Port-au-Prince, janvier 2010. Au lendemain du tremblement de terre qui l'a dévastée, la capitale haïtienne n'est plus qu'un amas de décombres. Le séisme qui a frappé Haïti en janvier 2010 la rappelé violemment : le sol sur lequel nous vivons n'est pas immobile. Il est constitué d'un puzzle de plaques qui s'entrechoquent, se chevauchent ou s'écartent, agitant la Terre de mouvements continus.

Le sol s'est soulevé. Les arbres se sont mis à bouger dans tous les sens. Des murs se sont effondrés, des canalisations éventrées ont commencé à cracher de l'eau, des meubles se sont renversés, des nuages de poussière ont été projetés dans l'air. En 45 secondes seulement, ce 12 janvier 2010 à Haïti, un tremblement de terre a voué à la mort près de 222.000 personnes et détruit des centaines de milliers de bâtiments. Plus d'un an plus tard, la capitale Port-au-Prince, est toujours sous les décombres, le bilan des victimes s'est encore alourdi et plus de 800.000 personnes restent sans-abri.
Ce séisme a touché une des régions les plus pauvres de la planète. Mais la terre tremble partout. Rien qu'en France métropolitaine, une vingtaine de séismes sont ressentis chaque année, et les Antilles françaises pourraient connaître une tragédie comparable à celle d'Haïti. Car, malgré ses apparences stables, le sol sur lequel nous vivons et nous construisons ne cesse de bouger, parcouru chaque année par des centaines de milliers de séismes, la plupart quasi imperceptibles. Pourquoi ? Parce que la lithosphère, cette croûte superficielle, dure et cassante, qui recouvre le globe terrestre est morcelée en une douzaine de plaques principales - et des centaines de plaques secondaires - qui se meuvent continuellement sur une sous-couche plus molle, l'asthénosphère. Entraînées par les mouvements de l'asthénosphère, les plaques s'écartent (on parle de divergence) ou convergent, l'une plongeant alors sous l'autre. À moins qu'elles ne coulissent l'une par rapport à l'autre.

TROIS SCÉNARIOS

Ces trois cas de figure provoquent des tremblements différents.

Ainsi, quand deux plaques s'éloignent l'une de l'autre, le sol étiré se fracture et du magma s'infiltre dans la cicatrice. La Terre tremble alors à sa surface, ce qui rend ces séismes de faille dite "normale" très destructeurs, comme celui de L'Aquila en Italie en 2009, où des milliers de maisons se sont effondrées, causant plus de 300 morts.

Quand deux plaques se rapprochent, le duel qui s'engage se traduit par une subduction (1 ->) : la plaque la plus lourde s'enfonce sous la plaque la plus légère, et la soulève. Il s'agit d'une faille inverse. La soudure entre les deux plaques casse. L'intensité des dégâts dépend dès lors de la profondeur de la cassure, entre 20 et 70 km de profondeur le plus souvent.

En Haïti, les deux plaques impliquées s'affrontaient selon un troisième scénario : elles ont brusquement coulissé l'une par rapport à l'autre, la plaque des Caraïbes glissant vers l'est, tandis que la plaque nord-américaine qui lui fait face se déplaçait vers l'ouest. On parle alors de faille transformante (3 ->). Un glissement qui ne se fait pas sans heurts : les frontières de plaque se déchirent littéralement. Des cassures s'opèrent en surface, aux conséquences dramatiques...

