2

Observations de terrain

Les dommages observ´es dans la zone ´epicentrale du tremblement de terre du 24 F´evrier 2004 sont surtout des endommagements des constructions et des ruptures de surface. Ils n’indiquent en aucun cas la rupture principale du s´eisme. Les travaux de reconnaissance des fissures cosismiques et des indicateurs n´eotectoniques dans la r´egion d’Al Hoceima ont ´et´e r´ealis´es en deux p´eriodes : l’une en Avril 2004 et l’autre en Novembre 2006.

La relation entre une rupture sismique enfouie et ses dommages en surface (zone ´epi-

centrale) est tr`es difficile `a ´etablir dans la mesure o`u les fissures cosismiques d´ependent `a

la fois des param`etres de la surface et de profondeur. Les param`etres de la surface peuvent d´evier la direction g´en´erale des ruptures superficielles par rapport `a la direction de la rup- ture principale. Les principaux facteurs de surfaces sont li´es principalement `a la rh´eologie, la topographie et la circulation des eaux dans les formations lithologiques. En profondeur, la g´eom´etrie, la profondeur de la faille et la r´epartition du glissement sur son plan sont des facteurs d´eterministiques de la propagation des glissements pr`es de la surface.

Dommages cosismiques

Les d´egˆats dans les constructions et certains mouvements gravitaires (chute de blocs) sont li´es essentiellement `a la propagation et l’amplification des ondes secondaires. Un grand nombre des d´egˆats dans les constructions du point de vue architectural a ´et´e re- port´e par Murphy Corrella (2006). C’est dans le milieu rural, qu’il ya eu le plus grand nombre de pertes humaines. Les ´edifices qui ´etaient construits essentiellement par des

2.3. S´eisme du 24 F´evrier 2004 45

Fig. 2.6 – Principaux types de dommages des constructions en milieu rural dans la r´egion d’Al Hoceima affect´ee par le s´eisme du 24 F´evrier 2004.

Fig. 2.7 – Principaux types de dommages des constructions en milieu urbain dans la r´egion d’Al Hoceima affect´ee par le s´eisme du 24 F´evrier 2004, d’apr`es Murphy Corrella (2006).

2.3. S´eisme du 24 F´evrier 2004 47 412' W 400' W 348' W 3500' N 3512' N Al Hoceima

Bokkoya massif

Tiziren Unit

Ketama Unit

Ajdir Imzouren Beni Abdellah Tafensa A t Hicham

A t Kamra Sidi Youssef

Iderdouchen

Fig. 2.8 – Carte des ruptures de surface (traits rouges) dans la r´egion d’Al Hoceima suite au s´eisme du 24 F´evrier 2004, d’apr`es Ait Brahim et al. (2004).

m´ethodes traditionnelles (sans plan ni b´eton arm´e) ont ´et´e s´ev`erement endommag´es (fig. 2.7). En milieu urbain, les dommages sont essentiellement dus au non respect des normes g´eotechniques de constructions dans la zone, sans parler bien sur des normes parasismiques qui viennent d’ˆetre ´etablies juste apr`es le s´eisme.

Ruptures de surface cosismiques

La cartographie des fissurations li´ees au s´eisme du 24 F´evrier 2004 a ´et´e r´ealis´ee an- t´erieurement par Ait Brahim et al. (2004) `a partir des lev´es de terrain. Les fissures se r´e-

partissent depuis la baie d’Al Hoceima sur une superficie de 25x8 km2 _{allong´ees selon une}

lin´eaires ou sigmo¨ıdaux de ces fissures a ´et´e report´ee. Cela a permis `a Ait Brahim et al. (2004) de supposer un jeu senestre du plan de la faille en profondeur.

Du point de vue climatologique, la r´egion d’Al Hoceima est caract´eris´ee par une alter- nance de saisons s`eches (entre Juin et Septembre) et des saisons humides (entre Octobre et Avril). Les pluies ont souvent un caract`ere torrentiel. La co¨ıncidence des secousses li´ees au s´eisme d’Al Hoceima 2004 avec une p´eriode pluviom´etrique intense aurait influenc´e occasionnellement sur la g´eom´etrie des fissures cosismiques sur la partie superficielle des formations. Les observations de terrain r´ealis´ees dans le cadre de ce travail, ont permis de caract´eriser les diff´erents types de ruptures de surface secondaires li´ees au s´eisme du 24 F´evrier 2004.

