Active Tectonics and Seismology

Durée

20h Th, 10h Pr, 2j T. t.

Nombre de crédits

Enseignant

Clara Brereton, Hans-Balder Havenith, Aurelia Hubert

Coordinateur

Aurelia Hubert

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Ce cours est dispensé en anglais et donné conjointement par Prof. Aurélia Hubert-Ferrari, Prof. Hans-Balder Havennith et Prof. Clara Breton.

Prof. Aurélia Hubert-Ferrari balaye les différents domaines tectoniques : partie 1 : failles décrochantes/transformantes, partie 2 : tectonique en extension/failles normales, partie 3 : zones de subduction, partie 4 : collisions et orogénèses.
Partie 1 :

• Modèle d'Anderson et contraintes menant aux failles décrochantes.
• Types de failles transformantes et grands exemples mondiaux (San Andreas, NAF, Alpine Fault).
• Structures et marqueurs associés (Riedel shears, bassins, reliefs, décalages géomorphologiques).
• Segmentation et complexité géométrique contrôlant la propagation des séismes.
• Cycle sismique et méthodes d'étude (paléosismologie, GPS, InSAR, lois d'échelle).

• Contexte extensif : dynamique mantellique, dorsales océaniques, rifting continental.
• Influence du taux d'accrétion : dorsales rapides (magmatisme dominant) vs lentes (failles normales, topographie marquée).
• Géométrie des failles normales : horsts, grabens, demi-grabens, failles listriques.
• Croissance, segmentation et interaction des failles, rôle du magma et des hétérogénéités.
• Cycle sismique, déformation cumulée et marqueurs géomorphologiques (escaliers tectoniques, facettes triangulaires).
• Exemples majeurs : Afar et système de rifts de la mer Rouge-Golfe d'Aden ; le graben du bas Rhin ; le rift de Corinthe

• Convergence de plaques : formation des zones de subduction (Ring of Fire, Méditerranée, etc.).
• Géométrie et dynamique : slab pull, slab rollback, marges accrétives vs érosives.
• Structure thermique et métamorphisme : hydratation/déshydratation, contrôle de la sismogenèse.
• Types de séismes : méga-séismes interplaques, séismes intermédiaires et profonds, rôle du couplage et du gradient thermique.
• Aléa : grandes magnitudes (Mw > 8-9), déformations de surface, tsunamis.
• Outils : tomographie sismique, GPS, modélisation thermique, paléosismologie.

• Convergence continent-continent : impossibilité de subduction ? collision.
• Théorie du coin critique : géométrie, stabilité et propagation des prismes d'accrétion.
• Failles inverses et chevauchements : géométrie en rampes et flats, plis associés.
• Styles tectoniques : thin-skinned (découplage sédimentaire) vs thick-skinned (socle impliqué).
• Croissance et migration des chaînes : chevauchements, sédimentation syn-tectonique, érosion.
• Exemples : Himalaya, Taïwan, Alpes, Zagros, Tibet.
• Impacts géomorphologiques et sismotectoniques : reliefs, séismes de chevauchement, glissements de terrain.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

À l'issue de cette unité d'enseignement, les étudiantes seront capables de :

1.Compréhension scientifique

• Expliquer les moteurs de la tectonique et les processus à l'origine des séismes dans les différents contextes géodynamiques (décrochement, extension, subduction, collision).
• Identifier et analyser les structures tectoniques associées (failles, zones de subduction, systèmes orogéniques) et évaluer leurs implications en termes d'aléa sismique.

• Mener un travail de recherche en groupe de deux sur un sujet lié à la croissance des failles et aux séismes, en mobilisant bibliographie scientifique et analyse critique.
• Produire un rapport scientifique en anglais, structuré et argumenté, avec plusieurs étapes de relecture et de correction (feedback de Mme Clara Breton pour la langue et l'organisation, puis feedback scientifique de Mme Hubert-Ferrari).
• Défendre oralement les résultats obtenus devant un jury académique.

• Travailler de manière collaborative et développer l'autonomie dans la recherche d'informations et la rédaction scientifique.
• Améliorer les compétences de communication scientifique écrite et orale en anglais.

• Observer, mesurer analyser directement les structures tectoniques sur le terrain lors d'une sortie encadrée par M. Havennith (2 jours).
• Rédiger un rapport de terrain intégrant les observations géologiques dans un cadre tectonique global.

Savoirs et compétences prérequis

De bonnes bases en anglais

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

L'unité d'enseignement combine cours ex cathedra, travaux dirigés, projet de recherche, et pratique de terrain.

1. Cours théoriques (ex cathedra)

• Présentation des grands contextes tectoniques (failles décrochantes/transformantes, rifts et failles normales, zones de subduction, collisions et orogenèse).
• Mise en évidence des moteurs de la tectonique et des processus à l'origine des séismes.

• rédaction d'une introduction avec feedback de Mme Clara Breton (anglais, organisation du propos),
• Discussion sur les apport de l'IA
• version préliminaire du rapport avec retour de Mme Breton,
• version révisée avec retours conjoints de Mme Breton et de Mme Hubert-Ferrari,
• version finale accompagnée d'une défense orale.

• Excursion de deux jours encadrée par M. Havennith, axée sur l'observation et l'analyse des structures tectoniques actives.
• Rédaction d'un rapport de terrain permettant d'intégrer les observations dans un cadre tectonique global.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel


Informations complémentaires:

• 20h de cours théorique,
• Plusieurs séances  d'exercices et de traitement de donnée .
• Séances de retour par rapport à la production d'écrit
• 2 journées de terrain avec mesures
• 1 séance finale de présentation orale des travaux par les étudiants

Supports de cours, lectures obligatoires ou recommandées

Plate-forme(s) utilisée(s) pour les supports de cours :
- MyULiège


Informations complémentaires:

Fichiers ppt et autres documents sur My ULiege pour A. Hubert-Ferrari

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( QCM, questions ouvertes )

Travail à rendre - rapport


Informations complémentaires:

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( QCM, questions ouvertes )

Travail à rendre - rapport


Informations complémentaires:
50% - Examen écrits de M. Havennith et Mme Hubert-Ferrari durant la session

Avant la session : 50 % - Rapports et Présentations orales sur projet en 2025 sur le cycle sismique par groupe de 2 personnes. Les compétences linguistiques constituent une part importante de l'évaluation.Voici les différentes sous-thématiques qui seront abordées :

2026-2027 research project focuses on the seismic cycle and on how long-term tectonic deformation is partitioned between interseismic strain accumulation, coseismic rupture and aseismic slip. The objective is not only to describe these processes, but to evaluate them critically using quantitative evidence from the scientific literature

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Le cours est entièrement donné en anglais et est également évalué pour l'expression en anglais.

Contacts

Aurélia Hubert-Ferrari: aurelia.ferrari@uliege.be

Hans-Balder Havennith: HB.Havenith@uliege.be

Clara Breton: c.brereton@uliege.be 

Association d'un ou plusieurs MOOCs

Notes en ligne