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Laboratoire de rechercheEnregistrement des séismes

Jeudi 6 décembre 2012

La détection et l’enregistrement des séismes est un enjeu   majeur dans la gestion du risque sismique  . Juste après la survenue d’un séisme  , il est en effet essentiel de pouvoir connaitre très rapidement les caractéristiques de l’événement qui constituent autant d’informations précieuses pour l’éventuelle gestion de crise et l’information des autorités et des citoyens. Mais au-delà, ces enregistrements sont particulièrement précieux car ils constituent la base de toutes les études menées afin de caractériser l’aléa sismique  .

Dès lors, un champ important de recherche appliquée consiste à développer et à déployer des capteurs suffisamment sensibles pour enregistrer finement les séismes, qu’ils aient lieu à proximité ou à l’autre bout du globe.

La surveillance sismologique en France

En France, il existe deux réseaux nationaux de surveillance sismique : le réseau national du Laboratoire de Détection et de Géophysique (LDG?) du Commissariat à l’Energie Atomique (CEA?), et le Réseau National de Surveillance Sismique (RéNaSS?) géré par l’Institut de Physique du Globe de Strasbourg.

Crée en 1962 à des fins de stratégie militaire et constitué d’une cinquantaine de stations, le LDG est le plus ancien réseau sismologique français. Le RéNaSS regroupe quant à lui plus d’une centaine de stations métropolitaines réparties en 7 réseaux régionaux. Ces réseaux nationaux détectent, localisent et évaluent la magnitude   des séismes. L’alerte sismique qui incombait jusqu’en 2010 au RéNaSS est maintenant assurée par le LDG.

Réseaux de surveillance sismique du CEA/LDG (à gauche) et du RéNaSS (à droite)
Réseaux de surveillance sismique du CEA/LDG (à gauche) et du RéNaSS (à droite)
sources : CEA?/LDG? et RéNaSS?

En plus de ces réseaux, la France dispose également d’un réseau accéléromètrique permanent, le RAP?, dont les capteurs permettent l’enregistrement des mouvements forts. D’autre part, en Outre-Mer, des réseaux spécifiques ont été mis en place comme les réseaux des Observatoires Volcanologiques et Sismologiques aux Antilles (OVSG et OVSM).

Des réseaux de recherche sont également mis en place par certains laboratoires, de manière permanente comme le réseau global de stations sismologiques large bande GEOSCOPE, ou provisoire. Parmi les réseaux provisoires, notons notamment l’exemple du projet PYROPE (PYRenean Observational Portable Experiment) qui prévoit de déployer à partir de début 2011, un réseau dense de stations sismologiques dans le Sud-ouest de la France afin d’imager les structures profondes avec une précision sans précédent, de mieux comprendre comment se sont formées les grandes structures géologiques comme la chaîne des Pyrénées ou le golfe de Gascogne, mais aussi de préciser la géométrie des failles actives ou encore d’améliorer la précision de la localisation des séismes.

Par ailleurs, les réseaux sismologiques français contribuent au Centre Sismologique Euro-Méditerranéen (CSEM?) en mettant à disposition en temps réel leurs données afin de permettre une information sismologique rapide et l’émission d’alertes suite aux séismes potentiellement destructeurs dans le bassin Euro-Méditerranéen.

Enfin, il est à signaler que le projet Réseau Sismologique et géodésique Français (RESIF?) vise à fédérer la communauté scientifique afin notamment de rassembler l’ensemble des données sismologiques acquises en France, et ainsi de construire un dispositif moderne d’observation sismologique. Ce projet d’équipement instrumental, initié et coordonné par l’Institut National des Sciences de l’Univers (INSU), est classé comme projet de Très Grande Infrastructure de Recherche par le Ministère de la recherche et constitue une contribution importante au projet européen EPOS (European Plate Observing System), actuellement proposé pour rejoindre les grandes infrastructures européennes de recherche (ESFRI).

La sismologie   temps-réel

Grace au développement de technologies permettant la transmission rapide et automatique de données en temps-réel, on observe une modernisation des réseaux de surveillance sismologique permettant de disposer d’informations sur les séismes, extrêmement rapidement après leur occurrence. La sismologie   dite « temps-réel » a ouvert ces dernières années de nouveaux champs à la recherche appliquée, parmi lesquels :

  • Prédiction à court-terme : évaluation en continu de la probabilité d’occurrence d’un séisme   à un endroit donné, en fonction de l’activité sismique passée et présente ;
  • Outils de réponse rapide : évaluation rapide et automatique des caractéristiques du séisme   et de ses conséquences. Un système de réponse rapide a notamment été développé au niveau des Pyrénées dans le cadre du projet Interreg ISARD.
  • Alerte précoce : analyse des premières ondes sismiques, afin d’émettre une alerte avant l’arrivée des ondes destructrices. Une étude sur la faisabilité d’un système d’alerte sismique précoce a été menée aux Antilles et une autre est en cours dans les Pyrénées dans le cadre du projet Interreg SISPyr.

Les mesures de la déformation de la croûte   terrestre

Outre les mouvements du sol rapides ou « haute fréquence » induits par les séismes, il est également important de pouvoir caractériser la manière dont les plaques tectoniques se déplacent les unes par rapport aux autres. Même si le territoire métropolitain ne se situe pas dans une zone très active, les Alpes et les Pyrénées enregistrent néanmoins de lentes déformations liées à la remontée de la plaque Africaine vers la plaque Eurasienne. D’autre part, l’Arc des Petites Antilles où se trouvent les îles de Martinique et de Guadeloupe constitue une zone autrement plus active marquée notamment par la subduction   de la plaque Atlantique.

La mesure de ces déformations lentes a nécessité le développement et la mise en place de technologies adaptées extrêmement fines afin de pouvoir mesurer des déformations millimétriques sur des périodes de temps de l’ordre de l’année. Aussi, des mesures sont réalisées à l’aide de stations GPS haute résolution. Afin d’obtenir des mesures en continu, un réseau permanent de stations GPS a également été créé : le RENAG?.

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Bibliothèque

  • Veille scientifique sur les systèmes d’alerte sismique précoce
    Résumé Ce document de 86 pages présente en détails les principales voies de recherche dédiées à l’alerte sismique précoce et leurs enjeux, ainsi que les principaux projets menés sur ces systèmes innovants. Dans un second temps, la question de l’utilisation opérationnelle de ces systèmes est étudiée, avec le souci d’identifier les innovations ou les nouvelles orientations présentant un intérêt particulier pour la France.
    Date de publication Août 2012
    Maître d’ouvrage MEDE
    Maître d’oeuvre BRGM?