Thèse Essor et Déclin des Civilisations de Lore Lindu aux Abords de la Faille Active de Palu-Koro Sulawesi H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : STEP - Sciences de la Terre de l'Environnement et des Planètes Laboratoire de recherche : Institut des Sciences de la Terre Direction de la thèse : Laurent HUSSON ORCID 0000000295859074 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-17T23:59:59 La faille sismogène de Palu-Koro traverse l'île de Sulawesi, en Indonésie, et est à l'origine du séisme meurtrier de magnitude Mw 7,5 survenu en 2018. Cet événement a eu des conséquences dévastatrices en raison du tsunami qui a suivi et qui a frappé la ville de Palu, mais aussi en raison d'une liquéfaction extrême des sols, qui a encore amplifié les effets du séisme. À proximité, les centaines de mégalithes du site préhistorique de Lindu Lore sont pratiquement inconnus. Peu d'informations sont disponibles, non seulement sur la chronologie du peuplement régional, mais aussi à propos de la disparition de la civilisation qui a érigé ces mégalithes. Étant donné que i) Lindu Lore se trouve à proximité de la faille sismiquement active de Palu-Koro, et ii) que de nombreux mégalithes exposés dans les bassins alluviaux sont renversés ou effondrés, nous émettons l'hypothèse que l'activité sismique passée (pré registre historique), accompagnée de liquéfaction, pourrait avoir conduit à l'abandon du site lors du dernier sésime. Les objectifs du projet sont doubles : le premier objectif est d'affiner la connaissance du cadre tectonique des bassins de pull-apart où les mégalithes sont érigés - à partir de la géologie structurale et de la datation (OSL et 14C) - afin de mesurer l'activité sismotectonique de la faille principale et des failles secondaires qui encadrent les bassins quaternaire et potentiellement de quantifier les temps de retour des mégaséismes type Palu dans la région des mégalithes. Le deuxième objectif est d'établir la chronologie de l'essor et du déclin de la civilisation Lore-Lindu. À cette fin, nous visons à dater, à l'aide de l'OSL complétée par des datations TCN et au radiocarbone, i) l'érection des mégalithes, et ii) leur chute et l'abandon du site. Pris ensemble, ces objectifs devraient permettre de relier - ou non - le destin de la civilisation Lore-Lindu, et d'appréhender l'impact de la sismicité régionale. Cadre tectonique et contexte scientifique
Sulawesi est localisée au niveau d'une triple jonction convergente entre les plaques eurasienne (Sunda), australienne et Pacifique-mer des Philippines, ce qui en fait l'une des régions tectoniquement les plus complexes du globe. Sa forme caractéristique en orchidée à quatre bras résulte d'une tectonique cénozoïque polyphasée combinant subduction, collision, extension et rotations rapides de microblocs. Le cadre cinématique dominant est un système de failles décrochantes senestres, comprenant notamment les failles de Palu-Koro, Matano et Lawanopo, qui transfèrent le mouvement de la plaque Pacifique vers l'ouest entre la fosse nord-sulawésienne et le chevauchement de Tolo. L'épaisseur crustale varie sensiblement : supérieure à 40 km sous les bras nord et ouest volcaniques, elle est inférieure ou égale à 40 km dans les ceintures métamorphiques et ophiolitiques du centre, de l'est et du sud-est de l'île.Les bassins en pull-apart de Palu, Palolo, Napu, Bada et Besoa se sont formés au niveau de relais extensifs le long de ces systèmes décrochants. Ils concentrent d'épais remplissages alluviaux particulièrement susceptibles à la liquéfaction et à l'amplification sismique, comme l'a dramatiquement illustré le séisme de 2018. Les rotations de microblocs, pouvant atteindre 3°/Ma dans le sens horaire pour le bras nord, compliquent davantage l'évaluation des aléas en distribuant la déformation sur une zone étendue. Le catalogue sismique instrumental et historique ne remonte qu'à environ 500 ans, ce qui limite fondamentalement l'estimation des intervalles de récurrence pour la plupart des failles.

Bassins en pull-apart et signification sismique
Les bassins en pull-apart sont structurés par des coudes extensifs et des relais le long des grands systèmes décrochants. Le retrait de la plaque plongeante de la mer de Sulawesi a favorisé l'extension et la formation de failles normales associées à ces bassins intramontagnards. Le bassin de Palu en est l'exemple le plus spectaculaire : un coude extensif d'environ 7 km génère la dépression en pull-apart, bordée de nombreuses failles normales qui recoupent les sédiments quaternaires le long de sa marge orientale. En 2018, ce bassin a subi le plus grand épisode de liquéfaction jamais enregistré à l'échelle mondiale.