ES RISQUES IDENTIFIÉS

Car c'est bel et bien la cassure qui, à chaque fois, provoque le séisme. Elle se produit dans une zone où le mouvement continuel de deux plaques opposées a accumulé de fortes tensions qui déforment la frontière entre ces plaques. La capacité de la croûte terrestre à absorber les déformations est en effet limitée. Comme lorsque l'on appuie sur les deux extrémités d'un ressort avant de le lâcher, l'énergie emmagasinée pendant la compression se relâche subitement, sous forme de déformations, qui se propagent de proche en proche, dans toutes les directions de la terre, en vagues d'ondes sismiques. L'amortîssement est progressif : les secousses sont les plus fortes à la source du séisme, mais on les enregistre sur toute la surface du globe. Et c'est bien sûr à l'épicentre, c'est-à-dire à l'aplomb de la cassure, que la surface bouge le plus. En Haïti, cet épicentre était situé à seulement 25 km de la capitale Port-au-Prince. La cassure, elle, ne se trouvait qu'à une dizaine de kilomètres sous la surface.
En plus de l'éloignement et de la profondeur du séisme, un autre paramètre détermine la puissance des secousses : la longueur de la faille qui bouge. Plus la faille impliquée est longue, plus les secousses seront puissantes. En Haïti, la faille a rompu sur près de 50 km. Elle avait accumulé des contraintes depuis plus de 200 ans : le dernier gros séisme à Port-au-Prince avait eu lieu en 1770. Et les dégâts ont été décuplés par la densité de population de la région (4 millions de personnes vivaient à Port-au-Prince) et par des constructions anarchiques.
Le risque, pourtant, était connu. En effet, c'est une certitude : là où un séisme a déjà frappé, il frappera encore. Plus la période sans séisme est longue, plus les risques sont importants, avait alerté le géologue haïtien Claude Prépetit. "L'énergie élastique s'accumule très lentement dans le sol au point que plusieurs générations d'hommes et de femmes en arrivent à ignorer les activités sismiques survenues dans le passé", soulignait-il dans un rapport publié en 2006 par le Laboratoire national du bâtiment et des travaux publics d'Haïti. Sur l'île le mouvement réciproque des plaques est de 7 mm par an. Un mouvement stoppé par la frontière entre ces plaques. L'énergie s'y accumule donc, année après année, jusqu'au point fatal de rupture.
Si Port-au-Prince est reconstruite au même endroit, elle sera donc de nouveau dévastée. Dans dix ans, dans cinquante ans ou dans cent ans, nul ne le sait ... Voilà en effet des décennies que les sismologues cherchent à décrypter les lois de retour des séismes. Ils suspectent une forme de régularité, mais sans réussir à en trouver la clé.
"Jusqu'à ces derniers temps, on pensait que les séismes suivaient des cycles en deux phases : une phase intersismique où il ne se passait pas grand-chose et où les tensions s'accumulaient, et un brusque relâchement de l'énergie sous forme de tremblement de terre. Sauf que la régularité de ces cycles n 'a jamais été démontrée", explique Anne Socquet, de l'Institut de physique du globe de Paris.
Et pour cause : il est possible que le scénario soit totalement à revoir. C'est du Japon, en effet, que le doute est venu. Un pays traumatisé par le tremblement de terre survenu à Kobe, en 1995. Ce séisme, que l'on n'attendait pas, a provoqué la mort de 5500 personnes dans un Japon qui croyait s'être mis à l'abri de toute catastrophe sismique de grande ampleur grâce à sa technologie. Des milliers de bâtiments ont été détruits, laissant une ardoise de 100 milliards de dollars de dégâts. Ce drame a conduit le gouvernement à ordonner la pose d'instruments (sismographes et accéléromètres) en quantité. Un réseau de plusieurs centaines de détecteurs placés au fond de forages de plus de 100 m s'est mis à enregistrer les vibrations géologiques, là où elles ne sont pas perturbées par les bruits de la surface (passages de camions, travaux, roulements des pierres dans une cascade, etc.).
C'est en étudiant ces données que le professeur Kazushige Obara de l'université de Tokyo a fait une découverte étonnante. Au niveau des failles nouvellement instrumentées, il a observé que la terre tremblait régulièrement de manière imperceptible. Ces mouvements accompagnent doucement la déformation, comme un séisme, mais ne génèrent que des vrombissements à très basse fréquence, sans les hautes fréquences destructrices. Ils peuvent s'étaler sur des semaines, des mois, voire plus d'un an. Mais l'énergie relâchée à petite dose peut, en quelques mois, être équivalente à celle d'un gros séisme. "C'est une découverte surprenante, on ne s 'y attendait pas du tout", avoue Michel Campillo, de l'université Joseph-Fourier de Grenoble.

