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Archives actualités 2022

11/05/2022

Le plus gros séisme martien observé depuis le début de la mission InSight de la NASA

Le 4 mai 2022, l’atterrisseur InSight Mars de la NASA a détecté le plus grand tremblement de terre jamais observé sur une autre planète : un événement estimé de magnitude 5. Le plus grand tremblement de terre enregistré précédemment sur la planète rouge était d’une magnitude de 4.2 et avait été détecté le 25 août 2021.

Le récent événement M5, baptisé S1222a puisque l’événement s’est produit le jour martien Sol 1222 de la mission, a été détecté par un étudiant diplômé de l’ETH de Zurich en service au moment où les signaux étaient analysés sur Terre. Il n’a pourtant pas été difficile à repérer : l’événement est si important qu’il présente de loin le signal le plus fort depuis le début de la mission, bien qu’il se soit produit à une saison où presque aucun tremblement de terre n’est observé en raison des vents violents qui perturbent le signal.

Un tremblement de terre de magnitude 5 est un tremblement de terre de taille moyenne comparé à ceux ressentis sur Terre, mais il est proche de la limite supérieure de ce que les scientifiques espéraient voir sur Mars lors de la mission InSight. L’équipe scientifique devra étudier ce nouveau tremblement de terre de manière plus approfondie avant de pouvoir fournir des détails tels que son emplacement, la nature de sa source et ce qu’il pourrait nous apprendre sur l’intérieur de Mars.

Peu après l’enregistrement de l’événement, Insight est passé en mode de sécurité. L’engin spatial suspend alors toutes les fonctions, sauf les plus essentielles, afin d’économiser de l’énergie en raison de problèmes actuels de manque de puissance liés à la poussière qui s’accumule sur les panneaux solaires. Il est possible que S1222a soit l’un des tout derniers événements qu’Insight enregistrera. Avec plus de 1300 événements déjà répertoriés, il est fort probable que Mars ait gardé le meilleur pour la fin.

InSight est équipé d’un sismomètre très sensible fourni par le Centre National d’Études Spatiales (CNES) français et d’un numériseur fourni par l’ETH de Zurich en Suisse. L’équipe de l’ETH de Zurich, en étroite collaboration avec le Service Sismologique Suisse, coordonne également le Service de séismes martiens d’Insight, qui passe au crible les données relatives à l’énergie sismique, caractérise les tremblements de terre martiens et gère le catalogue des séismes martiens.

28/04/2022

Nouvelles évaluations sismiques disponibles pour améliorer la préparation en Europe

Au cours du xxe siècle, on a déploré en Europe plus de 200 000 victimes dues aux tremblements de terre, tandis que les dommages se sont élevés à 250 milliards d’euros (EM-DAT). Des évaluations complètes de l’aléa et du risque sismiques sont essentielles pour réduire les effets des tremblements de terre catastrophiques. La mise à jour récemment publiée du modèle d’aléa sismique et le premier modèle de risque sismique pour l’Europe constituent la base de mise en place de mesures de mitigation afin de rendre les populations plus résilientes. Ils améliorent considérablement la connaissance des endroits où de fortes secousses sont les plus susceptibles de se produire et des impacts des futurs tremblements de terre. Le développement de ces modèles découle d’un effort conjoint de sismologues, de géologues et d’ingénieurs dans toute l’Europe, avec, dans un rôle moteur, la participation de collaborateurs du Service sismologique suisse et du Groupe de sismologie et de géodynamique à l’ETH de Zurich. Ces études ont été financées par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne.

Les tremblements de terre ne peuvent être ni prévus avec précision ni prévenus, mais des mesures de mitigation efficaces, sur la base de modèles d’aléa et de risque sismiques, peuvent réduire de manière significative leurs effets. Les modèles européens 2020 d’aléa et de risques sismiques offrent des informations comparables sur la répartition spatiale des niveaux attendus de secousses du sol, leur fréquence ainsi que leur impact potentiel sur les bâtiments et la population. Pour ce faire, tous les jeux de données sous-jacents ont été mis à jour et harmonisés - une tâche complexe compte tenu de la grande quantité d'informations et de la large diversité du contexte tectonique en Europe. Une telle approche est essentielle pour établir des stratégies transnationales efficaces de mitigation des catastrophes qui facilitent la définition de politiques d’assurance ou la rédaction de codes de construction à jour au niveau européen (par ex. Eurocode 8) et au niveau national. L’Eurocode 8 fixe les normes recommandées pour la construction parasismique et la rénovation des bâtiments et des structures afin de limiter les impacts dus aux tremblements de terre. Un accès libre est fourni aux deux modèles européens d’aléa et de risque sismiques, avec divers éléments constitutifs tels que les jeux de données d’entrée.

