A decade of seismicity in metropolitan France (2010–2019): the CEA/LDG methodologies and observations

Une décennie de sismicité en France métropolitaine (2010–2019) : les méthodes et observations du CEA/LDG

CEA, DAM, DIF, F-91297 Arpajon, France

^* Corresponding author: gilles.mazet-roux@cea.fr

Received: 31 August 2020
Accepted: 25 March 2021

Abstract

We summarize ten years of the French seismicity recorded by the Geophysical and Detection Laboratory (LDG) of the French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA) network from 2010 to 2019. During this period, 25 265 natural earthquakes were detected by the LDG and located within metropolitan France and its immediate vicinity. This seismicity contributes to more than 47% of the natural earthquakes instrumentally recorded since 1962 (mainly due to the improvement of network capacity), and includes about 28% of the most significant earthquakes with a magnitude ML ≥ 4.0. Recent seismic events therefore significantly expand the available national catalogues. The spatial distribution of 2010–2019 earthquakes is broadly similar to the previously recorded instrumental pattern of seismicity, with most of the seismic activity concentrated in the French Alps, the Pyrenees, Brittany, the upper Rhine Graben and the Central Massif. A large part of the seismic activity is related to individual events. The largest earthquakes of the last ten years include the November 11, 2019 Le Teil earthquake with ML 5.4 and epicentral intensity VII–VIII, which occurred in the Rhone valley; the April 28, 2016 La Rochelle earthquake with ML 5.1 and epicentral intensity V, which occurred at the southernmost extremity of the Armorican Massif in the vicinity of the Oléron island; and the April 7, 2014 Barcelonnette earthquake with ML 5.1 and epicentral intensity V–VI, which occurred in the Ubaye valley in the Alps. In 2019, two other moderate earthquakes of ML 5.1 and ML 4.9 stroke the western part of France, in Charente-Maritime and Maine-et-Loire departments, respectively. The recent moderate earthquake occurrences and the large number of small earthquakes recorded give both the potential to revise some regional historical events and to determine more robust frequency-magnitude distributions, which are critical for seismic hazard assessment but complex due to low seismicity rates in France. The LDG seismic network installed since the early 1960s also allows a better characterization of the temporal structure of seismicity, partly diffused and in the form of mainshock-aftershocks sequences or transient swarms. These aspects are important in order to lower the uncertainties associated to seismogenic sources and improve the models in seismic hazard assessment for metropolitan France.

Résumé

Cette publication résume dix années de sismicité enregistrée par le réseau de stations du Laboratoire de Détection et de Géophysique (LDG) du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) de 2010 à 2019. Au cours de cette période, 25 265 séismes naturels ont été détectés par le réseau et localisés en France métropolitaine ou jusqu’à 20 km des frontières et des côtes maritimes. Cette décade de sismicité correspond à plus de 47 % des séismes instrumentaux toutes magnitudes confondues enregistrés par le réseau depuis 1962 (en raison de l’amélioration des capacités du réseau), et comprend 28 % des séismes français de magnitude ML ≥ 4,0. Les événements sismiques récents élargissent donc considérablement les catalogues nationaux disponibles. La répartition spatiale des tremblements de terre naturels de 2010–2019 est globalement similaire à celles des observations instrumentales précédentes, la majeure partie de l’activité sismique étant concentrée dans les Alpes françaises, les Pyrénées, la Bretagne, la vallée du Rhin et le Massif central. Une grande partie de l’activité sismique est liée à des événements individuels. Les plus grands séismes des dix dernières années incluent le séisme du Teil du 11 novembre 2019 avec une ML 5,4 et une intensité épicentrale VII–VIII, qui s’est produit dans la vallée du Rhône ; le séisme de La Rochelle du 28 avril 2016 avec une ML 5,1 et une intensité épicentrale V, survenu à l’extrémité sud du Massif armoricain à proximité de l’île d’Oléron ; et le séisme de Barcelonnette du 7 avril 2014 avec une ML 5,1 et une intensité épicentrale V–VI, survenu dans la vallée de l’Ubaye dans les Alpes. En 2019, deux autres séismes modérés de ML 5,1 et ML 4,9 ont frappé l’ouest de la France, en Charente-Maritime et Maine-et-Loire respectivement. Les récentes réalisations de séismes modérés et le grand nombre de petits séismes enregistrés donnent à la fois le potentiel de réviser certains événements historiques régionaux et de déterminer des distributions fréquence-magnitude plus robustes, qui sont cruciales pour l’évaluation de l’aléa sismique mais complexes en raison des faibles taux de sismicité en France. Le réseau sismique du LDG étant installé depuis le début des années 1960, ces données permettent également une meilleure caractérisation de la structure temporelle de la sismicité, en partie diffuse, et sous forme de séquences de répliques ou d’essaims transitoires. Ces aspects sont importants pour diminuer les incertitudes liées aux sources sismogènes et pour in fine améliorer les modèles d’évaluation de l’aléa sismique pour la France métropolitaine.