Cette découverte pourrait révolutionner les systèmes d’alerte aux tremblements de terre

Souvenez-vous, le 11 mars 2011, quand le tremblement de terre de Tohoku Oki au Japon, avait atteint une magnitude de 9.0 et engendré plus de 15 000 victimes et laissé plus de 300 000 personnes sans-abri. Après 5 ans d’étude sur ce phénomène dévastateur, des chercheurs auraient détecté un changement de gravité en amont des secousses sismiques, qui pourrait contribuer à terme à améliorer les systèmes de prévoyance des tremblements de terre. Explications.

Mieux vaut tard que jamais. Issu d’une collaboration internationale comprenant des chercheurs de l’Institut de Physique du Globe de Paris et du Laboratoire Astroparticule et Cosmologie, ce long travail de recherche pourrait constituer une révolution dans nos systèmes d’alerte. En effet, quand un tremblement de terre génère des ondes sismiques, qui se déplacent dans l’espace à une vitesse de 7 à 8 kilomètres par seconde, il s’accompagne d’une redistribution de masse importante qui génère des modifications significatives du champ gravitationnel terrestre. Ce même champ gravitationnel est quant à lui perturbé de manière quasi-instantanée, autour de 300 000 km/s (soit la vitesse de la lumière). Cependant, une modification du champ gravitationnel a été détectée pendant la rupture au moment de la perturbation du champ et avant l’arrivée des ondes sismiques au détecteur. Une première !

Afin de détecter un tel signal, les chercheurs se sont servis d’un exemple de taille, en s’intéressant au séisme le magnitude 9.0 de Tohoku-Oki au Japon. Comme nous l’explique le CNRS, les chercheurs ont réalisé une analyse statistique des données enregistrées par le gravimètre supraconducteur de Kamioka, situé à environ 500 km de l’épicentre, agrémentée par des données de scissomètres large-bande du réseau japonais F-net. Ainsi, ils ont pu mettre en évidence un signal de gravité lié à la rupture sismique, avec une signification statistique supérieure à 99 %, en accord avec un modèle analytique du signal de gravité.

Cette découverte ouvre le champ des possibles aux systèmes d’alerte rapide aux tremblements de terre. Autrement appelés EEWS, ces systèmes basent leur système de prévention sur la détection d’ondes sismiques de compression P, qui précèdent les ondes de cisaillement destructrices S. A ce jour, le décalage entre la détection des ondes P et S (de seulement quelques secondes à proximité de la rupture) est exploité pour alerter la population locale et protéger les équipements et infrastructures à risque. Néanmoins, le signal du champ de gravité simultané à la rupture pourrait permettre de gagner de précieuses secondes avant l’arrivée des ondes sismiques P.

Même si ce système de détection des tremblement de terres n’est pas abouti, il ouvre de nouvelles perspectives. À l’avenir, si de nouveaux instruments de mesure du champ gravitationnel terrestre venaient à être développés, nous aurions la possibilité de prévoir un séisme avant l’arrivée des premières ondes sismiques, puis de déterminer la magnitude exacte d’un séisme dès la fin de la rupture.