SISMICITÉ EN FRANCE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Très régulièrement, des séismes, ou tremblements de terre, se produisent en France. Dès qu’ils sont ressentis par la population, et encore plus s’ils font des dégâts, même mineurs, ils font la une des médias et suscitent de nombreuses questions sur la probabilité d’occurrence d’un tel événement dans un lieu donné (aléa sismique) et ses conséquences potentielles (risque sismique). Les séismes importants, qui ont lieu loin de l’Hexagone, comme au Japon ou en Indonésie par exemple, soulèvent aussi des questionnements concernant la France. Que peut-on dire de la sismicité française ? Quels sont les processus à l’origine de celle-ci ? Qu’en est-il de l’aléa sismique et du risque sismique ? Afin de pouvoir apporter des éléments de réponses à toutes ces interrogations, il est nécessaire de bien étudier ces phénomènes pour mieux les comprendre et pouvoir les anticiper.

Quelques rappels sur la sismicité

Étudier la sismicité d’une région consiste à connaître l’ensemble des séismes qui s’y sont produits et leur distribution dans le temps. Cela passe par une description de ces phénomènes afin de préciser leur localisation et leurs caractéristiques (fréquence, magnitude, type).

Qu’est-ce qu’un séisme ?

Un séisme est une rupture soudaine de la croûte terrestre permettant de relâcher les contraintes accumulées dans les roches. Quand ces contraintes s’exercent au niveau d’une faille et atteignent une valeur critique qu’elle ne peut plus supporter, il y a rupture. Il en résulte un glissement (déplacement) brutal le long de la faille, qui génère des ondes sismiques se propageant à l’intérieur de la Terre.

Dans son sens le plus général, le mot séisme est utilisé pour décrire tout événement sismique – qu'il soit naturel ou causé par l'homme (séisme dit induit) –, c’est-à-dire qui génère des ondes sismiques. Ces séismes sont provoqués principalement par la rupture de failles géologiques (liée aux mouvements des plaques tectoniques), mais ils peuvent aussi avoir pour origine d'autres événements tels que l'activité volcanique, les glissements de terrain ou les activités humaines (carrières, explosions…).

Comment localiser les séismes ? 

Localiser un séisme consiste à connaître l’endroit où celui-ci a eu lieu, c’est-à-dire sa position (latitude, longitude et profondeur), et l’instant (date et heure) où il s’est produit. L'hypocentre (également appelé foyer) est le point en profondeur où se déclenche la rupture qui provoque le séisme. Le point en surface qui se situe à la verticale de l'hypocentre s'appelle l'épicentre.

Au cours du temps, la détection des séismes s’est améliorée et leur localisation s’est précisée. Plus il y a de stations sismologiques déployées dans une région (on parle de couverture instrumentale), plus on repère de séismes car on diminue la magnitude de complétude, c’est-à-dire la magnitude à partir de laquelle tous les événements sont détectés. La mise au point de nouvelles méthodes a également permis de mieux repérer les signaux sismiques de très faible amplitude noyés dans le bruit sismique ambiant. Ce dernier est lié à l’activité humaine qui fait trembler en continu le sol, mais aussi à des processus naturels comme la houle. Depuis les années 2010, des développements fondés sur les méthodes de l’intelligence artificielle permettent d’accroître significativement le nombre d’événements observés.

La localisation des séismes est fondée sur les temps d’arrivée des ondes sismiques aux stations, principalement les ondes P (ou ondes primaires) de compression-décompression et les ondes S (ou ondes secondaires) de cisaillement. Ces deux ondes sont dites de volume, car elles traversent la Terre entière à l’exception du noyau liquide pour les ondes S. La précision de localisation dépend du nombre de temps d’arrivée utilisés : plus les données sont nombreuses, mieux la localisation est contrainte. Le développement des réseaux sismologiques, outre l’accroissement du nombre de détections, permet donc aussi d’améliorer la localisation. La précision de celle-ci dépend également de la qualité du modèle de Terre utilisé, c’est-à-dire de notre connaissance de la vitesse de propagation des ondes P et S à l’intérieur de notre planète. On peut utiliser des modèles à une dimension (la vitesse est fonction de la profondeur) ou à trois dimensions (la vitesse varie en fonction de la localisation géographique – longitude et latitude – et de la profondeur). Il est donc important de produire de nouveaux modèles de vitesse de plus en plus précis pour améliorer la localisation. L’augmentation du nombre de stations sismologiques va dans ce sens. De façon générale, la profondeur de l’hypocentre est, bien sûr, toujours plus difficile à contraindre que la position de l’épicentre.

Caractérisation des séismes

C'est à partir de la première moitié du xixe siècle que, pour comparer les séismes, des échelles d'intensité ont commencé à être établies, avec des degrés fondés sur l'observation de leurs effets. Plus tard, le sismologue Charles Richter (1900-1985) propose une mesure de l'importance des séismes à partir d'enregistrements sismiques (sismogrammes) effectués par des instruments appelés tout d’abord sismographes puis sismomètres, et publie la définition de la magnitude en 1935. L'idée est alors de créer une échelle quantitative permettant de comparer les séismes qu’il étudiait en Californie. Il définit une magnitude basée sur le logarithme de l'amplitude maximale de la première arrivée de l'onde P mesurée sur un sismogramme.

Ces deux modes différents de caractérisation d'un séisme, magnitude et intensité, qu’il ne faut pas confondre, sont toujours utilisés.

Magnitude

La magnitude est une valeur qui traduit la quantité d’énergie libérée lors d’un séisme sous forme d’onde sismique. Elle est calculée soit à partir de l'amplitude ou de la durée du signal lue sur un sismogramme, soit à partir de l'analyse mathématique d'une partie du signal. La magnitude est une fonction continue qui peut être négative ou positive et qui, en principe, n'a pas de limite. Un sismomètre très sensible peut enregistrer une magnitude de l'ordre de – 2, équivalente à l'énergie dégagée par la chute d'une brique d'un kilogramme sur le sol depuis une hauteur d'un mètre. Sa valeur maximale est liée à la limite de la résistance de la croûte terrestre aux contraintes créées par le déplacement des plaques tectoniques, mais aussi à la longueur maximale d'une faille susceptible de se fracturer d'un seul coup. Les séismes de magnitude supérieure à 9 sont très rares et la magnitude 10 semble être une limite raisonnable compte tenu de la solidité des roches et de la fragmentation des failles.

Les échelles de magnitude sont logarithmiques. Celles qui sont à l’image de la magnitude de Richter et fondées sur des mesures d’amplitude des ondes sismiques sont de la forme :

M=log10AT+qΔ, h+a

M est la magnitude, A l’amplitude maximale de l’onde, T la période de l’onde, q une fonction de correction liée à la [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 11 pages

Médias de l’article

Échelle d’intensité des séismes

Échelle d’intensité des séismes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Sismicité instrumentale de la France métropolitaine  (1962-2019)

Sismicité instrumentale de la France métropolitaine  (1962-2019)
Crédits : BCSF-RéNaSS

carte

Séisme de Lambesc (Bouches-du-Rhône)

Séisme de Lambesc (Bouches-du-Rhône)
Crédits : MEPL/ Bridgeman Images

photographie

Séisme du Teil (Ardèche)

Séisme du Teil (Ardèche)
Crédits : Jeff Pachoud/ AFP

photographie

Afficher les 9 médias de l'article


Écrit par :

  • : professeur des Universités, École et Observatoire des sciences de la Terre (EOST), université de Strasbourg

Classification

Voir aussi

Pour citer l’article

Frédéric MASSON, « SISMICITÉ EN FRANCE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/sismicite-en-france/