Le modèle actualisé d’aléa sismique bénéficie de bases de données avancées

L’aléa sismique décrit les secousses potentielles du sol qu’engendreraient de futurs tremblements de terre et se base sur les connaissances relatives aux évènements passés, à la géologie, à la tectonique et aux conditions locales du sol à n’importe quel endroit d’Europe. Le modèle européen d’aléa sismique 2020 (ESHM20) remplace son prédécesseur de 2013.

Les jeux de données avancés alimentant la nouvelle version du modèle ont permis de réaliser une évaluation plus complète de l’aléa sismique en Europe. Les estimations des secousses du sol ont été ajustées, avec des valeurs inférieures dans la plupart des régions d’Europe, y compris en Suisse, où ces valeurs sont maintenant plus proches de celles du modèle national. À l’inverse, les valeurs sont supérieures dans quelques régions de l’ouest de la Turquie, de la Grèce, de l’Albanie, de la Roumanie, du sud de l’Espagne et du sud du Portugal. Le modèle mis à jour confirme également que la Turquie, la Grèce, l’Albanie, l’Italie et la Roumanie sont les nations présentant l’aléa sismique le plus élevé en Europe, suivis par les autres pays des Balkans. Mais même dans les régions où les estimations de secousses du sol sont faibles ou modérées, des tremblements de terre dommageables peuvent se produire à tout moment.

En outre, des cartes spécifiques issues du modèle d’aléa sismique mis à jour pour l’Europe serviront pour la première fois d’annexe informative pour la deuxième génération de l’Eurocode 8. Les normes qu’il rassemble sont une référence importante à laquelle les modèles nationaux peuvent se référer. Ces modèles, lorsqu’ils sont disponibles, fournissent des informations faisant autorité pour les décisions nationales, régionales et locales relatives à l’élaboration de codes de conception sismique et de stratégies de mitigation des risques. L’intégration de modèles d’aléa sismique dans des codes de conception sismique spécifiques permet de garantir que les bâtiments résistent de manière appropriée aux tremblements de terre. Ces efforts contribuent ainsi à mieux protéger les citoyens européens contre les tremblements de terre.

Les principaux facteurs de risque sont l’ancienneté des bâtiments, le niveau d’aléa sismique élevé et la présence de zones urbaines

Le risque sismique décrit les conséquences économiques et humanitaires estimées de tremblements de terre éventuels. Afin de le déterminer, il faut disposer d’informations sur les conditions locales du sol, la densité des bâtiments et des populations (exposition), la vulnérabilité du bâti, ainsi que d’évaluations robustes de l’aléa sismique. Selon le modèle européen de risque sismique 2020 (ESRM20), les bâtiments construits avant les années 1980, les zones urbaines et le niveau estimé élevé d’aléa sismique sont les principaux facteurs de risque.

Bien que la plupart des pays européens disposent de normes et de codes de conception récents qui assurent une protection adéquate contre les tremblements de terre, de nombreux bâtiments anciens insuffisamment renforcés existent toujours, entraînant un risque élevé pour leurs habitants. Le risque sismique est particulièrement important dans les zones urbaines, lorsqu’elles présentent un historique de séismes destructeurs, notamment Istanbul et Izmir en Turquie, Catane et Naples en Italie, Bucarest en Roumanie et Athènes en Grèce. En fait, ces quatre pays à eux seuls subiraient près de 80 % de la perte économique annuelle moyenne modélisée de 7 milliards d’euros due aux tremblements de terre en Europe. Toutefois, des villes comme Zagreb (Croatie), Tirana (Albanie), Sofia (Bulgarie), Lisbonne (Portugal), Bruxelles (Belgique) et Bâle (Suisse) présentent également un niveau de risque sismique important, contrairement à des capitales moins exposées, notamment Berlin (Allemagne), Londres (Royaume-Uni) ou Paris (France).

