Structures sismiques dans la craie
Le passage d’une onde mécanique, quelle que soit son origine (séisme, tsunami, impact) entraîne des perturbations dont la nature dépend de l’amplitude de l’onde et du comportement intrinsèque de la roche. L’existence d’une pente peut démultiplier les effets et produire des transformations spécifiques (éboulements, slumps, mass-flows, turbidites). Dans le Pays-de-Caux, de tels cas n’apparaissent que sur les monticules sédimentaires et n’offrent qu’une extension hectométrique. Ils sont traités sous le chapitre slumping. Nous ne détaillons ici que des structures acquises en l’absence d’une pente évidente.
Environnements de déformations sismiques
Sous des conditions normales et monotones, la compaction et la diagénèse contribuent à augmenter la résistance au cisaillement du sédiment. Avec la profondeur d’enfouissement, les qualités mécaniques s’améliorent. Cette assertion est contredite par la formation des hardgrounds et des silex, mais elle globalement valable pour l’ensemble de la craie.
Actions physiques
Effets sismiques sur le sédiment craie et silex
Le comportement du sédiment crayeux dépend de sa rhéologie et de son enfouissement. Schématiquement et idéalement, 4 niveaux de comportement s’étagent dans les craies de surface :
1 ) Vers le bas, les déformations cassantes prédominent (fractures conjuguées et fractures listriques, passant à un réseau de fractures anastomosées sub-horizontales). C’est la zone de déformation fragile.
2) Au-dessus, les couches dures sont étirées ou comprimées. Il s’agit des silex essentiellement qui prennent des formes très irrégulières en se tordant et en se fractionnant. C’est la zone de déformation ductile.
3) Au-dessus encore, la craie faiblement compactée et riche en eau réagit de manière thixotropique. La pression intersticielle surpasse la charge lithostatique et les liaisons des grains. Les silex se mettent à flotter dans la craie liquéfiée et se disjoignent. La phase aqueuse plus légère est expulsée vers le haut en suivant des cheminées verticales. C’est la zone de liquéfaction.
4) La craie fluidisée au contact de l’eau relâche sa fraction fine. Le calme revenant, celle-ci se décante et produit un mince film. C’est la zone de décantation.
Structures résultantes
A chacun des niveaux, des structures particulières apparaissent. Celles-ci ne présentent pas la diversité rencontrée dans les les alternances détritiques car la craie est un sédiment visuellement homogène. En fait, la plupart des structures de séismites concernent les silex contenus dans la craie. Les silex, témoins de séismes, peuvent être rangés dans 2 catégories :
- les silex anté-sismiques qui ont été modifiés au cours du séisme;
- les silex post-sismiques qui ont précipité dans des structures créées par le séisme.
La classification suivante des structures, selon le niveau, est réductrice et chaque cas de séismite (ou prétendue) est loin d’en présenter toute la variété.