Modelling the seismic activity in the French Alps during the Holocene

L’activité sismique alpine (Alpes françaises) est modérée, avec un taux de séismes faible et des magnitudes maximales actuellement de l’ordre de 5, et dominée (en nombre de séismes) par des essaims localisés. Cette activité accommode une déformation d’origine (1) tectonique (mouvements relatifs entre la plaque Adriatique et l’Europe) et (2) de rééquilibrage isostatique (érosion et disparition de masses glaciaires). Ces processus, actifs à des échelles de temps très différentes, se superposent, et sont difficiles à séparer à partir des données géodésiques récentes. Puisque le taux de déformation total instantané contrôle l’activité sismique, il faudrait savoir si la sismicité actuelle est significative de l’activité tectonique long terme ou si elle est encore fortement perturbée par le rééquilibrage isostatique. De même, on peut se demander si les événements sismiques post-glaciaires mis en évidence par les observations géologiques reflètent la même dynamique que celle qui se produit actuellement, et donc dans quelle mesure ils doivent être pris en compte pour évaluer l’aléa sismique actuel.

L’objectif de ce stage sera de construire des modèles d’évolution de la sismicité selon des scénarios d’évolution de la déformation au cours de l’Holocène, incluant donc un cycle glaciaire. L’étudiant(e) devra estimer les déformations et les contraintes s’exerçant dans la partie sismogénique de la croute continentale, en réponse aux variations de volume de la calotte glaciaire alpine au cours de la dernière glaciation (modèle IGM, Léger et al., 2025). Les contraintes d’origine tectoniques pourront être estimées en s’appuyant sur les déplacements mis en évidence par des stations géodésiques situées suffisamment loin de part et d’autre de la chaîne alpine. L’estimation des déformations d’origine tectonique et de celles liées aux changements climatiques permettra alors d’estimer comment le moment sismique libéré a pu évoluer depuis le début du recul des glaciers alpins jusqu’à la période actuelle.

A partir de ces estimations des forçages tectoniques et isostatiques, un modèle de sismicité sera proposé, basé sur des lois empiriques, et contraint par le moment sismique que les failles doivent libérer (Donniol et al., 2025). La distribution des magnitudes prédite par ce modèle sera plus particulièrement analysée, afin de mieux comprendre comment les deux apports (tectonique / isostatique) contribuent à l’occurrence de séismes de grande taille. La sensibilité de cette distribution des grandes magnitudes aux paramètres mal contraints du modèle (en particulier l’exposant p de la loi d’Omori-Utsu) sera étudiée.

Donniol et al. (2025), Assessing the Adequacy of Earthquake Catalog Sampling for Long-TermSeismicity in Low-to-Moderate Seismic Regions : A Geodetic Perspective, Seismol. Res. Lett., DOI10.1785/0220240232.

Léger et al. (2025), A data-consistent model of the last glaciation in the Alps achieved with physics-driven AI, Nature comm., doi.org/10.1038/s41467-025-56168-3