Un effort partagé pour développer les modèles - le rôle de l’ETH de Zurich

Une équipe de chercheurs de différentes institutions dans toute l’Europe, avec, dans un rôle moteur, l’ETH de Zurich, a collaboré pour élaborer le premier modèle européen de risque sismique libre d’accès, et mettre à jour le Modèle européen d’aléa sismique. Ils ont participé à cette mission qui a débuté il y a plus de 30 ans et qui a impliqué des milliers de personnes de toute l’Europe. Ces efforts ont été financés par plusieurs projets européens et soutenus par des groupes nationaux tout au long de ces années.

Des chercheurs du Service sismologique suisse (SED) et du Groupe de sismologie et de géodynamique de l'ETH de Zurich ont dirigé nombre de ces projets. Le SED héberge par ailleurs EFEHR (European Facilities for Earthquake Hazard and Risk). EFEHR est un réseau à but non lucratif qui se consacre au développement et à l'actualisation des modèles d'aléa et de risques sismiques dans l'espace euro-méditerranéen. L'ETH de Zurich assume ainsi une fonction centrale de plaque tournante pour la collecte et la mise à jour des données, le libre accès aux modèles d'aléa et de risque sismiques, y compris toutes les données de base, ainsi que l'échange de connaissances.

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28/04/2022

Que signifie la publication des modèles euro-péens d’aléa et de risque sismiques pour la Suisse ?

Au printemps 2022, un modèle d’aléa sismique actualisé et le premier modèle de risque sismique en libre accès pour l’Europe ont été présentés au public. Ces modèles décrivent où, à quelle fréquence et avec quelle intensité on peut s’attendre à des secousses déclenchées par des tremblements de terre et quels sont leurs effets possibles sur les bâtiments et leurs habitants (voir communiqué de presse). Contrairement aux modèles nationaux, les modèles européens sont harmonisés de part et d’autre des frontières. Ils contribuent ainsi à de meilleures évaluations transnationales et à la réduction des conséquences des tremblements de terre.

Pas d’adaptation des normes de construction nationales à prévoir

Une mesure importante pour la prévention des tremblements de terre, qui repose sur des modèles d’aléa, est l’élaboration de normes de construction parasismique. En Suisse, cette tâche incombe à la Société suisse des ingénieurs et des architectes (SIA), qui s’appuie sur l’évaluation nationale de l’aléa, réalisée par le Service Sismologique Suisse à l’ETH de Zurich et actualisée pour la dernière fois en 2015. Il s’agit d’une pratique courante dans les pays et les régions pour lesquels des évaluations complètes de l’aléa sont disponibles. La raison en est que, contrairement aux modèles européens, les modèles nationaux représentent les conditions locales de manière plus précise et avec une résolution plus fine. Néanmoins, la commission compétente de la SIA étudiera de près le nouveau modèle européen et analysera les éventuelles différences avec le modèle national. Il ne faut toutefois pas s’attendre à ce que cela entraîne une adaptation des normes de la SIA actuellement en vigueur pour une construction parasismique (SIA 261 « Actions sur les structures porteuses »).

Modèle national de risque sismique en cours d’élaboration

Contrairement à celui de l’aléa sismique, il n’existe pas encore de modèle national de risque sismique pour la Suisse. Le SED en élabore actuellement un en collaboration avec l’Office fédéral de l’environnement et l’Office fédéral de la protection de la population. Il sera publié l’année prochaine et présentera de manière très détaillée les dommages pouvant être attendus en Suisse en raison des séismes. Comme le modèle d’aléa sismique, le modèle national de risque sismique reflétera les particularités de la Suisse plus précisément que le modèle européen et servira donc de référence principale pour les analyses de risque à l’échelle de la Suisse. Le modèle européen est toutefois utile lorsqu’il s’agit de mettre en balance les risques entre les pays. Il offre également une base de comparaison précieuse pour le modèle national.

