Mémoire

Abstract

Le Golfe de Patras, situé dans l’ouest de la Grèce, constitue une zone tectonique complexe où se rencontrent différentes structures tectoniques majeures, associées à une forte sismicité régionale. Cependant, le Golfe de Patras soulève encore de nombreuses interrogations quant à sa dynamique et les structures sous-marines présentes. Ce mémoire a pour objectif de réaliser une cartographie précise des failles actives du golfe et d’en évaluer le potentiel d’aléa sismique. L’identification des failles est réalisée grâce à l’analyse conjointe de profils sismiques réflexion haute résolution acquis lors d’une mission en 2023 et d’une carte bathymétrique. Plusieurs paramètres ont été calculés à partir des profils sismiques et de la cartographie, comme le rejet vertical des failles ou leur orientation, pour compléter les analyses. Une comparaison avec les études morpho-sédimentaires antérieures du golfe a également été menée, afin de mieux comprendre la dynamique tectonique et de formuler des hypothèses sur le développement et l’évolution du Golfe de Patras. L’évaluation de l’aléa a été effectuée à partir des caractéristiques géométriques des failles. Les résultats mettent en évidence deux systèmes tectoniques distincts : un ensemble de failles normales formant le graben dans la partie centrale et occidentale du golfe ; et un autre ensemble composé de failles décrochantes, incluant des structures en fleur, dans la continuité des systèmes de failles terrestres à l’est du golfe, aux abords de la ville de Patras. Ces systèmes sont désormais en interaction depuis au moins 20-30 ka, menant à la formation de différentes structures faillées accommodant les contraintes exercées par ces deux systèmes. L’évaluation de l’aléa a permis de souligner le risque présent pour Patras avec des magnitudes maximales potentielles supérieures à Mw 6 pour les plus grandes structures faillées du golfe. Cependant, le manque de compréhension du comportement de rupture des failles impose des recherches plus approfondies pour évaluer le risque réel associé à cet aléa maximal.

The Gulf of Patras, located in western Greece, is a tectonically complex area where several major structures meet, characterized by significant regional seismicity. However, many questions remain regarding its tectonic dynamics and the nature of its submarine structures. This study aims to produce an accurate map of the active faults in the gulf and to assess their seismic hazard potential. Fault identification was carried out through the combined analysis of high-resolution seismic reflection profiles acquired during a 2023 survey and a detailed bathymetric map. Parameters such as vertical fault displacement and orientation were derived from the seismic profiles and mapping to complement the analyses. A comparison with previous morphosedimentary studies of the Gulf of Patras was also conducted to better understand its tectonic dynamics and to propose hypotheses regarding its evolution. The seismic hazard assessment was performed using the geometric characteristics of the faults. The results highlight two distinct tectonic systems: a set of normal faults forming the graben in the central and western parts of the gulf, and a system of strike-slip faults, including flower structures, in continuity with onshore fault systems to the east of the gulf, near the city of Patras. These systems have been interacting for at least 20–30 ky, leading to the formation of various fault structures that accommodate the stresses imposed by both systems. The hazard assessment underscores a significant risk for Patras, with maximum potential magnitudes exceeding Mw 6 for the largest fault structures in the gulf. However, the lack of understanding of fault rupture behaviour requires further research to assess the actual risk associated with this maximum hazard.