Des chercheurs européens ont identifié un signal souterrain qui pourrait être le précurseur de forts séismes.
Par Vedrana Simičević
Le Dr Quentin Bletery a une bonne nouvelle sur un sujet trop souvent sombre : les tremblements de terre.
Chercheur à l’Institut national de recherche pour le développement durable (IRD), Bletery pense qu’il sera peut-être un jour possible de prédire les tremblements de terre violents quelques minutes, voire quelques heures à l’avance.
Découverte du signal
Les tremblements de terre sont généralement causés par le mouvement de deux plaques tectoniques de part et d’autre de fractures géologiques profondes appelées lignes de faille.
« La faille a commencé à glisser quelque temps avant le tremblement de terre », a déclaré Bletery. « La question est la suivante : est-ce que cela s’accélère en une microseconde ou est-ce quelque chose qui prend plus de temps et peut être suivi ? »
Sur la base d’expériences passées, Bletery a des raisons de croire que des glissements progressifs se produisent effectivement. Maintenant, il a peut-être encore plus de raisons.
Dans le cadre d’un projet de recherche financé par l’UE, Bletery et son collègue de l’IRD, le Dr Jean-Mathieu Nocquet, ont découvert un signal qui pourrait – en théorie – être utilisé pour avertir au préalable de fortes secousses.
Nommé EARLIEle projet a débuté en janvier 2021 et devrait durer jusqu’en 2027 après une prolongation d’un an.
Anticiper la frustration
Des tremblements de terre se produisent quotidiennement dans le monde entier. La plupart sont trop petits pour être ressentis en surface.
Les séismes plus importants, d’une magnitude supérieure à 6, sont souvent mortels. Par exemple, celle qui a frappé la Turquie et la Syrie en février 2023 a tué plus de 50 000 personnes et laissé environ 1,5 million d’autres sans abri.
Au cours des deux dernières décennies, les tremblements de terre ont tué environ 1 million de personnes dans le monde, selon EARLI.
Non seulement les tremblements de terre peuvent être mesurés avec précision, mais l’endroit où ils ont tendance à se produire est également bien connu. L’Europe du Sud, notamment la Méditerranée, le Japon, l’Indonésie, le Chili et les États américains de Californie et d’Alaska, sont tous des points chauds.
Jusqu’à présent, les scientifiques n’ont pu identifier aucun signe détectable de glissement progressif des failles.
Soupçonnant qu’un tel signal pourrait être trop faible pour être capté par les sismomètres, Bletery et Nocquet ont plutôt utilisé les données à haut débit du système de positionnement global provenant de plus de 3 000 stations dans le monde.
Les informations GPS constituent une alternative aux données sismologiques pour évaluer l’ampleur des mouvements du sol lors d’un tremblement de terre et entre les séismes.
Les informations GPS comprenaient des données enregistrées des heures avant chacun des 90 tremblements de terre de magnitude 7 ou plus.
Cette approche s’est avérée payante. Les chercheurs ont découvert une tendance à peine perceptible, mais néanmoins statistiquement significative, qui commence à apparaître deux heures avant les tremblements de terre à proximité de l’épicentre éventuel.
« Ce n’est qu’un petit signal, mais vous ne pouvez pas le trouver au hasard ailleurs et à un autre moment », a déclaré Bletery. « C’est très intrigant. »
Il a déclaré que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élargir la compréhension du signal observé et considérer la faisabilité de la prévision des tremblements de terre.
Selon Bletery, l’un des obstacles réside dans le fait que les instruments actuels de surveillance des tremblements de terre n’ont pas la couverture et la précision nécessaires à ce type de recherche.
Une solution pourrait consister à relier des capteurs acoustiques à des câbles à fibres optiques situés sur les fonds marins ainsi que sous terre et qui constituent l’épine dorsale du système de communication mondial actuel.
Indicateur plus petit et plus rapide
Parallèlement, les chercheurs d’EARLI ont un objectif plus modeste : accélérer les alertes existantes envoyées aux personnes sur leur téléphone portable quelques minutes avant un tremblement de terre.