Les résultats européens confirment l’analyse nationale de l’aléa et donnent les premières indications sur les régions à haut risque

Les premières analyses du SED indiquent que l’évaluation européenne de l’aléa sismique ne diffère que très peu de l’évaluation nationale. En ce qui concerne le risque sismique, la référence fait actuellement défaut, mais dans le modèle européen, Bâle et Genève se distinguent en présentant un risque particulièrement élevé en Suisse. À Bâle, le résultat n’est guère surprenant, car tous les paramètres importants pour un fort risque sismique y sont réunis : une grande densité de population et de biens, un aléa sismique élevé et de nombreux bâtiments vulnérables. Par rapport à Bâle, Genève présente un aléa sismique plus faible. Pour le modèle de risque européen, une zone de failles dans les Alpes françaises joue toutefois un rôle déterminant en tant que source possible de séismes plus éloignés, mais potentiellement importants. À cela s’ajoutent à nouveau une forte densité d’habitants et de biens ainsi qu’un parc immobilier vulnérable, construit en grande partie sur un sol meuble défavorable en cas de séismes (bassin sédimentaire). De plus, à la différence de Zurich, qui présente des conditions initiales similaires, la zone centrale pour la représentation cartographique dans le modèle européen tombe à Genève sur une seule cellule, alors qu’à Zurich, elle est répartie sur trois cellules. Pour des raisons purement visuelles, le risque semble donc plus important à Genève qu’à Zurich, par exemple.

En outre, le fait que d’autres zones urbaines ou régions particulièrement menacées de Suisse ne se distinguent pas davantage dans le modèle européen de risque sismique est principalement dû à deux raisons : premièrement, les villes suisses sont plutôt petites en comparaison européenne et donc moins concernées par le risque que d’autres grandes agglomérations. Deuxièmement, les résultats sont normalisés par le produit intérieur brut (PIB) correspondant. Cela signifie que l’évaluation des risques prend en compte les possibilités d’une nation de limiter les conséquences d’un tremblement de terre. En 2021, la Suisse affichait le deuxième PIB le plus élevé des pays européens, après le Luxembourg. Le modèle suisse représentera le paysage du risque sismique local de manière plus nuancée. D’une part, parce qu’il n’est pas soumis à une telle pondération et, d’autre part, parce qu’il intègre des jeux de données supplémentaires, comme par exemple des cartes de renforcement par les sols plus détaillées et des modèles de vulnérabilité des bâtiments élaborés pour la Suisse.

26/01/2022

Les séismes de l’année 2021 en Suisse

L’année dernière, le Service Sismologique Suisse (SED), basé à l’ETH de Zurich, a enregistré un peu plus de 1 100 tremblements de terre en Suisse et dans les régions limitrophes. C’est légèrement moins que les années précédentes, ce qui s’explique notamment par l’absence d’essaims sismiques importants en 2021. En revanche, il s’est produit davantage de séismes de magnitude comprise entre 2.5 et 4.1 que la moyenne à long terme.

En 2021, trois séismes d’une magnitude d’au moins 4.0 se sont produits, ce qui représente un nombre supérieur à la normale pour cette magnitude puisque depuis 1975, on a observé en moyenne environ un séisme de ce type par an. Le premier, d’une magnitude de 4.0, a secoué la région autour du col de la Furka le 1er juillet. Il a surtout été perçu en direction du nord, jusqu’à Zurich et Schaffhouse, comme en témoignent plus de 900 signalements de ressenti. En revanche, le séisme de magnitude 4.1 qui s’est produit le 5 octobre près d’Arolla (VS) n’a été ressenti puis signalé que par de rares personnes, presque exclusivement en Valais. Ce séisme fait partie d’une séquence qui s’est réactivée depuis septembre 2020. La même région avait déjà connu un tremblement de terre d’une magnitude similaire en 1996. En valais, les essaims près de Saint-Léonard et du col du Sanetsch sont restés actifs et ont parfois également provoqué des secousses perceptibles; c’est aussi le cas de celui des Diablerets dans le canton de Vaud.

