Déformation active intraplaque : étude pluridisciplinaire terre-mer du risque sismique en Vendée, à partir du séisme du Marais Breton de 1799 (M6)

The Vendée department is classified as a level 3 seismic risk zone because of a moderate background seismic activity and a strong historical seismicity dominated by the 1799 January 25th (M6) major event in the MaraisBreton. This earthquake caused local massive damages in Bouin and around Nantes, and its perception area stretched widely in the West of France. Coastal Vendée is located on the French Atlantic coast, south of the SouthArmorican Shear Zone. This area is made of numerous NW-SE trending hercynian inherited structures, reactivated during Mesozoic and Cenozoic times and delimiting holocene coastal marschlands. The main goal of this thesis is to characterize the geometry of potential plio-quaternary active faults in the area by focusing on the Machecoul fault, bounding the Marais Breton and the Baie de Bourgneuf sedimentary basins and potential candidate for the 1799 earthquake. We used a multidisciplinary onshore-offshore approach, including seismology (temporary network), marine geophysics (Chirp and Sparker seismic reflexion, high resolution bathymetry), morphotectonic, gravity, onshore drilling database and historical seismicity.Our results allowed us to analyze and characterize (1) the Machecoul normal faults system structure and geometry in depth, (2) the plio-quaternary depocenters location in Marais Breton and Baie de Bourgneuf in relation with the Machecoul fault system, reaching locally around twenty meters thick, (3) the hydrographic network perturbation and recent incision of the Machecoul fault footwall, probably pliocene aged relief, (4) the microseismic activity of the Machecoul fault. Our data suggest that the plioquaternary sedimentation of the marine and terrestrial basins located in the south of the fault could be controlled by this inherited fault, probably dated from Eocene age.This work confirms the importance of multi-disciplinary approach in the study of faults in low deformation context and provides a body of evidence allowing to connect the Machecoul fault to the rupture of the 1799 Vendée earthquake (M6), historic and reference event in the western part of France given its scale and so its consequences in the more and more densely populated coastal area.Le département de la Vendée est classé en zone de risque sismique niveau 3, en raison d’une activité sismique continue et d’une sismicité historique de forte intensité avec l’évènement majeur du 25 janvier 1799 (M6) dans le Marais Breton. Ce séisme a provoqué des dégâts massifs localement à Bouin et dans la région nantaise, et a été largement ressenti dans l’Ouest de la France. La Vendée littorale est située sur la côte atlantique française au sud du cisaillement sud-armoricain. Elle est caractérisée par de nombreuses structures héritées d’origine varisque et d’orientation NW-SE, réactivées au Mésozoïque et au Cénozoïque délimitant des marais côtiers holocènes. L’enjeu de cette thèse est de caractériser la géométrie des éventuelles failles plio-quaternaires et potentiellement actives dans cette région, en s’intéressant particulièrement à la faille de Machecoul, bordière des bassins sédimentaires du Marais Breton et de la Baie de Bourgneuf et candidate potentielle pour le séisme Vendéen de 1799. Notre approche est pluridisciplinaire terre-mer, intégrant sismologie (réseau temporaire), géophysique marine (sismique réflexion Chirp et Sparker, bathymétrie haute résolution), morpho-tectonique, gravimétrie, étude de forages et sismicité historique. Notre étude a permis d’analyser et de caractériser (1) la structure et la géométrie en profondeur du système de failles normales de Machecoul, (2) la localisation des dépocentres plioquaternaires du Marais Breton et de la Baie de Bourgneuf en relation avec le système de failles de Machecoul, atteignant localement une vingtaine de mètres d’épaisseur, (3) la perturbation du réseau hydrographique et l’incision récente du relief du compartiment inférieur de la faille de Machecoul, probablement d’âge pliocène, ainsi que (4) l’activité microsismique de la faille de Machecoul. Nos données suggèrent que la sédimentation plioquaternaire des bassins en mer comme à terre au sud de la faille de Machecoul a pu être contrôlée par cette faille probablement héritée de l’Eocène. Ce travail confirme l’intérêt multi-disciplinaire de l’étude des failles en domaine de déformation faible et apporte un faisceau d’indices permettant de relier la faille de Machecoul à la rupture du séisme Vendéen de 1799 (M6), évènement historique de référence dans l’Ouest de la France de par son ampleur, et par là même de ses conséquences dans une zone littorale de plus en plus peuplée