Questions fréquentes sur les séismes et leur origine

Qu’est-ce qui provoque les séismes ?

Un séisme est un glissement brutal le long d’une faille sismique. C’est ce glissement brutal qui va comprimer (ou dilater) et cisailler les roches environnantes. Ces compressions/cisaillements vont se propager de proche en proche dans les roches. C’est ce que l’on appelle les ondes sismiques. Donc, schématiquement, les failles sismiques sont à l’origine des séismes, qui eux-mêmes engendrent les ondes sismiques.

Quel est le lien entre tectonique des plaques et séismes ?

Les plaques tectoniques (qu’elles soient continentales ou océaniques) correspondent à la couche extérieure rigide du globe (la lithosphère). Elles sont animées de mouvements horizontaux, principalement à cause de grands courants de convection dans le manteau sous-jacent, eux même engendrés par la libération de chaleur du noyau de la Terre.

Les failles sismiques sont localisées majoritairement sur la bordure des plaques tectoniques, là où deux plaques se rapprochent, s’éloignent ou coulissent l’une par rapport à l’autre. Ces failles sont les marqueurs des déformations qui affectent la croûte terrestre lors de “l’affrontement” de deux plaques. Elles sont généralement, bloquées. Mais parfois les contraintes qu’elles subissent sont telles qu’elles rompent brutalement en provoquant un séisme.

À quelle profondeur se produisent les séismes ?

La majorité des séismes se produisent dans la croûte terrestre, à moins de 15-20 km de profondeur. Les séismes plus profonds sont localisés dans des zones étroites, bien connues. Ils peuvent provoquer des dégâts s’ils sont de forte magnitude.

On classe généralement les séismes en trois catégories suivant leur profondeur :

  • les séismes superficiels : 0 – 33 km ;
  • les séismes intermédiaires : 33 – 70 km ;
  • les séismes profonds : > 70 km , les hypocentres peuvent atteindre 700 km dans certaines zones de subduction (îles Fidji, Colombie).

Dans les zones de subduction, la lithosphère s’enfonce sous une autre plaque, et descend dans le manteau jusqu’à une profondeur de 700 km ou plus. La température et la pression augmentent avec la profondeur, et on sait que, vers 700 km, ces conditions de température et de pression induisent des changements importants dans les minéraux du manteau. C’est la limite entre le manteau supérieur et le manteau inférieur et on parle alors de changements de phase. De plus, dans ces conditions de pression et de température, plus aucun matériau ne peut être cassant, ce qui explique que les séismes ne soient pas observés à des profondeurs supérieures à 700 km.

Comment distinguer un séisme d’une réplique ?

Un séisme important est généralement suivi d’une séquence de séismes qu’on appelle répliques. Leur nombre et leur magnitude décroît généralement avec le temps (sans exclure l’occurrence d’un séisme de magnitude plus élevée). En général, on associe le terme “réplique” à un séisme s’il est suffisamment proche en temps et en espace par rapport au séisme principal.

Beaucoup de petits séismes évitent-ils d’avoir les gros séismes ?

L’énergie dissipée par de petits séismes est bien trop faible pour libérer celle qui peut générer un gros séisme.  Par exemple, pour libérer l’équivalent d’un séisme de magnitude 5 sur un segment de faille qui fait moins de 10 km de long, il faut plus de 30 000 séismes de magnitude inférieure ou égale à 2 sur ce même segment. Ou encore, pour libérer l’équivalent d’un séisme de magnitude 8, il faudrait plus de 900 millions de séismes de magnitude inférieure ou égale à 2.

Il y a fréquemment une concentration de petits séismes avant un fort séisme (de magnitude 6 ou plus), mais ce n’est pas toujours le cas. Parfois, rien ne se produit avant. Par ailleurs, dans la plupart des cas d’augmentation de petits séismes, ils ne sont suivis par aucun séisme fort.

Qu’est-ce qu’un essaim sismique ?

Les essaims sismiques correspondent à une succession de séismes survenant dans une zone limitée sur une période allant de plusieurs jours ou plusieurs mois. Ces épisodes ne présentent généralement pas de séisme principal, et par conséquent, se différencient nettement des phénomènes de type “secousse principale suivie de répliques diminuant statistiquement en nombre et magnitude avec le temps”. On observe de tels essaims dans différentes zones du territoire français, et notamment dans la région de Barcelonnette dans les Alpes.

Y-a-t-il des déclenchements artificiels de séisme ? Et si oui, quelles en sont les causes ?

On peut classer les séismes selon deux grandes catégories : ceux d’origine naturelle et ceux d’origine artificielle. La plupart des séismes d’origine naturelle sont dus à des mouvements tectoniques qui correspondent à des ruptures de roches dans les zones de faille. Les autres séismes d’origine naturelle sont liés à l’activité volcanique.

Toute action qui modifie le champ de contrainte dans la croûte peut également induire des séismes. Les activités humaines susceptibles de provoquer des séismes artificiels sont nombreuses. On peut citer par exemple : la mise en eau d’un grand barrage, l’exploitation de gisement de gaz naturel ou de champs pétroliers, l’exploitation de réservoirs géothermiques, les tirs de mines et de carrières, les essais nucléaires souterrains, les effondrements miniers (mines en exploitation ou dans d’anciennes mines).

Exceptés les tirs nucléaires souterrains, dont les plus importants ont atteint la magnitude 6, les séismes artificiels sont généralement de magnitude faible ou modérée. Ils ne dépassent qu’exceptionnellement la magnitude 4 et ne sont que rarement ressentis par la population.

Qu’elle est la différence entre séisme et événement sismique ?

Avec les réseaux sismologiques, on enregistre à la fois des séismes et d’autres évènements qui génèrent également des ondes sismiques : évènements d’origine anthropique (activités de carrières, etc.), évènements d’origine naturelle (avalanche, éboulement, etc). Le terme “évènement sismique” est un terme général qui englobe l’ensemble des évènements détectés, sans discrimination. Le terme “séisme” est réservé aux séismes naturels (d’origine tectonique ou volcanique).

Les phénomènes sismiques sont-ils plus fréquents à certaines époques et moins fréquents à d’autres ?

Que ce soit à un niveau national ou international, on n’observe pas de tendance majeure d’évolution du nombre de séisme ou de leur magnitude depuis que nous disposons des instruments nécessaires pour les enregistrer (soit environ un siècle). Cependant, le nombre de séismes localisés augmente chaque année car il y a de plus en plus de sismomètres en fonctionnement dans le monde et qui détectent des séismes de plus en plus petits.

En revanche, à l’échelle d’une région, il semble maintenant établi que certaines zones de failles connaissent des périodes d’activité avec des séismes importants pendant quelques dizaines d’années ou quelques siècles et des périodes calmes durant plusieurs siècles – voire plusieurs millénaires. Cette question est l’objet de recherches très actives dans plusieurs laboratoires associant études géophysiques et géologiques.