Présentation BRGM Mayotte · >6 1. Le BRGM > Le BRGM Mayotte Implanté depuis 13 ans à Kawéni...

Présentation BRGM MayotteConnaissances Géologiques risques naturel et

ressource en eau souterraine

Formation Guide Pays 23 novembre 2018

> 2> 2

Sommaire

1. Le Bureau de Recherches Géologiques et

Minières

2. La Géologie de Mayotte

3. Les Ressources en Eau de Mayotte

4. Les Risques Naturels à Mayotte

+ focus Essaim sismique


> 3

1. Le Bureau de

Recherches

Géologiques et

Minières

> 4

1. Le BRGM

> Le BRGM est l'établissement public de référence dans les

applications des sciences de la Terre pour gérer les

ressources et les risques du sol et du sous sol (Service

géologique français)

> 2 objectifs :• Comprendre les phénomènes géologiques et les risques associés, développer des

méthodologies et des techniques nouvelles, produire et diffuser des données de qualité

• Développer les outils nécessaires à la gestion du sol, du sous-sol et des ressources, à la

prévention des risques naturels et des pollutions.

> 5 Missions :• Recherche scientifique

• Appui aux politiques publiques

• Coopération internationale

• Sécurité minière

• Formation


> 6

1. Le BRGM

> Le BRGM Mayotte• Implanté depuis 13 ans à Kawéni

• 1 directeur / 1 secrétaire

• 3 ingénieurs : 2 hydrogéologues et 1 géologue risque

• Acteur du développement et de l’aménagement du territoire à travers des projets portants

sur :

– La connaissance géologique : carte géologique, guide …

– Les risques naturels : aléa mouvement de terrain, sismique. Expertises …

– L’eau : prospection eau souterraine, protection des captages …

– Les matériaux : recherche de gisements, schéma des carrières …

– Le littoral : courantologie, Atlas des plages …

– L’énergie : Géothermie

• Nos principaux partenaires : Préfecture (SGAR, SIDPC), Conseil général, DEAL, DAAF,

ARS, SIEAM, SMIAM, SIM, Parc Naturel Marin, Secteur privé,…


INFRASTRUCTURES GEOLOGIQUES LITTORAL

ENERGIE

DIFFUSION DE L’INFORMATION ENVIRONNEMENTALE

EAU

RISQUES NATURELS

>Carte géologique : cartographie géologique et campagne de géophysique héliportée (GéoMayotte)

>Patrimoine : Réalisation d’un livret guide « Les curiosités géologiques de Mayotte » accompagné

d’aménagements sur le terrain

>Étude morphodynamique du littoral de Mayotte

>Atlas des plages

>Courantologie, vulnérabilité du littoral

>Cartographie Recul du trait de Cote (RTC)

>Cartographie de la submersion marine ( CYCLOREF)

>Géothermie : Étude du potentiel géothermique de Mayotte

>Etude de préfaisabilité d’une Station de Transfert d’Energie par Turbinage

DECHETS, POLLUTION

> Inventaire des sites de stockage de déchets inertes

>Assistance à maîtrise d’ouvrage

> Formations, modélisation

> Tierces expertises

>BD du Sous-Sol (BSS)

>BD des Mouvements de terrain (BD-MVT)

>BD IHR

>Portail interopérable (Infoterre.brgm.fr)

MATERIAUX

>Schéma départemental des carrières

>Valorisation des minéraux argileux

>Recherche de gisements pour granulats

Pompage de longue durée forage de Kwalé 1

0

2

4

6

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0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000

Temps (mn)

s (

m)

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20

30

40

50

60

70

Q (m

3/h

)

Débit moyen (moyenne antérieure sur 5j)

Rabattements

>Synthèses hydrogéologiques

>Convention SIEAM/BRGM (connaissance, exploration AEP et agricole, protection et suivi de la

ressource)

>Réseau de surveillance de la qualité des eaux continentales de Mayotte (DCE)

