L’impact du séisme qui a provoqué la catastrophe de Fukushima

En 2011, le Grand tremblement de terre de l’Est du Japon (ou séisme du Tôhoku) a mis en lumière les déficiences de la sismologie, dont les prédictions dans cette zone se limitaient à un séisme d’environ 8 degrés de magnitude. Jusque là, on croyait que les séismes étaient dotés de caractéristiques propres à l’endroit où ils survenaient, et que des séismes d’ampleur similaire se répétaient régulièrement. Mais nous reconnaissons désormais la diversité des séismes et savons que les zones de rupture changent avec chacun d’entre eux.

Le séisme du Tôhoku nous a aussi prouvé qu’au moment où s’amorce la rupture nous ignorons la force qu’aura le séisme, ce qui montre bien la difficulté de la prédiction de ces événements. Ceci étant, le gouvernement japonais a modifié les priorités de son système de préparation aux catastrophes. Ce système, qui avait jadis pour prémisse la prédiction du prochain tremblement de terre du Tôkai, reconnaît désormais l’incertitude des prédictions et, soucieux de maintenir les gens en état d’alerte, publie davantage de bulletins au jour le jour sur la propension sismique du creux de Nankai.

La découverte des séismes lents

Le Hi-net et le GEONET ont permis une importante découverte ayant des ramifications à l’échelle planétaire : l’existence des séismes lents, le phénomène sismique que constituent les glissements de faille plus lents que les séismes ordinaires, classés selon leur lenteur. Les premières découvertes mondiales de séismes lents, survenues en 1999 et 2002 dans le sud-ouest du Japon, ont été suivies d’autres découvertes dans divers endroits du monde. Du fait que les séismes lents prennent leur origine à la périphérie des séismes de grande ampleur, on pense qu’ils entretiennent un lien avec ces grandes catastrophes. Nous savons que, juste avant le Grand tremblement de terre de l’Est du Japon, des séismes lents se sont produits à proximité, et qu’il n’est pas exclu que ce soit eux qui aient provoqué le grand tremblement de terre.

Le Réseau d’observation du plancher océanique pour les tremblements de terre et les tsunami le long de la fosse du Japon (S-net), mis en place par le NIED après le séisme du Tôhoku et doté de 150 bases, ainsi que d’autres réseaux câblés du plancher océanique (voir figure 2), ont révélé la présence d’une pluralité de séismes lents dans la fosse du Japon et à proximité du creux de Nankai. Compte tenu de la possibilité qu’il existe une relation entre les séismes lents et les séismes de grande ampleur, la proposition a été émise que les premiers soient intégrés parmi les critères justifiant la publication de bulletins sur la préparation aux séismes du creux de Nankai.

Sauver des vies grâce à l’alerte sismique précoce

On ne peut pas savoir à l’avance le moment et l’endroit des ruptures de faille, mais si l’on parvient à déterminer la forme et la friction des plans de faille ainsi que la façon dont la force s’applique, il devrait être possible d’évaluer la probabilité de l’imminence d’un séisme. L’observation des changements affectant la croûte terrestre sur terre et en mer a fait grandement progressé notre compréhension de la force de l’adhésion des plaques entre elles à leur bordure. Les supercalculateurs nous permettent d’estimer les emplacements et de mesurer la force active en bordure des plaques, en prenant en considération la subduction des plaques océaniques, les données au jour le jour sur les changements de la croûte et la redistribution de l’énergie via les séismes de faible ampleur et les séismes lents.

Pour améliorer la précision future des prédictions, nous devons mettre en œuvre une observation souterraine précise en vue de déterminer la forme des bordures de plaques et les quantités physiques de matériaux présents dans le voisinage. Il est également important de savoir quand et où se sont produits les grands séismes historiques, et de connaître leur ampleur. L’étude des documents anciens par les historiens et la recherche géologique sur les dépôts de tsunami concourent elles aussi à l’amélioration de la prédiction des séismes à venir.

La prévision des séismes ne peut établir qu’une probabilité — il n’existe aucun moyen de savoir avec certitude qu’un séisme va se produire à un moment donné. Mais immédiatement après le début d’un séisme, savoir en quelques secondes s’il va se transformer en une énorme secousse pourrait contribuer à sauver des vies. À l’heure actuelle, on enregistre des progrès dans la recherche sur ce genre d’informations en temps réel ainsi que dans l’application des résultats. L’Agence météorologique du Japon (JMA) a mis en place son service d’alerte précoce en 2007 (voir figure 3).

Ce service s’est avéré efficace en 2011 dans la région du Tôhoku, lors du tremblement de terre du même nom, mais il a sous-estimé la secousse qui a frappé la région aux alentours de Tokyo. La méthodologie employée à l’époque estimait l’emplacement du glissement initial de la faille qui allait provoquer le séisme ainsi que la magnitude attendue, en prédisant la force des secousses à diverses distances de ce point. Ce qu’elle n’a pas su prendre en considération, c’est l’extension que prendrait la zone de rupture, comme ce fut le cas lors du mégaséisme de 2011. Aujourd’hui, notre façon de procéder intègre une méthode permettant de mesurer les secousses sur un plus vaste éventail de points en vue d’évaluer la secousse au point cible, ce qui renforce la fiabilité du système. Et la mise au point de nouveaux procédés est en cours. Les modèles de faille pour les mégaséismes sont ajustés en permanence à l’aide de données en temps réel provenant du GEONET, et des recherches sont en cours pour appliquer ces données à la prédiction rapide des tsunami.

Stabilité et préparation

Le récent lancement du réseau MOWLAS a facilité la progression de la recherche sismique et renforcé la fonctionnalité de l’évaluation du statut de l’activité sismique, de la prédiction des séismes, et de l’information en temps réel. Ce genre de connaissance et d’information est essentiel pour la protection des gens et de la société dans son ensemble. Nous devons veiller à la stabilité du fonctionnement du réseau d’observation sur lequel tout cela repose.

Comme les mégaséismes qui se produisent en mer constituent une menace particulièrement sévère, nous devons aller de l’avant dans la mise en place des systèmes de câbles sous-marins destinés à l’observation de l’activité des séismes et des tsunami.

Mais, quelques soient ses progrès, la recherche a ses limites et, alors même que nous acquerrons et appliquons cette connaissance, nous devons aussi être constamment prêts à faire face aux séismes qui peuvent frapper en tous temps et en tous lieux.

(Photo de titre : glissements de terrains dévastateurs après le séisme qui s’est produit dans la ville d’Atsuma, sur l’île de Hokkaidô le 6 septembre 2018. Jiji)