Robert Gates, qui sera rejoint mercredi par la chef de la diplomatie américaine, Hillary Clinton, doit rencontrer mardi le ministre de la Défense sud-coréen, Kim Tae-Young.
La date d'exercices militaires américano-sud-coréens devrait être annoncée à l'issue de la rencontre.
Ces exercices seront une "démonstration de force à l'attention de la Corée du Nord" visant à envoyer un "message fort de dissuasion", avait expliqué la semaine dernière le porte-parole du Pentagone, Geoff Morrell.
La Corée du Sud et les Etats-Unis, s'appuyant sur les conclusions d'une enquête internationale, accusent la Corée du Nord d'être responsable du naufrage fin mars de la corvette sud-coréenne Cheonan qui avait causé la mort de 46 marins.
Pyongyang nie vigoureusement toute implication dans le naufrage. Le 9 juillet, le régime a échappé à une accusation directe de la part du Conseil de sécurité de l'ONU qui a seulement condamné "l'attaque".
Le porte-avions américain George Washington et trois croiseurs sont attendus mercredi pour prendre part aux exercices en Corée du Sud, où 28.500 soldats américains sont stationnés.
M. Gates rencontrera une nouvelle fois son homologue mercredi, tandis que Hillary Clinton s'entretiendra avec le ministre des Affaires étrangères, Yu Myung-Hwan.
Le Forum régional de l'Association des Nations d'Asie du Sud-Est (Asean) sur la sécurité, qui regroupe aussi les Etats-Unis et la Chine, s'est dit "profondément préoccupé" par le naufrage du Cheonan, dans un projet de déclaration de la présidence obtenu lundi.
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