>Mise en place d’un réseau DCE piézométrique

>Étude hydrogéologique des aires d’alimentation de captages

>Atlas des aléas naturels, PPR multi-aléas

>Études retour d’expérience post évènement

>Caractérisation Aléas liquéfaction, expertise

>PGRI, SDPRN

Présentation du BRGM Mayotte – Version 2017

> 7

2. La Géologie de

Mayotte


> 8

2. La géologie de Mayotte : Histoire géologique

> Formation de l’océan indien : -180 Ma

• Eclatement du mégacontinent Gondwana

> Détachement de Madagascar de l’Afrique : -60 Ma

• Fragilisation de la croute terrestre


>

9

Le cadre géodynamique des Comores

Déplacement et rotation de

Madagascar vers le Sud par

jeu des failles transformantes

(ride de Davie) = Création du

canal du mozambique



>

1

0 Chronologie du volcanisme dans l’archipel

Mayotte

Mohéli

Anjouan

Grande

Comore-10 ka -130 ka

-3,9 Ma-360 ka

-480 ka -5 Ma

-7,7 Ma (10 à 15 ?)-1,49 Ma

Mayotte est l’île la plus vieille de l’archipel

Volcanisme souvent contemporain entre les îles

-7 ka ?

Altitude totale : 4 500 m Diamètre : 110 km

Superficie totale : 10 500 km² Superficie émergée : 4 %

Volume : 25 000 km³ Masse : 62 000 Gt

20 km20 km20 km20 km20 km20 km20 km20 km20 km

Campagne Bathymay de

reconnaissance des reliefs

sous-marins

(Marion Dufresne 2004)

La partie visible de l’Iceberg

2. La géologie de Mayot t e : Hist oire

géologique

> 10


> -7Ma émergence de 2 Volcans =>3 Ma de volcanisme en

continue

• Mise en place de grandes coulées et de dômes : Bénara, Saziley,

choungui

• Un 3ème volcan apparaît au nord à Mtsamboro

> Affaissement de l’île de -4 Ma à -2 Ma

• Erosion des volcans primitifs de Grande Terre

• Affaissement du volcan de Mtsamboro

> 11


> Activité volcanique explosive et apparition du lagon : - 500 000

ans

• Mise en place des cratères de Kaweni et Petite Terre (Dziani, Moya)

• Mayotte continue de s’affaisser lentement tandis que les coraux à la recherche

d’oxygène et de lumière forme la barrière récifale (100m en 1Ma)

• Dernière trace d’activité volcanique il y a 4 000 ans !


>

1

4 2. La géologie de Mayotte : Conclusion

> Histoire géologique de Mayotte et des Comores en

général dominée par un volcanisme de type point

« point chaud » atypique. Marqué par le

déplacement de la lithosphère océanique

(distension NW-SE) et de l’activité du panache

mantellique. Actuellement : hypothèses

controversées, mécanismes de point chaud ou

réactivation magmatiques d’anciennes fractures

lithosphériques- nature des plaques ?

> Histoire géologique rythmée à grande échelle par

les évènements volcaniques mais aussi à plus petite

échelle par les variations eustatiques (niveau marin)

et climatiques.

> Processus géologiques actuels dominés par la

subsidence, l’érosion des reliefs et la construction

du récif carbonaté.


> 12

2. La géologie de Mayotte : La carte géologique

> GéoMayotte : Première cartographie du sous sol en outre mer

par géophysique aéroportée • Mesure de la résistivité des roches roche à partir d’un hélicoptère

• 3 000 km de ligne de vol

• 110 000 sondages

Modèle 3D de la géologie de Mayot t e

jusqu’à 200m de profondeur !


> 13

2. La géologie de Mayotte : La carte géologique

> GéoMayotte : Mise à jour de la

carte géologique en 2013 • Echelle 1/25 000

• Croisement de la géophysique et des

levés de terrain

• Une carte des formations superficielles

utile à l’aménagement, la gestion des

risques …

>

1

7 2. La géologie de Mayotte Quand le volcanisme s’arrête, l’altération prend le dessus

Sol organique

Saprolite 2 (isaltérite fines)

Saprolite 1 (isaltérites – horizon feuilleté)

Horizon fissuré / niveau à boules


>

1

8 2. La géologie de Mayotte Quand le volcanisme s’arrête, l’altération prend le dessus