Segmentation des failles : état des connaissances et lacunes
Faille de Palu-Koro (PKF) : la mieux documentée, très incomplète
La PKF s'étend sur environ 220 km à terre, selon une direction NNW-SSE, avec un taux de glissement de 35 ± 8 mm/an, ce qui en fait l'une des failles crustales les plus rapides du monde. Le séisme de 2018 (Mw 7,5) a rompu 177 km à travers plusieurs segments et deux grands coudes extensifs, à vitesse supersonique (environ 4,1 km/s), avec des déplacements atteignant 6 à 7 m. Cette rupture a révélé l'existence d'un segment offshore de la PKF jusqu'alors non cartographié. Un gap sismique d'environ 180 km au nord et 120 km au sud demeure non rompu. Les modèles d'aléa sismique probabiliste antérieurs à 2018 sous-estimaient la magnitude maximale (Mw 6,8-7,1 supposé contre Mw 7,5 observé), en traitant les segments de façon indépendante.
Faille de Matano : première étude paléosismologique publiée en 2023
La faille de Matano, longue de 190 km, glisse à environ 20 mm/an et n'a produit aucun séisme de magnitude supérieure à 7 dans le registre instrumental. La première étude paléosismologique, portant uniquement sur les 30 km les plus orientaux, documente cinq événements de rupture en surface, un intervalle de récurrence de 200 à 470 ans, et un événement le plus récent daté entre 1432 et 1819 CE (Mw ~7,4). La faille a déjà dépassé son intervalle de récurrence minimal. Les quelque 160 km restants n'ont fait l'objet d'aucune étude paléosismologique.
Autres failles : largement méconnues
Les failles de Lawanopo et Kolaka (bras sud-est) présentent des taux de glissement contestés et n'ont fait l'objet d'aucune tranchée. Le système de failles de Gorontalo et l'ensemble des failles normales bordant les bassins intramontagnards (Palolo, Napu, Bada, Besoa) restent non cartographiés en détail et sans historique paléosismologique. La carte nationale indonésienne des aléas sismiques de 2024 inclut de nombreuses failles dépourvues de données cinématiques de base, en raison du faible nombre d'études de terrain et de l'absence de couverture LiDAR dans ces zones fortement végétalisées.

Contexte géologique et archéologique :
La répartition des mégalithes est liée à la physiographie du terrain, la plupart se trouvant dans des bassins alluviaux au sein de vallées creusées dans des intrusions ignées. On estime que cette physiographie a influencé le peuplement de la région, avec un site central et des hameaux plus petits reliés par les vallées2. Il convient de noter que ces bassins sont situés à très courte distance (5 à 20 km) de la faille de Palu-Koro à l'ouest et à une distance légèrement plus grande de la faille de Matano au sud (Fig. 1). Ces deux failles sont actives et la faille de Palu s'est rompue en 2018 lors d'un séisme de magnitude 7,54 (Fig. 1) ; le risque sismique dans le parc de Lore Lindu fait actuellement l'objet d'une analyse approfondie en vue de l'atténuation des risques de catastrophe, étant donné que le site mégalithique a récemment connu un essor en tant qu'attraction touristique5.
Les mégalithes granitiques sont soit des statues pouvant atteindre 4,5 m de haut, soit des cuves (ou kalambas) également de taille métrique (Fig. 2), érigées dans des bassins alluviaux, ce qui les expose à la liquéfaction du sol en cas de secousses sismiques - il convient de noter que les dégâts causés dans la ville de Palu par le séisme de 2018 se sont concentrés dans les zones sujettes à la liquéfaction6. Nous émettons l'hypothèse que le grand nombre de statues couchées ou inclinées, ainsi que de kalambas « en mauvais état », témoignent de l'impact de l'activité tectonique, et que les kalambas inachevées indiquent un abandon soudain du site, peut-être à la suite d'un tremblement de terre. Objectif 1 : Caractériser le cadre sismotectonique des bassins de Lore Lindu
Le premier objectif est de préciser la géométrie et l'activité de la faille de Palu-Koro et de ses segments secondaires dans la région des mégalithes, afin de quantifier le potentiel sismogène local et d'estimer les temps de retour des séismes majeurs. Plusieurs méthodes sont envisagées.
- La cartographie structurale de terrain permettra de documenter la géométrie des bassins de pull-apart, l'organisation des failles principales et secondaires, ainsi que les indices morphologiques d'activité tectonique récente (escarpements, décalages de réseau hydrographique, dépôts de colluvions). DEM & LIDAR.
- La datation par luminescence stimulée optiquement (OSL) sera appliquée aux sédiments syn-tectoniques prélevés dans les bassins quaternaires, afin de contraindre les âges de dépôt et de relier les séquences sédimentaires aux épisodes de déformation.
- La datation au radiocarbone (¹C) sera utilisée en complément sur les matières organiques disponibles dans les terrasses alluviales et marqueurs anormaux de la sédimentation des bassins le long de la trace de la faille pour affiner la chronologie des événements sismiques et des épisodes de liquéfaction enregistrés dans les archives sédimentaires.
Objectif 2 : Établir la chronologie de la civilisation Lore Lindu
Le second objectif est de dater l'érection des mégalithes et leur chute, afin de reconstruire la trajectoire temporelle de la civilisation qui les a produits et d'évaluer si son déclin peut être corrélé à un ou plusieurs épisodes sismiques majeurs.
- Cartographier et recenser les statues et les kalambas en précisant leur état (achevées, inachevées, endommagées) et leur position (debout, inclinées, couchées / tombées), en tenant compte de leur contexte tectonique et sédimentaire.
- La datation OSL des surfaces d'exposition des mégalithes permettra d'estimer la date à laquelle ces surfaces ont été exposées à la lumière, c'est-à-dire, selon les cas, le moment de leur érection ou celui de leur renversement.
- La datation par nucléides cosmogéniques (TCN) sera appliquée aux surfaces rocheuses des mégalithes pour contraindre indépendamment les durées d'exposition, au rayonnement cosmogénique en offrant un recoupement avec les résultats OSL
- La datation radiocarbone (¹C) sera mise en oeuvre sur d'éventuels matériaux organiques associés aux contextes d'érection ou d'abandon (charbons, matière organique de sol ou d'occupation anthropique), en lien étroit avec le co-encadrement archéologique qui guidera le protocole de prélèvement et l'interprétation des contextes.
Géologie structurale, tectonique, géochronologie, archéologie

Le/la candidate devra avoir une connaissance et une pratique générales en sciences de la Terre, un intérêt prononcé pour la sismo-tectonique, la géologie structurale, la géochronologie, et l'archéologie.