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Sera-t-on un jour capables de prévoir les séismes?

John Dvorak, mis à jour le 19.05.2014 à 7 h 18

Une fois, les sismologues ont correctement prédit un tremblement de terre majeur. Problème: c'était avec douze ans d'avance.

Un immeuble à Santiago, au Chili, après un tremblement de terre meurtrier, en février 2010. REUTERS/Marco Fredes

Un immeuble à Santiago, au Chili, après un tremblement de terre meurtrier, en février 2010. REUTERS/Marco Fredes

«Journaliste: Quelqu’un avait-il prédit le séisme de la nuit dernière?
Charles Richter: Pas encore.»

Les années 1970 devaient être la décennie durant laquelle la prévision des séismes allait devenir une réalité. En 1975, le gouvernement chinois annonça qu’il avait ordonné l’évacuation d’une ville importante plusieurs heures avant un important tremblement de terre. Les Russes disaient pour leur part utiliser toute une batterie de techniques pour prévoir non seulement les gros tremblements de terre, mais aussi les séismes plus modérés. Aux Etats-Unis, enfin, les scientifiques avaient découvert plusieurs anomalies près de Los Angeles (un important soulèvement de terrain, un ralentissement des ondes sismiques et une augmentation des émissions de radon) semblant indiquer que la ville allait bientôt être rasée par un séisme gigantesque.

Et puis tout s’effondra (je parle des efforts pour prévoir les tremblements de terre).

En 1976, ce qui fut alors le plus grand séisme de l’ère moderne fit des centaines de milliers de victimes en Chine... et selon toute vraisemblance, les autorités n’avaient pas du tout été averties qu’un tel désastre allait arriver. Les chiffres utilisés par les scientifiques russes furent analysés par d’autres scientifiques qui conclurent que les recherches russes étaient minées par des incohérences et des déclarations sans fondements. Et aux Etats-Unis, des mesures supplémentaires montrèrent que les anomalies qui avaient semblé condamner Los Angeles avaient disparu, voire qu’elles n’avaient jamais existé.

Depuis, la communauté mondiale des sismologues est restée divisée (avec parfois des oppositions violentes) au sujet de la possibilité ou non de prévoir les séismes. La question a de nouveau été soulevée récemment à la suite du réveil, ces derniers mois, de l’activité sismique dans le réseau des failles du sud de la Californie. La question est complexe. Et il faut reconnaître que, pour l’heure, personne n’est encore jamais parvenu à prévoir un séisme.

Dans les années 1980, une tentative de prévision effectuée près de Parkfield, en Californie, s’était soldée par un échec. Néanmoins, jamais prévision n’avait été aussi aboutie, puisqu’elle avait identifié la faille, avait donné la magnitude du séisme à venir et avait indiqué une période durant laquelle cela devait se passer.

* * *

La faille de San Andreas peut être divisée en trois sections principales. La section nord va de Cape Mendocino à San Juan Bautista –c’est là qu’a eu lieu le séisme de 1906. La section sud part des environs de Cholame, au nord de Carrizo Plain, s’étend vers le sud (formant la frontière sud du désert des Mojaves), passe par le col Cajon et le col de San Gorgonio, se retrouve à une trentaine de kilomètres à l’est de Palm Springs dans la vallée de la Coachella et s’arrête à Bombay Beach, du côté est de la Salton Sea.

La moitié nord de la section sud (soit de Cholame au col Cajon) a rompu en 1857 et la moitié sud (du col de San Gorgonio à Bombay Beach) vers 1690. Toute la faille de San Andreas a donc déjà rompu lors d’un grand tremblement de terre durant ces cent dernières années, à l’exception de la courte section du milieu, qui va de San Juan Bautista à Cholame et inclut la communauté d’éleveurs de Parkfield. Ce segment de 240 kilomètres est résolument différent des autres parties de la faille: il glisse de manière lente et continue.

La faille de San Andreas, à Carrizo Plain en mars 2011. REUTERS/Scott Haefner/U.S. Geological Survey/Handout

A une quinzaine de kilomètres de San Juan Bautista s’étend le domaine DeRose, un petit producteur de vin local. L’unité de production et l’espace dégustation sont installés dans un grand bâtiment au sol en béton, mais aux murs et à la toiture métalliques. Le jour de ma visite, j’ai dit que je venais enquêter sur l’activité sismologique de la région. La personne en charge de la dégustation m’a immédiatement indiqué le centre du bâtiment:

«C’est par là

Ici, la trace de la faille de San Andreas n’est que trop apparente. Sur le sol s’aligne une série de dalles de béton cassées, traçant une fissure de 30 cm de large, qui s’étend sur toute la longueur du bâtiment. A l’endroit où la faille passe sous le mur de métal, ce dernier a été déchiré en deux, créant par endroits une brèche de plus de 50 cm de large. Des bouts cassés de barres à béton tordues sont exposés à l’endroit où le mur métallique était jadis relié au sol. Une plaque accrochée à un mur au centre du bâtiment indique que la faille de San Andreas ici visible est un site naturel remarquable classé.