Orgues

basat iques

Alt érat ion en boule


Les padzas

Phénomène nat urel amplif ié par

les prat iques ant hropiques

L’érosion des sols : un vraie

problémat ique à Mayot t e


Dyke


Neck = aiguille de lave visqueuse


Cône de scorie = alt ernance coulées et project ions

pyroclast iques

cendre=> blocsType st rombolien


Le Dziani Dzaha = Maar –

roche riche en silice => gaz

emprisonné libérés violement

=> Erupt ion explosive =>

ef fondrement


> 14

2. La géologie de Mayotte : Le patrimoine

géologique

> Guide des curiosités géologiques• Histoire géologique de l’île

• Roches et minéraux de l’île

• 23 sites géologiques remarquables

• Lexique et vocabulaire Shimaoré

> Inventaire du patrimoine géologique • 60 sites remarquables

• Quelques sites d’intérêt national voir international


> 15

3. La ressource en

eau


> 16

3. Les ressources en eau : Le contexte socio-économique

> Département le plus densément peuplé de France avec 682 ha/km²

> Population x 3 depuis 1987

> Peu d’industrie consommatrice d’eau

> Agriculture extensive peu consommatrice d’eau

L’ Alimentation en eau potable est la principale pression sur la ressource

en eau de Mayotte

> Consommation = 105 l/j/ha (2014)

> 8 millions de m3 produit par an (2015)

> Consommation moyenne : 26000 m3/j

> Evolution croissante des consommation

+8,4 en 2015, 9,7% en 2016

> Eau potable produite à partir :

• 77% Eaux superficielles (2 retenues et

13 captages)

• 20 % Eaux souterraines (21 forages)

• 2 à 3% désalinisation (1 usine Petite

Terre)

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1

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>

2

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> 2

3. Les ressources en eau : Le contexte socio-économique

> Augmentation

importante des

besoins en eau

> Ressources

davantage sollicitées

(surtout les eaux

souterraines)

> Eaux de rivière

exploitées au

maximum

2

78

9

1718

21

0

5

10

15

20

25

1990-1991 1999-2000 2006-2007 2008 2009-2010 2016-2017 2018

FO

RA

GE

D'E

AU

PO

TA

BL

E E

N

EX

PL

OIT

AT

ION

Mise en fonctionnement fin

2017 de 3 nouveaux ouvrages

+ étude sur 3 anciens forages

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15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035

m3

/jAnalyse prospective des besoins


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0

1

8

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>

2

9

> 2

3. Les ressources en eau : Apports en eau

> Climat de type tropical

humide avec alternance

d’une saison sèche et

d’une humide

> Pluviométrie forte

(supérieure à 2000mm/an

au dessus de Combani)

Précipitations moyennes

annuelles de 1350 à 1500

mm.

> Inégale. Il pleut davantage

au nord et en altitude

qu’au sud et en bord de

plage

Pluie efficace entre 300 et 500 mm/an soit entre 90 et 150

million de m3

= eau disponible pour les rivières et les nappes

Et donc la product ion d’eau potable !

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3

0 3. Les ressources en eau : Apports en eau - Cycle de l’eau

Cheminement des eaux météoritiques

> Système de coulées basaltiques emboitées & dômes

phonolithes

> Altération

détruit les

reliefs

> Importance

du cycle de

l’eau


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>

3

1 3. Les ressources en eau : Apports en eau - Cycle de l’eau

> Saison des pluies = activité hydrologique importante = période infiltration et alimentation des nappes

> Saison sèche = étiage = soutien des rivières par les sources (eau souterraine)

L’eau des nappes

alimente les

rivières en saison

sèche

Bilan hydrique

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>

3

2

RU 100 mm 200 mm

Peff

moyenne431 mm/an

331 mm/an

% de

ruissellemen

t

60% 70% 80% 60% 70% 80%

Quantité

d’eau

participant

au

ruissellemen

t

261 mm

49 Mm3/an

301 mm

57 Mm3/an

345 mm

65 Mm3/an

201 mm

37 Mm3/an

231 mm

44 Mm3/an

265 mm

50 Mm3/an

Quantité

d’eau

participant à

la recharge

170 mm

32 Mm3/an

130 mm

24 Mm3/an

86 mm

16 Mm3/an

130 mm

25 Mm3/an

100 mm

19 Mm3/an

66 mm

12,5 Mm3/an

Exemple : Estimation des parts

d’eau infiltrées et ruisselées dans le

secteur Centre-Sud de l’île de

Mayotte.

