Résumé
Le séisme du Teil, dans la vallée du Rhône, en Ardèche, s’est produit le 11 novembre 2019 sur une faille non cartographiée comme active, la faille de la Rouvière, un segment du système nord de la faille des Cévennes. Sa rupture de surface sur plus de 4 km fut un phénomène remarquable en France métropolitaine, surtout quand on considère la magnitude très modérée de ce séisme (Mw = 4,9). Pour comprendre le fonctionnement du NCFS, des études géomorphologiques et paléosismologiques ont été entreprises.Cette thèse présente des résultats acquis sur une partie du système de failles. Ils concernent tout d’abord une étude géomorphologique du bassin de l’Escoutay, un affluent du Rhône qui traverse l’ensemble du NCFS. Une cartographie précise des nappes et terrasses alluviales a été possible grâce au Modèle Numérique de Terrain à résolution spatiale 1 m de l’IGN. Il a mis en évidence une série de hautes-terrasses à plus de +40 à 60 m au-dessus du lit actuel. Ces terrasses ont pu être datées, pour la première fois en France, par 3He sur les minéraux inclus dans les galets de basalte (hérités du volcanisme néogène des Coirons). Les incertitudes sur les âges sont importantes, en particulier en raison d’un héritage local complexe : on obtient un âge minimum de 70 ka. Finalement, en incluant d’autres données de terrasses de différents niveaux cartographiés par d’autres auteurs, on propose que la zone étudiée se soulève relativement au Rhône à un taux de ~0,3 mm/a. Même si une partie de la déformation paraît se produire sur la LRF responsable du séisme du Teil en 2019, celle-ci pourrait se répartir sur les autres segments, comme celui actif de Marsanne.Une deuxième partie de la thèse est consacrée plus spécifiquement à la paléosismologie du segment le plus méridional de la NCFS, la faille de Saint-Montan, et d’un des segments liés à la LRF, plus au nord, la faille de Bayne Rocherenard. L’analyse morphotectonique de l’escarpement suggère que la SMF a subi un déplacement senestre au cours du Quaternaire, d’environ 10 mètres, ce qui semble confirmé par certaines tranchées creusées dans des dépôts du Würm récent (moins de 20 ka). Parmi les huit tranchées sur quatre sites de la SMF, aucune ne montre une activité holocène univoque. En revanche, une majorité montre des déformations plus anciennes, allant du Mio-Pliocène au Würm. Quelques déformations d’origine gravitaire sont identifiées sur le versant parfois raide, développé le long de l’escarpement, une ancienne faille normale exhumée. Toutefois, l’essentiel des déformations est compatible avec des événements tectoniques transpressifs, en cohérence avec les autres résultats obtenus à l’échelle du NCFS. Localement, on reconnaît deux événements individuels avec des déplacements de ~20 cm qui ont pu être datés du Würm récent malgré les difficultés rencontrées pour dater les dépôts colluviaux périglaciaires. Sur la base de ces observations, on estime que le taux de glissement de la SMF est de ~0,02 mm/a : cette valeur est possiblement une estimation minimale, car elle provient d’observations sur une structure secondaire de la SMF et qu’elle n’intègre pas la faible composante horizontale. La BRRF a été tranchée en deux sites qui n’ont pas permis d’identifier des déformations cosismiques de manière univoque, même si une réouverture quaternaire est plausible.Les résultats comportent une part d’incertitudes qu’il conviendra d’essayer de lever, en particulier concernant la datation et la quantification des déplacements des objets étudiés. Toutefois, l’approche pluridisciplinaire, mêlant géomorphologie et paléosismologie, a fourni les bases d’une connaissance et d’une quantification de la tectonique active du NCFS, complétant les travaux menés en parallèle par C. Thomasset. Ces résultats vont permettre d’améliorer la caractérisation de l’aléa sismique de cette zone sensible en termes d’enjeux sociétaux, et devraient alimenter les futurs modèles visant à comprendre la géodynamique récente.