LE TSUNAMI, UN TREMBLEMENT DE MER Double peine. Après le séisme du 27 février 2010 au Chili d'une magnitude de 8,8, une vague, ou tsunami, atteignant 2,34 mètres, déferlait sur la côte chilienne. À eux deux, séisme et tsunami ont provoqué la mort de plus de 500 personnes. Quelques mois plus tard, un séisme de magnitude 7,7 frappait l'Indonésie au large de Sumatra. Il ne fit qu'une poignée de blessés. Mais une vague destructrice balaya la côte quelques minutes après, rasant une dizaine de villages et tuant plus d'une centaine de personnes. De quoi raviver le cauchemar que fut le terrible tsunami de Noël 2004, qui fit plus de 280.000 morts (->) dans l'océan Indien. Les populations insulaires le savent bien : un tremblement de terre n'est souvent que le premier acte d'une tragédie qui se joue pour l'essentiel dans l'eau. À l'origine, c'est une perturbation brutale du fond marin, le plus souvent, un tremblement de terre, mais cela peut être aussi un glissement de terrain, une explosion nucléaire, ou la chute d'une météorite, qui crée l'impulsion fatale. Le sol se soulève ou s'effondre, parfois les deux à la fois à quelques mètres de distance. La colonne d'eau située au-dessus est ébranlée. Une large ondulation la secoue et se propage. En arrivant près des côtes, elle bute contre la remontée du plancher sous-marin, formant des vagues qui peuvent atteindre plusieurs dizaines de mètres et pénétrer à plusieurs kilomètres dans les terres. Lorsque le tsunami se forme au large, il passe quasiment inaperçu. Mais il peut se rapprocher rapidement des côtes, parcourant des milliers de kilomètres à une vitesse proportionnelle à la hauteur d'eau. Dans le Pacifique par exemple, où la hauteur d'eau atteint 5000 m, les vagues déferlent à environ 800 km/h, séparées chacune d'environ 200 km. Près des côtes, la vitesse diminue, mais la hauteur des vagues augmente. Elle peut atteindre plusieurs dizaines de mètres ! Le record se serait produit au Japon en 1771 : la vague aurait atteint entre 30 et 84 m, selon les estimations... En arrivant sur la côte, le tsunami prend la forme d'une marée très forte (l'eau monte en une vingtaine de minutes), ou de déferlantes. Dans ce dernier cas, la crête de la vague se déplace plus vite que la base, freinée par les frottements et les turbulences qui se créent au contact des fonds. Ces différences de vitesse provoquent le repli de la vague sur elle-même. Sur le rivage, la mer se retire brusquement, avant de revenir sous forme d'un mur liquide. Des morts peuvent néanmoins être évités. Si le séisme se produit à plusieurs kilomètres des terres, le temps de propagation de la vague peut être mis à profit pour prévenir les populations au moyen de haut-parleurs installés sur les côtes. Depuis le tsunami de 2004, l'Onu a généralisé le système d'alerte dont seul le Pacifique disposait jusqu'alors. L'océan Indien a été équipé de capteurs de pression placés sur le fond marin, et reliés à des bouées en surface qui enregistrent la hauteur de la mer et envoient par satellite ces informations au Centre d'alerte au tsunami d'Hawaï.