Pour une Pmoy de 1350 mm

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>

3

3

> 2

3. Les ressources en eau : Types d’approvisionnement

> Les prises d’eau en

rivière

> Les retenues

> Les forages

> L’usine de dessalement

de Pamandzi

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4

> 2

3. Les ressources en eau : Types d’approvisionnement

> Les prises d’eau en

rivière

> Les forages

> L’usine de dessalement

de Pamandzi

Forage AEP

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>

3

5

> 2

3. Les ressources en eau : EAUX de SURFACE

> Bassins versants

plus importants

au nord.

> Pas beaucoup de

cours d’eau

pérennes au Sud

et pas en Petite

terre

> Retenues

collinaires au

nord et au centre

Combani 1,5Mm3 dzoumogné : 2Mm3

> 18

3. Les ressources en eau : EAUX de SURFACE

> Mayotte compte une 40aine de rivière pérennes

> Le suivi des débits des principaux cours d’eau est assuré par la DEAL

> Caractère saisonnier très marqué :• Etiage de septembre à novembre : faibles débits de quelques l/s. cours d’eau à sec dans le sud

• Régime torrentiel en saison des pluies. Temps de réponse entre 3 et 6h de l’amont à l’exutoire

Conséquences sur la product ion

d’eau pot able :

En saison des pluies :

Eaux t urbides problèmes de qualit é.

Trait ement dif f icile et coût eux.

En saison sèche :

Consommat ion > capacit é de product ion.

Nécessit é d’exploit er une aut re ressource

( ret enue collinaire + forages)

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3

7

> 2

3. Les ressources en eau

> 5 usines de potabilisation

(Mamoudzou, Bouyouni,

Miréréni, M’tsangamouji

et Ourovéni)

> Usine de Petite terre

> Pas d’usine dans le Sud,

travaux interconnexions

récents

>

3

8 3 Ressource en eau souterraine- EAUX SOUTERRAINES

> Mayotte est une île volcanique à la géologie très complexe • Succession d’épisodes volcaniques plus ou moins longs

• Mille feuilles de roches « dures » et altérées (argiles)

> Les cibles hydrogéologiques sont des roches fracturées dans

lesquelles l’eau circule en profondeur

> Les méthodes d’auscultation géophysiques permettent d’identifier

le degré d’altération des roches en profondeur

> Méthode moins coûteuse que le forage car non destructive

> Améliore les probabilités de réussite des forages

Ne certifie pas la présence d’eau ! Nécessité

de confirmer par forage


> 19

3. Les ressources en eau : EAUX SOUTERRAINES

Etudes Hydrogéologiques menées

> Etudes et caractérisation des ressources en eau souterraine pour l’amélioration de

la compréhension du fonctionnement hydrogéologique relativement récentes :

travaux menés entre 2000 et 2012

> L’observation de la répartition spatiale des sources et du niveau d’eau dans les

forages et les puits met en évidence la présence d’eau souterraine depuis le

niveau de la mer jusqu’à 300m d’altitude

> Quels types de roches sont susceptibles de contenir l’eau qui s’est infiltrée depuis

la surface ?

• Les roches poreuses : les argiles d’altération et les formations volcano-sédimentaires

• Les roches fracturées : les laves !

