Une version plus complète de cet article est parue en versions web et imprimée dans la Lettre Résif n°17 de janvier 2020.

Le 11 novembre 2019 à 11h53 les stations sismologiques Résif enregistrent un séisme d’une magnitude supérieure à 5 à proximité de Montélimar. Un analyste de l’Eost à Strasbourg localise le séisme manuellement moins d’une heure plus tard. Il confirme une magnitude de 5,2 Mlv. Les caractéristiques du séisme apparaissent d’emblée remarquables : magnitude élevée et très faible profondeur (2 à 3 km). Ces informations sont confirmées dans le même temps par le travail de relocalisation effectué à ISTerre (Grenoble) et à Géoazur (Nice), où le mécanisme au foyer est validé à partir des données sismologiques Résif, confirmant la direction probable NE-SW de la faille.

Le jour même, la cellule post-sismique nationale est activée et, à partir de ce moment, de nombreux instruments et équipes scientifiques sont mobilisés pour suivre l’évolution de la crise et en déterminer les caractéristiques avec la plus grande précision possible (magnitude, localisation, profondeur, type de mouvement de faille associé, mouvements du sol…).

On constate rapidement une autre caractéristique étonnante de ce séisme : il n’est suivi que de très peu de répliques. En dehors d’une réplique de magnitude 1.5 trois minutes après le choc principal, la première réplique (2,2 MLv) ressentie a lieu le 13 novembre.

Quelques jours après la première secousse, le CNRS initie une mission scientifique spécifique au sein de laquelle des spécialistes du CNRS, d’universités et d’autres organismes vont coopérer pour étudier l’évènement et ses causes.

Dès les premières heures, des instruments mobiles sont déployés pour couvrir la zone

La zone dans laquelle s’est produit le séisme est peu instrumentée. Il est cependant crucial de disposer d’un maximum de données pour pouvoir comprendre les phénomènes en cours. C’est pourquoi, à peine quelques heures après le séisme, un ingénieur prépare les instruments du parc mobile de l’observatoire sismologique à Géoazur. Deux sismologues quittent Sophia-Antipolis à 17h avec quatre stations sismologiques, ainsi que les batteries et tout le matériel nécessaire à la mission.
Le soir même elles installent deux stations : l’une au nord de Montélimar, dans un bâtiment de la communauté d’agglomération (démarrage 21h00), la seconde sur la commune du Teil dans la cave de la mairie (démarrage 22h30).

Les deux sismologues de Géoazur poursuivent l’opération le lendemain et installent deux autres stations, à St-Thomé dans une chapelle (démarrage 10h00) et à Alba-La-Romaine (démarrage 11h15). Elles sont rejointes dans la journée par une équipe grenobloise qui déploie en deux jours cinq stations sismologiques large bande, trois accéléromètres et 24 capteurs courte-période (nodes Fairfield) autonomes du parc Résif-SisMob. Certaines de ces stations sont télémétrées, ce qui permet le suivi des répliques et des mouvements forts en temps réel.

L’IRSN installe de son côté trois stations large bande autour de la zone épicentrale : à Saint Thomé en colocalisation d’un node installé par l’équipe grenobloise, à Larnas à proximité des locaux techniques de la mairie et à Chateauneuf-du-Rhône. L’IRSN relève également les enregistrements effectués par trois stations large-bande localisés à une vingtaine de kilomètres plus au sud dans la zone du Tricastin. Ces stations temporaires étaient installées depuis début novembre et ont donc enregistré le séisme.

Le Cerema installe cinq stations sismologiques avec un capteur vélocimétrique et accélérométrique autour de la zone épicentrale et du village de Saint-Thomé où des effets de site topographiques sont suspectés. Il participe également à l’installation de 4 nodes avec ISTerre dans des bâtiments historiques affectés par le séisme (Château-Lafarge et Tour-Saint-Michel à Vivier) pour mieux comprendre le comportement dynamique de ces structures. Des mesures de la déformation finie enregistrée par les édifices plus hauts que la moyenne (fissures et autres dommages) sont menées en parallèle de l’enregistrement des répliques par ces bâtiments pour apporter aux études de l’archéosismicité dans la région.

Au total, une quarantaine de stations sismologiques sont installées en moins de cinq jours dans le périmètre intéressant les scientifiques. En complément des données ainsi collectées, EDF met à disposition les données large bande et accélérométriques de l’une de ses stations dans le secteur de Cruas pour l’événement du 11 novembre ainsi que les répliques principales.

