Apport de la télédétection dans la mise en évidence de la faille active de

Chaouat (région de grand Tunis : Tunisie septentrionale)

AZIZI. Ramzi, KADRI. Ali, CHIHI Lassaad

Département des sciences de la terre, Faculté des sciences de Bizerte ,7021 Jarzouna-Bizerte, Tunisie e-mail : razizi61@yahoo.fr

Résumé : Grâce à l’analyse d’une photo satellite, un alignement situé à l’Est

de Jbel Chaouat de direction N-S attire l’attention. Ce dernier est déduit à partir de la forme de ce relief. L’hypothèse de l’existence d’une faille N-S à

l’Est du Jbel Chaouat est vérifiée par la suite par une étude structurale et une analyse sismique. L’étude structurale montre que Les séries argilo-gréseuses

du Messinien-Pliocène du Jbel Chaouat dessinent un anticlinal kilométrique d’axe N32, 5NE. L’extrémité orientale de ce pli ne montre pas d’une terminaison périclinale ce ci est expliqué par la préexistence de la faille N-S de Chaouat par

apport au plissement villafranchien. De nouvelles données récoltées sur le terrain aux environs du village de Chaouat montrent que des indices de

paléosismicité (seismites) et de sismicité récente (fissurations verticales et volcans de boue) du séisme de 01-12-1970 s’alignent le long de cette faille. L’analyse de la photo satellite de Jbel Chaouat a contribué fortement à la mise

en évidence de cette faille active N-S inconnue au paravent et matérialisée sur le terrain par un alignement morpho-structural.

Mots clés : photo satellite, Jbel Chaouat, faille N-S, analyse structurale, analyse sismique.

1 .Introduction D’une manière générale les accidents tectoniques dans les matériaux

géologiques compétents (tel que les calcaires) s’expriment à la surface par des miroirs de failles qui enregistrent leurs mouvements et leurs cinématiques. Par

ailleurs dans les matériaux ou les la cohésion entre les grains constitutifs est faible (tels que les argiles et les sables), le géologue pense à une autre approche telle que la géomorphologie. Cette approche déduite essentiellement

des photos satellites et aériennes peut être la repense à la surface d’un accident tectonique profond.

Dans la région du grand Tunis et en particulier en Tunisie septentrionale en général l’activité tectonique et sismique des failles de direction N-S est un peu inconnu par apport aux directions NE-SW, NW-SE et E-W qui caractérisent

toutes les structures tectoniques au Nord Tunisien (Hfaїedh, 1983 ; Ben Ayed, 1986 ; Gueddiche, 1992 ; Gueddiche et al., 1992 ;Chihi et al.,2000 ; Kacem,

2004 ; Dlala et al., 2007) . La région de Chaouat se situe au NW de la ville de Tunis, elle est connue par une activité sismique relativement importante tel que le séisme de 1970

d’intensité égal à 6. Ce dernier a engendré des ruptures de surfaces près de la ville de Chaouat.

2. Cadre structural et géologique La région du Chaouat se situe à la convergence de deux domaines

structuraux à savoir la zone des diapirs au Nord et celle de l’Atlas Tunisien au Sud (Fig. 1 A). Cette position particulière donne à ce secteur une évolution structurale un peu complexe dans la quelle s’interférent les mouvements

ascensionnels du Trias et l’activité tectonique. D’un point de vue structurale, la

région de Chaouat-grand Tunis était l’objet de plusieurs études (Ben Ayed et al., 1983 ; Kacem, 2004 ; Dlala et al., 2007).

Fig. 1. A. Cadre géographique et structural du secteur d’étude ; B.

Carte géologique du secteur Chaouat-grand Tunis; extrait de la carte géologique 1/500000 de la Tunisie

Le Jbel Chaouat est formé par une série détritique d’âge Pliocène (Fig.1B). Cette série est formée par des argiles sableuses beiges et noirâtres alternant avec des niveaux sableux et gréseux. Les bancs gréseux sont assez grossiers de 0,5 a 0,20m d’épaisseur, montrant une stratification oblique et entrecroisée. Ce faciès épais d’environ 100m à renferme l’association faunistique suivante (Pini et al ,1971) : Ammonia becarii (linné) ; Prosononion subgraosus (egger) ; Elphidium crispum (linné) et Nonion sp et des restes d’algues. D’après cette association faunistique, le Pliocène de Jbel Chaouat est de type laguno-marin.

3. Evolution géodynamique au cours du Pliocène En Tunisie les dépôts d’âge Pliocène sont limités à la base par l’inconformité

du Miocène terminal (due au plissement atlasique) et au sommet par

B

A

Jbel Chaouat

l’inconformité du Quaternaire ancien (due au plissement post Villafranchien). Au

cours du Pliocène les dépôts montrent une énorme épaisseur représentée par des argiles, des sables et des grès. L’évolution géodynamique du Pliocène est

caractérisée par une distension de direction NNE-SSW au Pliocène inferieur et une compression de direction NNW-SSE à N-S au Pliocène supérieur (Ben Ayed, 1986 ; Melki et al., 2010). Cette activité tectonique a engendré des

événements sismiques fossilisés sous formes de seismites (Chihi, 1995 ; Chihi et al., 2000) en Tunisie nord orientale (Cap Bon et Sahel).