> 3 types d’aquifère à rechercher sur Mayotte

0 300020001000 4000

0

100

-100

-200

Colluvions

Altérites

Laves massives récentes aquifères

Bouclier ancien imperméable

Recharge et circulation

d’eau souterraine supposée

Sable de plages

et dépôts coralliens

0 300020001000 4000

200

400

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5000

Colluvions


Laves altérées anciennes imperméable

Sources


d’eau souterraine

supposée

m N

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Nappes d’altitudes sur substratum imperméable

Sable de plages et dépôts

coralliens

m N

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5000

Système aquifère d’une paléovallée enterrée

0 300020001000 4000

200

400

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-200

Dépôts volcano-sédimentaires aquifères


Bouclier ancien imperméable

Sources


d’eau souterraine

supposéeCirculation d’eau

souterraine possible mais

non démontrée

Sable de plages et dépôts

coralliens

m N

GM

Système aquifère des dépôts volcano-sédimentaires et des nappes d’altitudes peu épaisses

Intrusion salines au sein des dépôts

volcano-sédimentaires

>

4

2 3. Les ressources en eau : Les outils de prospection géophysique

> La tomographie électrique est une méthode géophysique qui

permet d’obtenir la distribution de la résistivité des roches en

profondeur,

> Le principe de base de la prospection électrique est d’injecter dans

le sol un courant électrique d’intensité I entre deux électrodes A et

B et de mesurer la différence de potentiel ΔV induite entre une autre

paire d’électrodes M et N

> A partir de la valeur du courant injecté I, de la mesure de la

différence de potentiel ΔV et de l’écartement entre les différentes

électrodes, on peut déterminer la résistivité électrique apparente du

sous-sol

> La profondeur d’investigation est fonction de l’écartement des

électrode injectant le courant. Elle dépend aussi de la nature des

terrains rencontrés.

Exemple de résultats > Zone 1 et 2 : PASSI KÉLI

>

1

1

Cibles :

Le résistant R1-R1’ par un forage d’au moins 150m de

profondeur

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4

4

> 2

3. Les ressources en eau : Les outils de prospection par forage

> Historique prospection forage

> Première campagne de forage de reconnaissance en 1990-1991 (18 ouvrages),

depuis 5 campagnes de recherche et d’exploitation des eaux souterraines ont été

menées :

> 1ère campagne (1999-2000) : réalisation de 14 ouvrages dont 9 ont été équipés en

forages d’exploitation ;

> 2ème campagne (2001-2003) : réalisation de 10 ouvrages dont 7 ont été équipés en

forages d’exploitation;

> 3ème campagne (2004) :réalisation de 3 ouvrages dont 2 ont été équipés en forages

d’exploitation;

> 4ème campagne (2005-2006) : réalisation de 4 ouvrages, aucun ne s’étant révélé

productif ;

> 5ème campagne (2011-2013), a vu la réalisation de 8 forages dont 6 ont été équipés

en forages d’exploitation.

> le SIEAM et le BRGM ont signé une convention relative à l’appui scientifique et

technique pour la réalisation d’une 6ème campagne de 10 forages. En

complément, une convention a également été signée entre le SIEAM et le BRGM

pour préciser l’implantation de ces 10 ouvrages

> L’implantation a été faite par le biais de méthodes de géophysique électrique.

> => 6ème campagne de forage en 2018-2019.

3. Les ressources en eau : Réalisation de forages

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4

5

Profondeur moyenne des forages : 120 m

Variabilités techniques en fonction des horizons

géologiques et/ou aléas rencontrés

Durée des travaux pour un forage : 1 à 1,5 mois

> 25

4. Les Risques Naturels


> 26

4. Les risques naturels : Qu’est-ce qu’un risque ?

> Risque = Aléa x Enjeu

• Aléa : phénomène naturel

• Enjeu : biens et personnes

potentiellement exposées


> 27

4. Les risques naturels : Les phénomènes naturels

> Mayotte exposée à 6 des 8 aléas

majeurs

• Mouvements de terrain

• Inondations

• Séismes

• Tsunamis

• Feux de forêts

• Cyclone


> 28

4. Les risques naturels : Mouvements de terrain

> Phénomènes distingués

• Chutes de blocs / éboulements /

effondrements

• Glissements de terrain

• Coulées

• Erosion de berge

> Causes

• Défrichements non maitrisés

• Mauvaise maitrise des eaux de

ruissellement

• Terrassements anthropiques

> 29

4. Les risques naturels : Mouvements de terrain

> Cartographie d’aléas

• Portée réglementaire régi les

constructions

• Aléa fort = inconstructible

• Aléa moyen = constructible avec

prescriptions (étude de sol,

ancrage des fondations …)