Les fentes de tension (Mode I) : ouvertes entre 2 `a 10 cm. Ces fentes de tension peuvent ˆetre observ´ees partout dans la zone endommag´ee, dans les vall´ees, les plaines, les pentes et sur les sommets de collines, et parfois traversant les constructions (fig. 2.9A et B). Elles repr´esentent la majorit´e des fissures cartographi´ees.

Les escarpement : souvent li´es `a des niches d’arrachement des glissements de terrain. Un escarpement (fig. 2.9C) atteignant 25 cm de d´eplacement vertical a ´et´e observ´e dans la r´egion d’Iderdouchen au sud de la ville d’Al Hoceima et il s’´etend sur une centaine de m`etres. Il s’agit probablement d’une partie d’un gigantesque glissement de terrain.

Les mouvements de masse : dus aux instabilit´es gravitaires locales. Dans certains endroits ces mouvements de masses sont sous forme de chute de blocs (´eboulement) dont la taille est tr`es variable. Les blocs montr´es dans la figure 2.9D sont d’un diam`etre de 1 m `a 1.5 m et ils ont effectu´e une chute libre depuis une dalle calcaire (Bokkoya) juste au dessus, sous l’effet de la secousse. La formation calcaire dans cet endroit est tr`es fractur´ee, mais aucun d´eplacement tectonique n’a ´et´e observ´e. Les glissements de terrain sur les talus se localisent surtout dans les unit´es de Tisir`ene et Ketama.

Glissement banc sur banc

La rupture de surface cosismique qui parait avoir un caract`ere tectonique a ´et´e observ´ee dans le village de Ait Hicham (fig. 2.8) et 2.10). Le site est form´e de bancs gr´eseux durs de la nappe de Tisir`ene, de direction N48 `a N56 avec un pendage de 68˚`a 86˚vers le SE. Le pendage devient plus faible dans le SW du site (fig. 2.11A et B). La surface est affect´ee par une rupture rectiligne de direction N44E (fig. 2.11C et D). Le caract`ere comp´etent des bancs de gr`es permet peut ˆetre d’´ecarter toute possibilit´e de glissement gravitaire en masse suivant la pente. La rupture de surface observ´ee peut ˆetre un glissement banc sur banc (flexural-slip) li´e au jeu cosismique d’une faille en profondeur ayant plus ou moins la mˆeme direction (NNE-SSW `a NE-SW). Le d´eplacement vertical de rupture de surface a ´et´e estim´e `a peu pr`es entre 20 et 40 cm. Ce qui est en accord avec les m´ecanismes au foyer du s´eisme sugg´erant une composante verticale minime pour le d´eplacement cosismique.

2.3. S´eisme du 24 F´evrier 2004 49

A B

C1 C2

C3 C4

D

Fig. 2.9 – Principaux types de ruptures de surface secondaires dans la r´egion d’Al Hoceima suite au s´eisme du 24 F´evrier 2004. A, fente de tension dans une roche m`ere `a Sidi Youssef ; B, fente de tension dans une formation tendre `a Sidi Youssef ; C, petit escarpement d’une centaine de m`etres de long `a Iderdouchen (C1, vers le Nord ; C2, vers le Sud ; C3,4 rejet vertical), le rejet vertical est de 25 cm ; D, Ecroulement de bloc pr`es d’Ajdir (Club Med). Voir les localit´es dans la figure 2.8.

Fig. 2.10 – Localisation de la rupture de surface (glissement banc sur banc) `a Ait Hicham. au dessus d’une faille aveugle (Ishiyama et al., 2004). Il permet de consommer une partie du glissement vertical de la faille en profondeur. Dans le cas d’Al Hoceima, c’est probable- ment une ´evidence de l’existence d’une faille en profondeur dont la direction est indiqu´ee par la rupture de surface interpr´et´ee comme une structure de glissement banc sur banc.

Dans le document Apport des mesures de la géodésie spatiale dans l'étude des déformations tectoniques actuelles dans la Méditerranée occidentale (Page 67-79)