Si vous vous rendez au sud du vignoble de DeRose, vous trouverez un ensemble de fissures qui barrent les trottoirs en diagonale. Il s’agit, là encore, des effets de la faille de San Andreas. Tout comme la lente destruction du bâtiment DeRose, elles sont visibles parce que, le long de cette section, la faille ne cesse de glisser. Et ce glissement se retrouve jusqu’à Parkfield, où la faille passe sous un pont. Comme l’on peut s’y attendre, le pont présente une courbure particulière au-dessus de l’endroit exact où il franchit la faille de San Andreas.

Le séisme attendu finit par arriver

Ce lent glissement est qualifié d’asismique, parce qu’il n’est pas provoqué par un évènement sismique majeur, mais par un flux constant de microséismes. Chez DeRose, la faille glisse d’environ 2,5 cm par an. A Parkfield, c’est moitié moins, ce qui signifie que la section de Parkfield doit d’une certaine manière se réajuster. C’est ce qu’elle fait lors de séismes modérés.

Par six fois (en 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 et 1966), la section de Parkfield a avancé. Chaque séisme a été à peu près de la même magnitude (environ 6 sur l’échelle de Richter) et s’est déroulé, en moyenne, 22 ans après le précédent.

En outre, il semble clairement que les deux derniers ont été précédés de signes précurseurs. En 1934 et en 1966, les secousses principales avaient été précédées de 17 minutes par de fortes secousses ressenties sur une zone très étendue. En outre, un tuyau d’irrigation traversant la zone de rupture s’était rompu neuf heures avant le séisme de 1966. Tout cela donne du poids à l’idée selon laquelle le prochain séisme de Parkfield pourrait être prévu.

En 1985, un groupe de douze scientifiques, officiellement baptisé National Earthquake Prediction Evaluation Council (Conseil national d’évaluation des prévisions de séismes), avalisa une prévision annonçant qu’il y avait 95% de risques qu’un séisme de magnitude 6 ait lieu sur la section Parkfield de la faille de San Andreas avant 1993. Un vaste réseau d’instruments de mesure fut installé dans l’espoir de détecter les signes précurseurs du séisme tant au niveau des mouvements du sol, que des champs magnétiques, les émissions de gaz radon ou dans la composition chimique des eaux de puits. Puis tout le monde attendit.

A deux reprises, une alerte de niveau «A» fut émise: d’abord le 19 octobre 1992, puis à nouveau le 14 novembre 1993. Les deux alertes furent déclenchées après la détection de secousses similaires à celles qui avaient précédé les séismes de 1934 et 1966. Les deux fois, des mises en garde furent émises pour annoncer que le tremblement de terre prévu pouvait arriver dans les prochaines 72 heures. Tous les services de secours de l’Etat avaient été avisés. Mais il ne se passa jamais rien.

L’année 1993 s’acheva sans séisme. Puis vinrent 1994, 1995, etc. Finalement, le 28 septembre 20004, à 10h15, un séisme de magnitude 6 secoua la section Parkfield de la faille de San Andreas. Le tremblement de terre prévu avait fini par arriver. Ou presque.

Il y avait, en effet, de fortes différences entre le séisme de 2004 et ceux de 1934 et 1966.

Tout d’abord, en 1934 et 1966, la rupture avait commencé au nord de Parkfield et s’était propagée vers le sud. En 2004, c’était dans la direction opposée: la rupture avait débuté au sud de Parkfield et s’était propagée vers le nord. Plus important encore, le vaste réseau d’instruments de mesure n’avait enregistré aucun signe précurseur du séisme, que ce soit quelques jours, quelques heures ou même quelques minutes avant l’évènement. Il n’y avait pas eu de secousse prémonitoire, ni même d’augmentation de l’activité sismologique avant le séisme. Aucun tuyau d’irrigation endommagé. Aucun changement enregistré dans les champs électriques ou magnétiques. Aucune modification dans la composition chimique de l’eau des puits.

