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Comprendre les colères de la Terre

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Améliorer les scénarios de secousses sismiques, analyser les tremblements de terre qui ont eu lieu dans le passé, ne pas négliger les zones "dormantes", déployer des infrastructures de mesure et d'observation, travailler à l'échelle internationale et intercontinentale, affiner les méthodologies et les outils... Autant de pistes qui balisent les projets européens focalisés sur les séismes.

Le retour en force de la paléo-histoire

Il y a cinq ans, la Turquie occidentale a été frappée, à trois mois d'intervalle (les 17 août et 12 novembre 1999) par deux séismes importants, respectivement de magnitude 7,4 (épicentre dans la baie d'Izmir) et 7,1 (mer de Marmara). Bilan : 30 000 morts, plus de 50 000 blessés, et plus de 35 milliards € de dégâts matériels. Comme après chaque tremblement de terre majeur, de très nombreuses recherches et études de terrain ont eu lieu depuis lors dans les régions anatoliennes traversées en sous-sol par les deux failles de Izmit Ducze et Marmara, considérées désormais comme dangereusement actives à la frontière entre les plaques eurasienne et africaine. "Une telle séquence de deux séismes géographiquement et temporellement aussi rapprochés a un caractère unique dans un passé récent", souligne Mustapha Mehgraoui, de l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg (CNRS, FR), qui coordonne le projet européen Relief (Reliable information on earthquake faulting). "Elle a en tout cas montré l'inadaptation des scénarios de risques séismiques qui sont établis suivant des évaluations probabilistes standard, simplement basées sur le catalogue de sismicité historique et des sources séismotectoniques simplifiées."

Le projet Relief, commencé en 2002, déploie une vaste exploitation de toute la cartographie géophysique observable sur le long tracé des deux failles - et notamment les marques laissées sur 170 km par les séismes de 1999 - que ce soit par des relevés de terrain ou des prises de vue aériennes et satellitaires. L'une des originalités spécifiques de notre approche est d'intégrer une démarche beaucoup plus rétrospective de l'histoire séismique de la région - et ce, en remontant bien au-delà du tremblement de terre de degré 7,4 qui avait déjà frappé la Mer de Marmara en 1912. Le temps de la Terre fonctionne à une échelle sans commune mesure avec la nôtre. Beaucoup de géophysiciens sont de plus convaincus que la paléosismologie, la recherche des traces laissées dans les couches géologiques superficielles par des séismes remontant à l'Holocène et au Pleistocène supérieur - sur environ 20 000 ans - sont une source féconde pour comprendre les risques actuels présentés par les failles actives.

En Europe occidentale, un calme trompeur ?

Si l'on exclut sa partie méridionale allant de la Grèce à l'Italie en passant par les Balkans, l'Europe bénéficie dans l'ensemble - et pour le moment du moins - d'une basse séismicité. Ce calme relatif est-il trompeur ? Un nombre non négligeable de zones, qui ont connu dans le passé des tremblements de terre violents, doivent être considérées comme lentement ou potentiellement actives. On peut citer notamment la Provence et le sillon du Rhône, le sillon du Rhin, la Plaine du Pô, la côte catalane, l'Espagne méridionale. Si le risque est actuellement considéré comme faible - ou inconnu -, la vulnérabilité de l'Europe de l'Ouest est en revanche élevée, en raison de la densité de concentration de population et des infrastructures, ainsi que des faibles applications de normes parasismiques dues à l'absence de souvenirs récents de séismes.

Des études géomorphologiques et géologiques nombreuses et approfondies donnent aujourd'hui une connaissance assez bien documentée des failles peu ou pas actives. Mais l'intensité du couvert végétal et les modifications profondes et permanentes du paysage par l'homme constituent un obstacle à l'observation des lentes déformations liées au travail des failles. C'est à un exercice approfondi de mise à jour de cette impression fallacieuse de "sécurité" que s'est employé, de 2001 à 2004, le projet SAFE. Mobilisant les approches sismologiques les plus avancées, ce projet a notamment établi une nouvelle cartographie des risques sismiques dans certaines zones et constitué des systèmes experts pour aider à établir de nouveaux diagnostics d'évaluation des risques potentiels.

A gauche : tranchée d'étude à Guzelkoi. A droite : dans cette zone de faille, les flèches noires montrent les cicatrices des failles datant de 1912.

La sismologie euro-méditerranéenne à l'âge virtuel

Plaque eurasienne contre plaque africaine : le destin sismologique des deux bords de la Méditerranée, marqué par la rencontre entre ces deux plaques, est indissociablement lié. C'est en fonction de cette frontière tectonique majeure que l'Europe a développé un puissant système de détection, en coopération avec ses partenaires d'outre rive, de la Turquie au Maroc. Le déploiement de cette infrastructure de mesures (plus de 2 000 sismographes, sans compter les accéléromètres et autres capteurs provisoires reliés à plus de 100 observatoires spécialisés) a été particulièrement intensif depuis une décennie, faisant du réseau euro-méditerranéen un dispositif de surveillance similaire à ceux dont sont dotés la Californie ou le Japon.

Mais comment gérer un tel flux de données, disséminées en un aussi grand nombre d'acteurs ? La première étape a été, en 1975, la création du Centre sismologique Euro-Méditerranéen (CSEM-EMSC), placé sous les auspices de la Commission sismologique européenne, dont la mission principale est la centralisation des informations et des données et la diffusion des messages d'alerte - notamment au Conseil de l'Europe et aux instances européennes.

Dans les années '80, l'apparition des nouveaux sismomètres à très haute performance, basés sur les technologies numériques à large bande, amena à la création du réseau Orfeus (Observatories and research facilities for European seismology), spécifiquement dédié au développement de ces outils et des logiciels de transmission et de traitement des données.

Cependant, ces dernières dix années, le déploiement fulgurant des technologies de l'information et de la communication via Internet constitue un challenge permanent pour l'infrastructure sismologique euro-méditerranéenne. "Sous peine d'une divergence de plus en plus handicapante, il fallait unifier les standards, les protocoles et procédures d'échanges ainsi que la compatibilité absolue des logiciels", explique Torild van Eck, du Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI), quartier général du réseau Orfeus. "En 2000, nous avons donc obtenu, dans le cadre des soutiens européens aux infrastructures de recherche du cinquième programme-cadre, un financement pour le lancement du projet Meredian (Mediterranean-European rapid earthquake data information and archiving network). L'objectif était de mettre en place les outils pour optimiser l'échange, l'archivage et l'accès aux énormes quantités de données recueillies par quelque 400 stations équipées en numérique à large bande dans le cadre d'Orfeus."

Un des fleurons nés de ce projet est la création du VEBSN (Virtual European scale broadband seismograph network), une plate-forme Internet ultra performante pour l'échange, la mise à jour et la consultation en temps réel de données numériques provenant d'un vaste réseau de plus de cent stations sismologiques. Dès qu'un événement se produit - comme ce fut le cas, par exemple, lors des tremblements de terre d'Algérie en 2003 et du Maroc en 2004 -, les utilisateurs ont pu disposer en un temps record de renseignements précieux sur la situation des lieux touchés, l'amplitude des ondes de surfaces et donc des secousses enregistrées, le suivi des répliques, etc.

Cette intégration croissante des réseaux d'observation euro-méditerranéens est appelée à s'étendre en intégrant de plus en plus les nouveaux pays adhérents de l'Union ou candidats et la région à très haut risque sismique des Balkans.

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