SÉISMES ET SISMOLOGIE Prédiction des séismes
Les prémices des séismes
Depuis des siècles, de nombreux phénomènes anormaux ont été rapportés avant les séismes. C'est surtout dans les années 1970 qu'une succession de forts séismes au Japon et en Chine a permis d'identifier et de quantifier plusieurs phénomènes associés à la préparation des ruptures sismiques, de quelques mois à quelques jours avant l'événement, à proximité de la faille menaçante : variations de niveau d'eau dans les puits, pouvant atteindre plusieurs mètres, déformations des sols et glissements asismiques de failles actives de plusieurs centimètres, variations de plusieurs pour-cent de la résistivité des roches ; essaims de séismes anormaux, anomalies de la concentration en gaz radon dans le sol, ainsi que l'augmentation en température de plusieurs degrés des nappes phréatiques, enfin, changements du comportement animal. Le caractère anormal et précurseur de ces observations ne fait pas de doute, d'autant que dans certains cas – comme celui du séisme d'Izu Ōshima (Japon) en 1978 – les anomalies de niveau d'eau, de température, de déformation et de radon étaient bien corrélées. Cependant, l'absence de réseau de capteurs interdisait toute tentative de localisation de la source de ces anomalies, et donc d'explication du phénomène.
Depuis lors, la surveillance accrue et rapprochée de plusieurs sites, en particulier en Californie et au Japon, a permis de mieux cerner ces anomalies présismiques et d'enrichir ainsi la panoplie des « précurseurs » : perturbations du champ électromagnétique, mesurées par des instruments, au sol mais aussi embarqués dans des satellites, perturbation de la géochimie des eaux souterraines, et surtout une augmentation statistique (et donc non systématique) du nombre de petits séismes, dans un intervalle de quelques minutes à quelques mois.
Cette observation de la sismicité est essentielle, car elle seule permet de localiser avec précision la zone profonde en affaiblissement rapide. L'analyse fine de ces séismes montre qu'ils sont souvent concentrés dans une région petite, de taille kilométrique, au voisinage de la partie profonde de la faille qui sera activée peu après. Parfois même, par leur organisation spatiale et leurs mécanismes, ces séismes précurseurs révèlent directement le début du glissement de la faille. L'interprétation fait alors appel à un modèle simple : lorsque les contraintes tectoniques se sont suffisamment accumulées sur la faille, au bout d'un siècle ou d'un millénaire, une zone profonde de la faille se met à glisser lentement, de quelques millimètres ou centimètres. Ce glissement pratiquement silencieux, malgré quelques petites aspérités qui coincent dans le plan de faille, produit ainsi des petits séismes. Il s'accompagne aussi d'infimes déformations de la croûte terrestre, qu'il est parfois possible de détecter avec certains instruments en forage, comme des extensomètres ou des inclinomètres. De plus, le glissement des blocs rocheux de part et d'autre de la faille doivent ouvrir des petits chenaux perméables dans l'épaisseur de la faille, faite de roches fracturées ou broyées, dans laquelle l'eau piégée des profondeurs peut s'engouffrer et circuler. Ce processus aurait pour conséquence une montée en pression de l'eau dans la faille, entre les deux blocs, et contribuerait à les décoincer et à accélérer leur glissement. Le système peut alors s'emballer, la résistance de la faille chuter, et cette dernière se décoincer totalement, sur une zone largement plus vaste que la zone initialement perturbée : c'est le grand séisme. Des petites failles voisines peuvent, elles aussi, être perturbées par ces surpressions de fluides, et produire une forte micro-sismicité avant la grande rupture, par hydro-fracturation. [...]
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Écrit par
- Pascal BERNARD : physicien à l'Institut de physique du globe de Paris
Classification
Médias
Le séisme de Maule (Chili) de 2010 dans le contexte des ruptures historiques
Encyclopædia Universalis France
Prévision d'un séisme à moyen terme dans le nord du Chili
Encyclopædia Universalis France
Séismes et électrofiltration
Encyclopædia Universalis France
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