4. Analyse de la photo satellite de Jbel Chaouat a. La photo brute La photo satellite du Jbel Chaouat (Fig.2) montre qu’il sagit d’un relief qui ne dépasse pas 75m d’altitude situé au centre d’une plaine fluviatile traversée par

l’oued Medjerda. Cette photo montre que la coté Est de ce relief dessine un alignement

morphologique rectiligne ce qui a attiré notre attention et nous a poussé à réaliser des opérations de filtrage pour mettre en relief cet alignement.

Fig. 2 : Position de Jbel Chaouat sur une photo satellite géoréférencée du

secteur Mannouba-Jédeida (Ouest du Tunis)

b. Les opérations de filtrage de la photo satellite Le filtrage est une technique courante, généralement utilisée pour améliorer

la qualité visuelle d’une image afin d’optimiser l’extraction des éléments à caractéristiques similaires selon une fréquence spatiale bien définie (Eberly, 1996) : elle permet d’éliminer les bruits contenus dans l’image (le bruit défini

Image brute (vrais couleurs)

2KM

comme étant toute information inuti le présente dans l’image et qui masque les

données convoitées). Le filtrage directionnel est une opération qui permet de rehausser les

linéaments non favorisés par la source d’éclairement (Drury, 1986). Le filtre appliqué sur la photo satellite du Jbel Chaouat est d’abord un filtre directionnel E-W c'est-à-dire d’éliminer toutes les linéaments E-W non désirés et met en

relief que la direction N-S. Ce filtre montre bien qu’il s’agit d’un alignement N-S bordant le relief de Jbel Chaouat du coté Est (Fig. 3). Ensuite cette photo est

filtré par un filtre morphologique (dilate) dont le but est d’augmenter le contraste entre les zones à morphologies (relief) différentes ce qui montre aussi ce linéament N-S (Fig. 3).

Fig. 3 : Opération de filtrage de l’image satellite de Jbel Chaouat

La direction des linéaments à partir des images satellites est influencée par

plusieurs facteurs d’ordre anthropiques (routes, lignes électriques,…) structurales (failles, discordances,…) morphologiques (vallées, dunes,…) ou hydriques (Oueds, Sebkhas,…). Pour trancher entre ces facteurs une étude

structurale et sismique a été réalisée.

5. Mise en évidence de la faille de direction N-S de Chaouat La région de Chaouat se situe au NW de la ville de Tunis, il s’agit d’une plaine fluviatile d’âge mio-plio-quaternaire caractérisée par un affleurement du

Pliocène formant le Jbel Chaouat (Fig. 1B). la Tunisie Nord orientale est caractérisée par des accidents de direction E-W de grand ampleur (Ben Ayed

et al., 1983) ainsi que d’autres de direction N-S (Dlala et al., 2007). Jbel Chaouat est limité à l’Est par une faille méridienne qui coupe la plaine fluviatile d’El Mabtouha, le bassin molassique de Kechabta jusqu’au Menzel

Jmil à Bizerte (Fig 4).

2KM 2KM

Vue l’absence de sections sismiques qui traversent la plaine de Chaouat et des

forages profonds on est amené à utiliser d’autres approches géologiques pour mettre l’accent sur l’existence de la faille N-S de Chaouat et son activité.

Fig. 4 : Esquisse structurale simplifiée du Nord-est Tunisien (d’après Ben Aye et al., 1983 et Dlala et al., 2007) ;1 : Trias ; 2 : axe anticlinal; 3 : axe synclinal ; 4 : Chevauchement ; 5 : Décrochement dextre ; 6 : Décrochement sénestre ; 7 : graben a. Analyse structurale L’étude structurale de Jbel Chaouat montre que ce dernier correspond à un

pli anticlinal de direction N32 avec un axe plongeant 05o vers le NE. Ce pli ne montre pas de fermeture périclinale du coté NE au contact immédiat de la faille bordière de direction N-S (Fig. 5A).

Cet accident de direction méridienne correspond au prolongement d’une faille sismique de direction N-S qui se prolonge de la région de Bizerte au Nord

jusqu’au la plaine de Jédeida au Sud (Fig 4). L’anticlinal de Chaouat ne montre pas une fermeture périclinale du côté NE et se heurte brutalement à la faille N-S de Chaouat ; ce ci témoigne de l’antériorité

de l’effondrement de la plaine Chaouat-Jédeida par rapport au plissement post Villafranchien.

Ce dernier plissement a accentué le plissement atlasique antérieur et a

réactivé les accidents préexistants (Castany, 1956 ; Jauzein ,1967 ; Ben Ayed, 1986 ; Chihi, 1984 et 1995 ; Dlala, 1995). Au cours cette phase de plissement la

direction de la compression est NNW-SSE à N-S (Ben Ayed, 1986). La photo satellite de Jbel Chaouat montre clairement un linéament N-S qui délimite ce relief du coté Est. Les séries d’âge pliocène se heurtent brutalement

contre la plaine de Chaouat (Fig. 5B).