Le plus déconcertant était qu’aucun mouvement de terrain n’avait été enregistré: aucune déformation, élévation ou baisse de la surface du sol, aucune compression ou légère dilatation de la roche en sous-sol. Et tout cela put être mesuré avec une grande précision.

Cinq jauges de déformation furent installées dans des trous de forage à quelques kilomètres de l’endroit où débuta le séisme de 2004. Ces jauges consistent essentiellement en des sacs remplis de fluide que l’on enfouit au fond d’un trou de forage. Si la roche environnante s’étire ou se compresse (comme si l’on prenait une barre rigide de 150 km et que l’on comprimait ou que l’on étirait l’une des extrémités du diamètre d’un cheveu), le sac subit une petite compression ou expansion. Mais, que ce soit quelques semaines ou même quelques secondes avant le séisme, aucun changement ne fut enregistré. Pour autant que l’on puisse dire, le tremblement de terre de 2004 à Parkfield fut tout à fait spontané.

Qu'est-ce qui déclenche un gros tremblement de terre?

L’expérience de Parkfield avait réussi à déterminer le séisme aurait lieu, ainsi que sa magnitude, mais elle avait échoué sur le plus important, à savoir la date du déclenchement. L’évènement eut lieu 12 ans plus tard. Ce qui nous conduit à nous demander s’il sera un jour possible de prévoir les séismes.

La seule réponse que nous pouvons donner aujourd’hui est: peut-être.

La question de la prévision sismique peut être réduite à une question plus ouverte et directe: qu’est-ce qui déclenche un gros tremblement de terre?

  • Première hypothèse: à l’origine, une faille comme celle de San Andreas est relativement calme et ne connaît que quelques petits séismes, apparaissant, pour prendre une image familière, comme du pop corn lorsque l’on fait chauffer des grains de maïs. Puis l’explosion des grains en entraîne d’autres, qui à leur tour produisent des explosions en cascade jusqu’à ce qu’une rupture se forme, produisant un important tremblement de terre.
  • Seconde hypothèse: la basse région de la faille de San Andreas est en train de glisser doucement (sans séisme) parce que les roches à cet endroit sont chaudes et plastiques et qu’elles sont amenées à glisser ainsi par le mouvement lent et constant des plaques tectoniques pacifique et nord-américaine. A mesure que la région s’accroît, le glissement s’accélère jusqu’à atteindre une vitesse critique à laquelle une rupture se forme dans la roche, produisant un séisme plus important.

Dans le premier cas (les explosions en cascade), le départ d’un grand séisme n’a rien de différent de celui des innombrables petits tremblements, ce qui signifie qu’il est rigoureusement impossible de prévoir un séisme important.

Dans le second cas (le glissement), un lent processus est à l’œuvre, préparant la faille de San Andreas à un autre glissement, majeur et soudain. Dans ce cas, les séismes peuvent être anticipés si l’on trouve un moyen de mesurer le glissement lent et les phénomènes qui s’ensuivent.

On ignore encore quelle théorie est la bonne (le sujet donne lieu à des débats très animés) ou même si les séismes fonctionnent entièrement selon l’une ou l’autre hypothèse. Mais l’on est sûr d’une chose: lorsqu’un tremblement de terre important se produit dans une région, la probabilité de voir un autre séisme majeur peu de temps après dans la même région s’accroît.

Lorsque la croûte terrestre commence à s’ajuster à l’augmentation de la pression entre les plaques tectoniques, il est plus probable que cette pression soit relâchée lors d’un ou plusieurs grands séismes sur une courte période de temps plutôt que lors d’un seul évènement majeur.

Pour le dire concrètement: l’histoire montre que, lorsqu’un séisme majeur se produit (disons de magnitude 6, ce qui peut causer des dégâts considérables en Californie), il y a une chance sur vingt de voir un séisme de magnitude égale ou supérieure arriver dans les trois jours à l’intérieur de la même zone.

Cela nous mène à un point pratique. Après un tremblement de terre important, la population devrait se préparer à un séisme équivalent, voire plus fort. Les services d’urgences (pompiers, police, hôpitaux…) devraient s’attendre à recevoir plus d’appels et à voir plus de routes et services bloqués. De même, les personnes en charge de sauver les gens pris au piège sous les décombres devraient être informées qu’un séisme plus important pourrait frapper, aggravant encore la catastrophe.

John Dvorak

Traduit par Yann Champion

Ce texte est un extrait de Earthquake Storms: The Fascinating History and Volatile Future of the San Andreas Fault de John Dvorak, aux éditions Pegasus.

 

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