Calculer le temps de retour des grands séismes

Comprendre la sismicité du Liban (notamment l’activité de ses failles géologiques) et la déformation de ses montagnes (qui continuent à s’élever par rapport au niveau de la mer) a constitué l’essence des missions que MM. Paul Tapponnier et Geoffrey King, de l’IPGP, ont effectuées (et effectuent toujours) en collaboration avec le Centre de géophysique du CNRS libanais. Leur travail permettra de répondre à plusieurs questions cruciales, dont celle du temps de retour des grands séismes. Leurs activités s’étendent également à un grand nombre de pays traversés par des failles actives importantes. Les deux sismologues fournissent des éléments d’information réunis au cours de leurs séjours répétés au Liban depuis deux ans. L’un des critères importants pris en compte dans l’étude de la sismicité est la vitesse de mouvement des plaques géologiques. Au Liban, la plaque arabique, à l’est, se déplace par rapport à la plaque Afrique, à l’ouest, de l’ordre d’un demi centimètre par an environ. «Cela peut paraître minime comparé à la Californie, qui connaît un mouvement de l’ordre de trois centimètres par an», reconnaît M. Tapponnier. «Mais ce que cela change, c’est le temps de retour d’un grand séisme, pas la taille de la catastrophe. Le Liban est donc fortuné dans le sens que ces événements ne se reproduisent pas souvent sur son territoire. En Californie, on les attend tous les 150 ou 200 ans; au Japon aussi. En Turquie, quand cette vague de séismes sera terminée (on en attend encore un ou deux en mer de Marmara dans les 30 années à venir), on sera tranquille pendant 270 ans». L’étude des séismes anciens est donc une mesure indispensable pour déterminer approximativement le temps de retour d’un grand tremblement de terre. «Le séisme de 1202 a brisé la faille de Yammouné sur une grande partie de sa longueur», poursuit M. Tapponnier. «La question est de savoir à quelle date s’est produit un séisme de cette taille sur cette faille. Cela s’appelle la paléosismologie, soit le fait de déchiffrer la sismologie du passé, pas toujours enregistrée par les historiens». Ce que les sismologues en quête de réponse s’appliquent à faire c’est de trouver un point où, en creusant le sol et en tranchant à travers la faille, ils parviendront à dater des bouleversements du sol associés à des séismes plus anciens. C’est ainsi qu’ils arriveront à définir le temps de retour d’un grand séisme. «Si le prochain séisme suit la règle ainsi définie (en admettant qu’il y en ait une, parce que toutes les failles ne fonctionnent pas de manière simple), sa date approximative pourra être fixée, ce qui représentera un progrès énorme», considère M. Tapponnier. En ce qui concerne la faille marine dont l’existence vient d’être découverte, les informations sont encore plus rares. Une des activités urgentes des sismologues consistera à explorer cette faille en mer. Pour cela, il leur faudra un bateau et établir une cartographie précise du fond marin. Une campagne menée par M. King, à l’aide d’un instrument appelé GPS, vise à calculer la vitesse des failles : des stations, dont l’emplacement aura été fixé avec précision, sont mises en place. Un nouveau calcul effectué deux ans plus tard et mettant en lumière la modification de l’emplacement de ces stations donnera une idée de la vitesse de mouvement des failles. L’aléa sismique sera alors déterminé après un certain nombre de campagnes. «Quand nous avons une bonne connaissance des segments de failles qui se sont brisés pendant les séismes connus (ce que nous essayons de préciser au Liban), nous arrivons à comprendre le phénomène par lequel l’addition de chaque séisme au précédent change les forces qui s’exercent sur le reste des failles», souligne M. King. «Ainsi, les tremblements de terre récents dans les zones d’Izmit et d’Istanbul en Turquie montraient bien que la première était prête à se rompre. Maintenant, on croit que le séisme d’Izmit a concentré les contraintes dans la région de la mer de Marmara, ce qui signifie que ce sont ces failles-là qui vont se briser prochainement». M. King a par ailleurs mis au point une approche qui a permis de comprendre pourquoi un séisme sur une faille en déclenche un autre. Les failles importantes au Liban n’échappent pas à cette règle. Une connaissance plus approfondie permettra aux sismologues d’élaborer un scénario mécanique (pour préciser la région dans laquelle un séisme est attendu). C’est la date exacte des tremblements de terre qui reste impossible à fixer. Est-il possible, au Liban, de s’attendre à de petits séismes au lieu d’un grand ? «Je peux seulement vous dire que ce sont des questions auxquelles nous allons tenter de répondre», dit M. Tapponnier. «Mais il faut savoir qu’il faudrait non pas deux séismes de magnitude six, mais trente, pour faire l’équivalent d’une secousse de magnitude sept ! De même, il faut trente séismes de magnitude sept pour créer l’effet d’un de magnitude huit. Pour un tremblement de terre de magnitude 7,5, comme l’était probablement celui de 1202, il faut s’attendre à deux séismes de magnitude 7,3 ou 7,4. Nous serions alors dans le domaine des grands séismes».