Fig. 5: A : Schéma structural de la région de Chaouat ; B : Photo satellite montrant le Jbel Chaouat Le pli de Jbel Chaouat est formé au Quaternaire ancien suite à la phase du

plissement post villafranchien. Lors de cette phase, la direction de compression est NNW-SSE à N-S (Ben Ayed et al, 1990 ; Chihi, 1984 et 1995 ; Dlala, 1995 ;

Ben Ayed et al., 1996 ; Kacem, 2004 ; Zouaghi et al., 2010).

b. Analyse sismique et paléosismique La région de Chaouat-Mannouba était le siège de plusieurs séismes tels que

le séisme de Mannouba 29-04-2003(Baccara, 2003), le séisme de Sidi Thabet 28-11-1976 et 20-01-1996, le séisme de Tunis 07-07-1978(Hfaїedh et al., 1985

; Dlala et al., 2007). Parmi les séismes les plus importants qui affectent la région de Chaouat- grand Tunis on cite le séisme du 01-12-1970, d’intensité égale à 6 qui a été ressenti

aux gouvernorats de Bizerte, Béja, Ariana, Tunis et Ben Arous et il a été l’objet de plusieurs travaux (Hfaїedh et al 1985 ; Ben Ayed, 1986 ; Gueddiche ,1992).

Ce séisme a engendré des fissurations verticales alignées NNE-SSW et des destructions dans l’infrastructure et les bâtiments. Dans la série d’âge pliocène de Jbel Chaouat on assiste à la présence

d’une structure synsédimentaire qui perturbe la stratification qu’on appelle « seismite » (Fig. 6 A). La seismite est une structure

sédimentaire ayant subi une déformation par expulsion instantanée d'eau suite à un choc sismique en formant un « volcan de boue » (Fig.6. B).

Fig. 6 : Seismite d’âge pliocène à Jbel Chaouat ; A : photo brute de

la seismite ; B : Représentation schématique détaillée de la

seismite

Les nouvelles données récoltées sur le terrain aux environs du village de Chaouat montrent que les indices de la paléosismicité (seismites) et les indices de la sismicité récente (fissurations verticales et volcans de boue) du séisme de 01-12-1970 s’alignent suivant la faille de direction N-S de Chaouat (Fig. 7).

Fig. 7 : Les indices de la sismicité récente et de la paléosismicité liées à de la faille de direction N-S de Chaouat L’analyse structurale, sismique et paléosismique permettent de mettre en évidence l’existence de la faille N-S de Chaouat. Cet accident a joué d’abord en faille normale puisqu’ il assure l’effondrement de la plaine fluviatile d’âge mio-quaternaire de Chaouat (kacem, 2004). Ensuite lors de la compression du Quaternaire ancien, cet accident a joué en décrochement sénestre. La mise en évidence de la faille de Chaouat de direction N-S permet d’associer la paléosismicité (seismites) dans cette région à cette direction à l’activité de cette faille. 6. Discussion et conclusion L’hypothèse de l’existence d’une faille N-S à l’Est de Jbel Chaouat a été mis en évidence grâce à une photo satellite ce qui confirme que dans plusieurs cas la télédétection peut exprimer l’activité en profondeur d’un accident tectonique à la surface par un linéament

d’où son rôle dans les études structuraux qui précédent les mesures de terrain. La faille N-S de Chaouat montre une activité permanente comme l’attestent les indices paléosismiques et sismiques (seismites) ainsi que les indices de déformations récentes (Dlala et al., 2007). La découverte de seismites dans le secteur Chaouat-grand Tunis (Tunisie Nord orientale) témoigne de l’activité paléosismique dans cette région et permet de mettre l’accent sur la relation entre la tectonique active récente (déformation néotectonique) et l’activité sismique. Cette activité sismique apparait en relation directe avec l’héritage tectonique de la région et la tectonique méditerranéenne notamment la convergence Afrique-Eurasie. La présence des indices de paléosismicité (seismite) dans la Tunisie Nord orientale constitue d’une part un nouvel indice complémentaire de l’activité paléosismique et d’autre part un argument de l’activité tectonique liée à la direction N-S. Les événements paléosismiques de La Tunisie Nord orientale d’âge pliocène sont fossilisés dans les sédiments fluviatils gorgés d’eau et non consolidés. Les seismites qui affectent la partie du Pliocène formé par une alternance argilo-sableuse, sont en relation avec la direction N-S des failles préexistantes. Ces accidents N-S sont des failles préexistantes qui assurent une activité paléosismique et sismique jusqu’à nos jours cette activité sismique est la traduction en surface de la réactivation des failles en profondeur. La découverte d’une faille active de direction N-S et des seismites associées dans la région de Chaouat dans les dépôts d’âge pliocène a confirmé l’activité paléosismique cités dans les travaux de Chihi et al., 2000 . Références bibliographiques Baccara, K., 2000. Etude tectonique et séismotectonique : les

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