Le drone hexacoptère équipé du système LiDAR YellowScan VX (boîtier jaune) à son décollage du Quartier Lebeau au sommet de la Rouvière (commune du Teil). © Marie de Boisviliers, L’Avion Jaune. En savoir plus.

Des prospections géologiques sur les ruptures de surface sont réalisées au sol et depuis les airs

Un groupe de réflexion autour de la thématique  « Failles actives » a été créé au sein de l’axe « Aléa » de l’action transverse sismicité Résif en janvier 2019. Il réunit des géologues et des géophysiciens issus de l’académie et de divers organismes dont certains extérieurs à Résif. Son objectif : contribuer, au travers de l’étude des failles actives en France, à mieux comprendre les processus qui contrôlent la déformation active et l’aléa sismique. En savoir plus : https://www.resif.fr/spip.php?article134

Dans le cadre de cette thématique « Failles actives », une équipe composée de huit scientifiques de quatre structures (Géosciences Montpellier, IRSN, Géoazur, ISTerre) arrive sur la zone le 13 novembre, avant que les potentielles traces en surface de la rupture ne disparaissent du fait des mauvaises conditions météo et de l’activité anthropique. Ils concentrent leur exploration le long d’une discontinuité  identifiée grâce aux images satellites radar (InSAR), dont l’analyse est mise à disposition dès le lendemain du séisme (données SENTINEL du programme européen COPERNICUS) sur Twitter.

Au total, l’équipe observe une quinzaine d’indices de ruptures ponctuels distribués sur une longueur de quatre kilomètres, le long d’un segment de faille cartographié mais dont l’activité quaternaire n’avait jamais été constatée sur le terrain. Certains de ces indices sont scannés avec un laser pour quantifier avec précision la déformation du sol. En parallèle de l’analyse au sol, une campagne de survols LIDAR en hélicoptère et avec drone est réalisée pour tenter de cartographier la rupture de surface sous le couvert végétal qui couvre une grande partie de la zone.

Rupture de surface remarquable pour un séisme de magnitude 5, en France © Jean-François Ritz, Géosciences Montpellier. En savoir plus.

Des observations de terrain sont également menées par des géologues lyonnais afin de préciser le contexte géologique et structural du séisme. Ils complètent ces informations par un survol drone pour acquérir des images optiques de la zone qui est susceptible de présenter des ruptures de surface. Dans le même temps, une mission d’échantillonnage des roches en surface est également effectuée par une équipe de Géoazur afin d’en étudier les propriétés frictionnelles et mécaniques.

Deux récepteurs GPS  sont installés le 15 Novembre, effectuant un enregistrement chaque seconde. Ce jour-là, deux autres sites sont repérés pour l’installation de stations. L’installation des quatre stations GPS est finalisée le 3 décembre.

Lundi 18 novembre, une équipe de Géoazur raccorde un système de mesure DAS (Distributed Acoustic Sensing) à une section de 14 km du réseau fibre optique télecom local (ligne mise à disposition par le réseau Ardèche-Drôme-Numérique et son exploitant AD-TIM), entre Alba-la-Romaine, Saint-Thomé et Valvignières, afin de détecter les secousses sismiques à venir. C’est la première fois en Europe (et la deuxième fois dans le monde) que des mesures de ce type sont faites en réponse rapide à un séisme.

Le Groupe d’intervention macrosismique enquête dans les communes sur l’intensité de la secousse

Contrairement à la magnitude qui est calculée à partir des enregistrements sismologiques, l’intensité de la secousse n’est connue en chaque commune que par l’analyse des effets observables sur les personnes, objets et constructions.

Pour le séisme du Teil, plus de 2000 personnes ayant ressenti la secousse ont répondu à l’enquête sur les effets du séisme via le site www.franceseisme.fr, certains dès les premières minutes, permettant ainsi une estimation préliminaire et rapide de l’intensité de la secousse. Le BCSF-RéNaSS lance dès le 12 novembre une enquête en ligne auprès des mairies des communes potentiellement impactées.  Au vu des premiers dommages signalés, le GIM (Groupe d’intervention macrosismique) est activé pour évaluer précisément les intensités EMS98 des communes proches de l’épicentre, à partir des effets du séisme sur les bâtiments en tenant compte de leur vulnérabilité et des niveaux de dommages constatés.

Un membre du groupe d’intervention Macrosismique dans le village du Teil lors de la mission relative au séisme de 5.2 Mlv près de Montélimar le 11 novembre 2019 © Marc Schaming, Eost. En savoir plus.

