Détecter les grands tremblements de terre quelques heures avant leur déclenchement

Près d’un million de personnes. C’est l’estimation du nombre de morts engendrés par les tremblements de terre et les tsunamis qu’ils génèrent, au cours des trente dernières années. Pour limiter le coût humain et matériel de ces catastrophes, des systèmes d’alerte existent dans certains pays, mais n’offrent, au mieux, que quelques secondes d’anticipation, puisqu’ils ne se déclenchent qu’une fois le séisme initié. Contrairement à certaines éruptions volcaniques, on ne sait donc pas prédire l’occurrence imminente d’un grand tremblement de terre.

L’existence d’une phase de glissement des failles qui précède les grands séismes est débattue depuis plusieurs décennies au sein de la communauté scientifique. Sauf que les observations réalisées jusqu’ici n’ont pas été probantes. Certains glissements observés ne précédent pas directement les tremblements de terre, ou ne sont pas identifiés avant la plupart des événements. Et parfois même, ils sont observés sans être suivis d’un séisme. Dans une étude publiée dans la revue Science, des chercheurs de l’IRD (Institut de recherche pour le développement) ont mis en évidence que les failles commencent à glisser quelques heures avant le déclenchement des grands séismes.

Pour identifier ces glissements, les scientifiques de l’IRD ont utilisé un catalogue de données GPS du Nevada Geodetic Laboratory, un laboratoire américain spécialisé dans la géodésie spatiale. Concrètement, ils ont identifié 90 tremblements de terre, dont la magnitude est supérieure ou égale à 7, et ont sélectionné les données GPS enregistrées dans un rayon de 500 km des épicentres depuis 2003. Au total, ils ont additionné les mouvements mesurés par 3 026 séries temporelles GPS à haute précision, projetées sur toutes les directions attendues du glissement, et cela, pendant les 48 heures précédant le début du séisme.

Des signaux annonciateurs observés 2 heures avant les grands séismes

Résultat, aucun mouvement anormal n’a été détecté durant les 48 à 2 heures qui précèdent les tremblements de terre. Cependant, dans les 2 heures précédant ces événements, un signal positif a été mis en évidence, soutenant l’hypothèse d’un glissement des failles dans la zone de l’épicentre. « Notre approche révèle une accélération exponentielle du glissement dans les deux heures précédant les ruptures, suggérant que les grands tremblements de terre commencent par une phase précurseur de glissement, que des améliorations de la précision et de la densité des mesures pourraient détecter et éventuellement surveiller plus efficacement », notent les auteurs de cette étude. Cette période de deux heures avant les grandes ruptures sismiques est une moyenne. Les chercheurs suggèrent que cette accélération du glissement de faille a lieu sur une échelle de temps plus large et que les observations des séries chronologiques GPS pourraient n’être que la toute fin d’un processus beaucoup plus long de glissements précurseurs.

L’identification de ce signal afin d’anticiper l’imminence d’un futur grand séisme survenant de manière isolée n’est malgré tout pas pour demain. Elle nécessiterait des progrès technologiques considérables, puisqu’il faudrait être capable de mesurer des signaux au moins dix fois plus petits que ceux actuellement détectés ou bien développer des mesures très près des failles. Cette étude fine des glissements sur les failles reste tout de même la meilleure piste pour espérer, à terme, obtenir des modèles à caractère prédictif. Ce résultat encourage le développement d’instruments plus précis et une instrumentation plus dense autour des failles pour anticiper les grands séismes. Cela constitue un enjeu majeur pour les pays du Sud, fortement exposés aux risques sismiques et aux tsunamis.