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Les dangereux excès de vitesse des séismes

Une femme marche dans les débris du quartier de Balaroa, à Palu, en Indonésie.

Une femme marche dans les débris du quartier de Balaroa, à Palu, en Indonésie.

Photo : Reuters / Beawiharta Beawiharta

Renaud Manuguerra-Gagné

Les effets dévastateurs d'un séisme ne s'évaluent pas uniquement par sa magnitude. Et pour la première fois, des chercheurs ont réussi à capter sur le vif la vitesse à laquelle un tremblement de terre se déplace, permettant ainsi de mieux comprendre les origines de ce type de catastrophe naturelle.

Le 28 septembre dernier, l’Indonésie a été frappée par le séisme le plus meurtrier de 2018, faisant plus de 2000 victimes.

Plusieurs villes et villages ont été rayés de la carte à la suite du passage d’un tsunami, de multiples glissements de terrain ou du phénomène nommé liquéfaction du sol, qui se produit quand les vibrations enlèvent au sol sa stabilité et le transforment en sable mouvant.

Or, le type de faille géologique qu’on retrouve dans la région est formé par la jonction de deux plaques tectoniques qui glissent l’une contre l’autre dans un mouvement vertical. Ce type de mouvement n’aurait pas dû causer autant de dégâts, selon plusieurs experts.

Deux équipes de chercheurs français et américains ont toutefois découvert ce qui s’est vraiment passé. Ils ont obtenu des données sur un phénomène qui est rare : un séisme ultrarapide, mieux connu en anglais sous le nom de « supershear earthquake ».

Un record de vitesse

Les séismes sont causés par le déplacement brutal des plaques tectoniques, qui accumulent pendant des années des tensions jusqu’à ce que l’énergie se libère d’un coup. Cette énergie ne se dégage pas tout le long d’une faille en même temps. Elle commence son parcours à un point précis, puis se propage à travers la roche sous la forme d’ondes sismiques, un peu comme une fermeture éclair le long du sol.

Normalement, ces ondes arrivent selon une séquence précise. On retrouve d’abord les ondes de compression, aussi appelées ondes P, qui sont plus rapides. Il y a ensuite les ondes de cisaillement, aussi appelées ondes S, plus lentes. Finalement, il y a les ondes de surface, qui sont responsables des secousses ressenties lors des tremblements de terre.

En analysant les données sismiques prélevées par 51 stations en Australie, les chercheurs américains (Nouvelle fenêtre) ont remarqué que le séisme de 2018 s’est déroulé tellement rapidement que toutes ces ondes ont été générées en même temps. En 35 secondes, cette énergie a parcouru 150 kilomètres, ce qui est l’équivalent de 15 000 km/h et qui est 25 % plus rapide qu’un tremblement de terre normal.

Ainsi, cette vitesse fulgurante pourrait être responsable des dommages importants provoqués par ce séisme, mais d’autres études seront nécessaires pour le confirmer.

Une autoroute pour séismes

À l’aide de relevés satellites, les chercheurs français (Nouvelle fenêtre) ont montré que cette vitesse était en partie causée par un terrain totalement plat, sans aucune zone accidentée, ce qui aurait permis à l’énergie de se propager en ligne droite sur une grande distance.

Toutefois, plusieurs observations restent sans explication. Les chercheurs ont constaté que le séisme s’est produit à grande vitesse dès son commencement, alors qu’un tel phénomène devrait nécessiter un temps d’accélération, même dans le cas de séismes ultrarapides. Ensuite, l’énergie du tremblement de terre s’est propagée en ligne droite, malgré des bifurcations dans la ligne de faille, qui auraient dû lui faire perdre de l’énergie et le ralentir.

Ce phénomène pourrait s’expliquer par une faille beaucoup plus profonde que prévu et qui serait plus droite à de grandes profondeurs. Il faudra toutefois attendre le résultat d’autres travaux pour confirmer cette hypothèse.

De plus, l’information obtenue à la suite de ce drame pourrait s’avérer des plus importantes pour comprendre les tremblements de terre ultrarapides. En effet, le type de faille ayant entraîné le séisme de septembre dernier se retrouve également dans certaines des régions les plus peuplées du monde, comme en Californie, près de la ville de Los Angeles, ou en Turquie, près de la ville d’Istanbul.

Comprendre ce qui a entraîné le séisme de 2018 permettrait de savoir comment de telles choses peuvent se produire et d’estimer où elles pourraient se reproduire.

Science