Sept experts (IRSN, ISTerre/RESIF-RAP, Cerema, Pacte, IPGS et EOST/BCSF-RéNaSS) répondent à l’appel et interviennent sur la zone du 18 au 22 novembre. Répartis en équipe de 2 ou 3, ils inspectent au total 24 communes, aidés par les maires ou les services municipaux et accompagnés par les pompiers, comme pour la commune du Teil. Dans la majorité des cas, ils observent des fissures, parfois importantes, ouvertes et nombreuses, mais sur les zones les plus sinistrées comme au Teil et à Viviers, certains bâtiments anciens sont en grande partie effondrés. Parfois, très peu de dégâts sont observés à l’extérieur du bâtiment, alors que la visite à l’intérieur permet de découvrir des dommages importants dans les murs, plafonds et planchers.

Les conclusions de l’enquête macrosismique, intensités EMS98, sont l’un des éléments majeurs sur lesquels se base la commission interministérielle pour le classement des communes en catastrophe naturelle pour une prise en charge des dommages par les assurances. Au vu des dégâts importants de ce séisme, une commission accélérée a lieu le 20 novembre pour statuer sur 9 communes parmi les plus touchées et analysées par le GIM les 18 et 19 novembre, toutes classées en état de catastrophe naturelle. Les 15 autres communes étudiées par le GIM et celles en cours d’analyse par le BCSF-RéNaSS seront traitées par les commissions suivantes.

Les intensités les plus fortes proches de l’épicentre sont de VII au Teil et à Viviers, atteignant localement VIII à la Rouvière et à Mélas pour deux quartiers du Teil les plus proches de la faille. Il s’agit des intensités les plus importantes constatées en métropole depuis le séisme d’Arette de 1967.

Les scientifiques étudient les données dans les laboratoires

En parallèle des observations de terrain, des géophysiciens se mobilisent derrière leur écran pour collecter et analyser les données disponibles : exploration des données sismiques, décryptage des images satellitaires d’interférométrie radar, étude des données GPS, identification du mécanisme au foyer, détection des répliques les plus faibles … La connaissance de l’évènement s’affine petit à petit. A Grenoble une équipe organise la distribution des données sismologiques de -et pour- l’ensemble de la communauté.

Les collègues géologues viennent en renfort pour préciser le contexte structural du séisme. Le laboratoire de géologie de Lyon fournit une coupe géologique de la zone proche de rupture du séisme (2.7 km au sud) et débute un travail de cartographie géologique détaillée.

Une équipe pluridisciplinaire de l’Université de Grenoble-Alpes lance une étude en ligne pour comprendre les réactions des personnes aux effets du séisme du Teil le 11 novembre 2019. Cette étude anonyme a pour objectif d’améliorer la prévention face aux tremblements de terre.

A Géoazur et ISTerre, des simulations du mouvement sismique sont lancées pour mieux comprendre les origines de ce séisme aux caractéristiques fort inusuelles.

Des chercheurs, ingénieurs et techniciens de disciplines très variées apportent leur concours pour une heure, un jour, ou sur le long terme.

Aux micros des médias

Le 12 novembre, lendemain du séisme, une grande partie de la communauté Résif se réunit pour trois jours à Biarritz dans le cadre de Rencontres scientifiques et techniques qui se tiennent tous les deux ans. Si certains scientifiques ont annulé leur venue pour se rendre sur le terrain ou coordonner les opérations, nombre de participants ont été sollicités par les médias pour commenter l’évènement et apporter leur expertise.

Afin de répondre au mieux aux multiples sollicitations, la mission d’expertise scientifique initiée par le CNRS prend en charge la communication avec les médias quelques jours après le séisme.

Plus d’une centaine d’articles et reportages sont consacrés à ces évènements dans la presse régionale et nationale. Le séisme attire aussi l’attention des médias internationaux, comme la National Geographic (https://www.nationalgeographic.com/science/2019/11/weird-earthquake-crack-france-geologists-buzzing/).

Conclusion

La rapidité et l’efficacité des interventions sur le terrain ont été possibles grâce à l’implication des ingénieurs et chercheurs des observatoires et autres organismes, coordonnés par la cellule post-sismique, mais aussi grâce aux pratiques coopératives qui se sont développées au sein de Résif au fil des années. L’action transverse sismicité a également permis la mobilisation rapide d’une équipe pluridisciplinaire grâce aux collaborations initiées ces dernières années, y compris avec des scientifiques extérieurs à Résif.

Rédaction : Véronique Bertrand (coordinatrice) et les acteurs de cette mobilisation

Les photos de terrain et le rapport préliminaire du BCSF sont disponibles en format HD sur l’archive ouverte HAL-RESIF : https://hal.archives-ouvertes.fr/RESIF/