DE NOUVELLES DONNÉES

Intrigués, les sismologues du monde entier se sont intéressés à la question, mobilisant pour cela tous les progrès réalisés, en quelques années, dans les capacités d'enregistrement des données numériques. En effet, avant les années 2000, pour économiser de la mémoire informatique, les enregistrements de mouvements sismiques n'étaient pas conservés en intégralité. Un algorithme se chargeait de faire le tri, en ne gardant que ce qui se passait un peu avant et un peu après un séisme. Mais, depuis quelques années, l'augmentation de la capacité des mémoires informatiques permet de tout garder. Et, dans ce qui était considéré comme un bruit de fond sans intérêt, les sismologues voient aujourd'hui se dessiner l'empreinte de déformations importantes, mais très lentes, des failles.
La Terre, du coup, est observée sous toutes ses coutures. Par stations GPS, qui enregistrent les mouvements des failles en continu, mais aussi avec des inclinomètres, installés en profondeur pour enregistrer ces mouvements avec beaucoup plus de précision. Et cette armada de capteurs est bien en train de démontrer que le phénomène est général. Fin 2010, on découvrait ainsi que, tous les quinze mois, un séisme se propage de la péninsule olympique de Washington vers l'île de Vancouver, au Canada. De magnitude 6,5, il circule sous les pieds de 2 millions de personnes. Pourtant, il passait jusqu'ici totalement inaperçu...
"C'est un moment passionnant, s'enthousiasme Michel Campillo. Toute notre manière d'appréhender les séismes est remise en cause. On se rend compte que, au moins dans les zones de subduction, les séismes ne représentent qu'une partie de la relaxation des contraintes de faille".
Et comme une surprise ne vient jamais seule, en épluchant les données collectées, le professeur Kazushige Obara, a également mis le doigt, ou plutôt l'oreille, sur des vrombissements étranges. Inaudibles sans instrument, ces "trémors" pourraient témoigner d'un autre type de mouvements encore inconnu dans les failles. À moins qu'ils ne trahissent la circulation d'eau entre les plaques lorsque les roches de la plaque plongeante se déshydratent. Pour l'heure, le mystère est total. Mais les scientifiques en sont convaincus, les trémors participent, eux aussi, à l'activité sismique discrète.
Le comportement des failles apparaît donc aujourd'hui beaucoup plus complexe que ce que les sismologues imaginaient il y a seulement dix ans. Quel rôle jouent les déformations lentes et quasiment imperceptibles récemment découvertes sur le cycle sismique ? Fonctionnent-elles comme des soupapes qui, en relâchant les contraintes, ralentiraient l'apparition des séismes classiques ? Ou contribuent-elles au contraire à accumuler les contraintes dans des zones où, en raison d'une surface moins "glissante", les failles ne peuvent bouger qu'en se rompant brutalement ? Pour avoir une réponse à ces questions cruciales, il faudra attendre que les observations des failles fraîchement équipées donnent une perspective plus large de tous ces phénomènes. Dans quelques dizaines d'années...

NAISSANCE D'UN OCÉAN Etendues désertiques noires de basaltes, volcans et lacs de lave bouillonnants, étangs acides aux couleurs changeantes, champs hydrothermaux, geysers et fumerolles toxiques, dépressions et banquises de sel... C'est dans une atmosphère évoquant tout à la fois l'origine et la fin du monde que se trame l'un des chantiers les plus titanesques de la Terre : la naissance d'un océan. La scène prend place dans le triangle Afar en Ethiopie, triple jonction des failles d'Eden, de la mer Rouge et du rift éthiopien. Là, la croûte terrestre s'étire et craque pour faire place à une dorsale océanique au cœur de la grande faille africaine. Au cours de ce lent processus, qu'accompagnent de multiples séismes, la corne de l'Afrique se sépare du continent à un rythme de 2 cm par an sous la poussée d'un point chaud sous cette partie du globe. Notre ancêtre Lucie, l'Australopithecus afarensis, du nom de sa région d'origine l'Afar, avait pu assister il y a seulement quelques millions d'années à l'accouchement de ce bébé océan. Aujourd'hui, nous assistons à ses premiers pas, qui aboutiront d'ici à 10 millions d'années à l'océan Afar large alors de 200 km.   E.H. - S&V HS > Mars > 2011