Ces alertes sont basées sur les ondes sismiques provoquées par le séisme et enregistrées par les sismomètres.
Bletery et son équipe cherchent à améliorer ces alertes en utilisant des sismomètres pour mesurer autre chose : les perturbations du champ de gravité terrestre provoquées par des mouvements massifs de roches.
Bien que cet indicateur soit beaucoup plus petit que les ondes sismiques, il est plus rapide.
Bletery et son équipe ont utilisé un algorithme d’intelligence artificielle (IA) pour analyser ce type de données et estimer le danger d’un tsunami potentiel.
Le système d’alerte existant en cas de tsunami nécessite 20 à 30 minutes pour la première estimation. La méthode EARLI, bien qu’encore expérimentale, nécessitait une minute.
« L’objectif est de rendre les systèmes d’alerte précoce beaucoup plus rapides », a déclaré Bletery.
Limiter les dégâts
Limiter les conséquences des tremblements de terre est également une priorité de recherche.
C’était l’objet d’un autre projet financé par l’UE. Appelé AUGMENTERil s’est déroulé de septembre 2019 à mai 2023.
«Notre point de départ était de rendre l’Europe plus résiliente aux tremblements de terre», explique le professeur Stefan Wiemer, directeur du Service sismologique suisse à l’ETH Zurich. « Et il n’existe pas de mesure unique pour y parvenir. »
Wiemer a dirigé un groupe d’ingénieurs et d’experts en sismologie, technologies de l’information, géologie et sciences sociales provenant de deux douzaines d’organisations dans 13 pays allant du Japon et de l’Italie à Israël et au Mexique.
Nouvelle carte européenne
Les chercheurs ont amélioré la capacité de l’UE à estimer les victimes et les dégâts causés par un tremblement de terre – ce qu’on appelle une « évaluation rapide de l’impact ».
L’équipe s’est appuyée sur les services mondiaux existants, notamment ShakeMap, qui rassemble des données sur les secousses du sol dans les zones frappées par des tremblements de terre.
À l’aide de nouvelles données plus détaillées, les chercheurs ont établi une version européenne du service ShakeMap. European Shakemap reçoit automatiquement toutes les données enregistrées lorsqu’un tremblement de terre d’une magnitude supérieure à 4 se produit.
En même temps, il compile des informations pertinentes telles que le nombre de personnes vivant dans la zone, les conditions locales du sol et la vulnérabilité des structures dans la zone touchée.
«En seulement 30 minutes après un événement, nous pouvons estimer le nombre approximatif de victimes, de blessés et les différents niveaux de dégâts et de coûts», a déclaré Wiemer, qui est également directeur de la sismologie au Département des sciences de la Terre de l’ETH Zurich.
Cela est non seulement utile pour prendre des décisions urgentes à la suite d’un tremblement de terre, mais peut également améliorer la connaissance de ce qui se passerait dans une zone particulière si un autre séisme s’y produisait.
Le système est le premier du genre à devenir opérationnel au niveau européen et est désormais également opérationnel en Italie et en Suisse.
RISE a également avancé des méthodes – notamment grâce à l’IA – pour prévoir des répliques plus fortes. À la suite d’un tremblement de terre, des centaines ou des milliers de petites secousses peuvent submerger les réseaux sismiques.
«Il est difficile de traiter toutes ces données, surtout lorsqu’il faut le faire manuellement», a déclaré Wiemer. «Grâce aux techniques d’apprentissage automatique, nous pouvons désormais traiter ces événements avec plus de rapidité et de précision.»
La recherche présentée dans cet article a été financée par le programme Horizon de l’UE, notamment, dans le cas d’EARLI, via le Conseil européen de la recherche (ERC). Les opinions des personnes interrogées ne reflètent pas nécessairement celles de la Commission européenne.
Plus d’informations
Cet article a été initialement publié dans Horizon le magazine européen de la recherche et de l’innovation.
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