Un tremblement de terre ne survient pas d’un seul coup sans prévenir. Il se passe des choses en amont. La faille se débloque à un endroit, commence à glisser puis tout devient instable et le glissement accélère jusqu’à générer un gros séisme. « C’est ce que dit la théorie et ce que montrent les expériences en laboratoire », pointe François Passelègue, chercheur CNRS au laboratoire Géoazur (Valbonne). Mais la réalité est plus complexe avec une grande variété de situations. Cette phase de préparation d’un séisme – appelée phase de « nucléation » – peut parfois durer quelques heures, quelques jours voire quelques mois. Elle a duré quelques jours avant le séisme de Tohoku-Oki qui a frappé durement le Japon en 2011, mais plusieurs mois avant celui d’Iquique au Chili en 2014. Et dans certains cas, cette phase de nucléation semble inexistante. Pourquoi une telle variété ? « C’est la grande question à laquelle nous avons voulu répondre », ajoute le chercheur.
Dans un article paru dans Nature, il montre pour la première fois que des petites secousses précoces influencent la durée de la nucléation. Celle-ci sera d’autant plus courte que ces secousses – appelées « foreshocks » – sont fortes. « Quand elles sont vraiment fortes, la phase de nucléation est presque invisible », insiste Barnaby Fryer, post-doctorant à Géoazur et premier auteur de l’étude.
Prédictions
Ce résultat a été obtenu en laboratoire sur un dispositif expérimental simulant une faille avec du plexiglas, dans le cadre du projet européen Hope qui se termine en 2027. « Notre but est de déterminer quelles sont les informations minimales qu’il nous faut pour prédire la sismicité dans le temps et l’espace, résume François Passelègue. La conclusion actuelle est qu’il faut réussir à mesurer la contrainte sur toute la faille en temps réel ». Ce qui est faisable en laboratoire mais semble totalement impossible sur le terrain pour l’instant. « Cela impliquerait de faire des forages profonds pour installer des capteurs de contraintes et de pression, ajoute le chercheur. C’est beaucoup trop coûteux. »
Maintenant que l’importance des secousses précoces dans la phase de nucléation est démontrée, les chercheurs aimeraient être capables de prédire où va commencer cette phase de nucléation. « Dans nos expériences de laboratoire, c’est très hétérogène », souligne François Passelègue. L’endroit où la faille commence à glisser change d’une expérience à l’autre. « Nous y travaillons depuis quelques années, ajoute-t-il. Cela serait une grande avancée dans la compréhension des processus de préparation des séismes ». Tout comme l’étude de scénarios plus complexes. « Jusqu’à présent, nous nous sommes limités au cas simple d’une seule secousse précoce située sur la faille », souligne Barnaby Fryer. Mais que se passerait-il s’il y en avait plusieurs et qu’elles se produisaient à distance de la faille ?
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