> 30

4. Les risques naturels : Inondations

> 3 types :

• Débordement de cours d’eau

• Ruissellement urbain

• Submersion marine d’origine

cyclonique

> Causes :

• Réseau hydrographique dense et

encaissé + relief accidenté

concentration rapide des eaux de

ruissellement

• Imperméabilisation des sols liée aux

aménagements

• Sous-dimensionnement et mauvais

entretien des ouvrages hydrauliques

> Cartographie d’aléas

• Portée réglementaire

régi les constructions

> 31

4. Les risques naturels : Séismes

> Sismicité de la zone liée à la

déformation distensive de

l’Afrique de l’Est

> Mayotte en zone de sismicité 3

(modérée)

• Depuis le décret n° 2010-1255 du

22/10/2010

• Règles de constructions normalisées

applicable aux bâtiments recevant du

public

• 2 sismographes (Kawéni et

Glorieuses)

> 32

4. Les risques naturels : Cyclones

> Phénomène destructeur à l’origine de plusieurs phénomènes :

• Vents violents à l’origine de dégâts sur les habitations légères

• Précipitations à l’origine de la saturation des sols entrainant des coulées de boue

et glissements de terrain ainsi que des inondations

• Houles extrêmes combinées à une augmentation du niveau marin

> Forte démographie

• Augmentation des enjeux

• Pression foncière importante

> Culture du risque peu développée

• Besoin d’éducation de la population

> Risque cyclonique prépondérant

• Dernier épisode important : Kamisy (1984), un

phénomène identique dans le contexte actuel

causerait selon les estimations environ 7 000

victimes.


> 33

Merci …

Journées DAT

13 Novembre 2018

Essaim sismique de Mayotte 10 mai 2018 au…

?

>

5

6 Activité sismique de la ride de Davies

Tectonique en extension du canal du Mozambique NW-SE

Stations sismiquesdisponibles à moins de 1400 km

GE_SBV

II_ABPO

GE_VOI

GE_KIBK

KA_CAB

KA_MOIN

KA_SBC

KA_DEMB

RA_YTMZ

AM_RAE55

ED_MCHI

En début de crise (réseau

accéléro BRGM):

YTMZ à 50 km

(réseaux internationaux)

ABPO à 650 km

VOI à 1000 km

KIBK à 1300 km

Complément stations du

Karthala le 30 mai;

des stations MCHI et RAE55

vers 27 Juin

BRGM seul opérat eur local disposant

de données sismologiques sur place

Séismes du 10 mai au 30 Octobre

Du 10 mai au 30 Oct obre

0h

Ont ét é dénombrés• 1107 seismes de

magnit ude supérieure

ou égale à 3 .5

• 367 de magnit ude

supérieure ou égale à

4 .0

• 104 de magnit ude


4 .5

• 25 de magnitude


5.0

Max 5.9 le 15 mai 2018

18h48

Evolution temporelle Séisme max de la crise

15 mai 2018 Mwgcmt = 5.9

D. Bert il, A. Roullé, A.

Lemoine, E.

Maisonhaut e, A.

Colombain

Evolution temporelle à partir des temps S-P sur

YTMZ

(Données indépendantes des incertitudes de localisation et des calages

GPS)

> Du 10 au 15 mai: 5.0-5.5 sec

> Du 15 mai au 9 Juin: 5.6 à 6.3 sec

> Du 10 au 26 Juin: > à 6.5 sec

> Après 26 Juin: entre 5.5 et 6.0

> Apparition en Aout de S-P < 4.5 sec

D. Bert il, A. Roullé, A.

Lemoine, E. Maisonhaut e,

A. Colombain

Mécanismes au foyer (Mai-Juin 2018) Hypothèse

origine volcanique

> 6 mécanismes au

foyer (GCMT,

GFZ), tous en

décrochement

> Aucun

mécanisme pour

la période Juillet -

Octobre

De nouvelles

données (GPS)

laissent penser à

une origine

volcanique des

signaux observés

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