Le troisième séisme d’une magnitude supérieure à 4.0 s’est produit le 25 décembre en Ajoie (JU). Il a été clairement ressenti en particulier dans le Jura; des signalements isolés ont aussi été reçus de l’ouest du Plateau jusqu’à Lausanne, Berne, Lucerne et Zurich. Le séisme principal, d’une magnitude de 4.1, a été suivi de deux répliques également bien ressenties, de magnitudes 3.5 et 3.2. Alors que le Valais est bien connu pour sa sismicité, les secousses dans le Jura confirment le fait que toute la Suisse peut être concernée. Bien que le dernier tremblement de terre de cette ampleur ait eu lieu en Ajoie il y a plus de 100 ans et que de tels séismes soient donc plutôt rares, ils n’ont rien de surprenant.

En moyenne à long terme, 24 séismes d’une magnitude supérieure ou égale à 2.5 se produisent chaque année en Suisse et dans les régions limitrophes. En 2021, ce chiffre a été un peu plus élevé, avec 32 événements. Des annonces de ressenti en provenance du public ont été reçues pour 52 de ces tremblements de terre, et pour dix d’entre eux plus de 100 personnes ont fait part de leurs observations. Le SED a recueilli le plus grand nombre de témoignages (environ 1 100) pour les séismes qui se sont produits près de Berne les 3 février et 15 mars, de magnitudes respectives de 2.8 et 3.2. Cela est avant tout dû à la forte densité de population à proximité des épicentres. Les séismes limitrophes dans les pays voisins sont également importants pour l’aléa sismique en Suisse. Un séisme d’une magnitude de 4.4 survenu le 18 décembre à Bergame (Italie) a été ressenti principalement au Tessin, mais aussi en partie en Valais, dans les Grisons et en Suisse centrale. Le SED a reçu environ 1 000 témoignages à ce sujet.

Outre l’activité sismique naturelle, le réseau géré par le SED enregistre également les secousses anthropogéniques. La plupart d’entre elles sont provoquées par des explosions, mais certaines sont le résultat de tremblements de terre d’origine humaine. Les caractéristiques physiques de ces derniers ne permettent pas de les distinguer des tremblements de terre naturels. Il existe néanmoins des indices fiables pour déterminer si un séisme est d’origine humaine, comme par exemple l'emplacement exact de son foyer dans le sous-sol ainsi que le lien temporel et spatial avec les variations de contraintes découlant d'interventions humaines. Il est donc important de surveiller ces dernières à l’aide d’un réseau dense de stations sismiques.

Dans ce but, le SED a resserré son réseau dans différents endroits de Suisse. Actuellement, il apporte une assistance à la surveillance sismique de cinq projets de géothermie profonde en Suisse ainsi que du BedrettoLab de l’ETH de Zurich. En outre, sur mandat de la Société coopérative nationale pour le stockage des déchets radioactifs (Nagra), le SED exploite un réseau sismique densifié dans le nord-est de la Suisse afin de mieux connaître le sous-sol et l’activité sismique sur les sites potentiels de stockage définitif. Au total, plus de 200 stations réparties sur tout le territoire transmettent en permanence leurs données de mesure au SED et permettent de détecter tous les séismes à partir d’une magnitude de 1.5, une valeur nettement inférieure au seuil de perception. Là où le réseau est particulièrement dense, il est même possible de déceler des séismes encore beaucoup plus faibles.

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18/01/2022

Les ondes de l’éruption du volcan des Tonga ont déjà fait deux fois le tour du monde

La gigantesque éruption sous-marine du volcan Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai dans les mers du Sud, le 15 janvier 2022, a également fait trembler les stations du Service Sismologique Suisse de l’ETH de Zurich (SED). L’explosion volcanique a commencé à 5h14, heure suisse, et a généré des ondes équivalentes à celles d’un séisme de magnitude 5.8. Environ 20 minutes plus tard, des ondes sismiques de volume ont atteint le réseau suisse après avoir traversé directement la Terre. Elles se propagent à des vitesses de 5 à 10 km/s (36 000 km/h). Trente minutes après, des ondes sismiques de surface, qui progressent un peu plus lentement, sont arrivées en Suisse. Celles-ci disparues, le réseau suisse a observé pendant plus de douze heures les oscillations propres de la Terre, qui vibre en effet à des fréquences caractéristiques, déterminées par sa structure interne. Ces oscillations propres observées après l’évènement, d’une période d’environ 4,5 minutes, avaient déjà été notées en 1991 lors de l’éruption du volcan philippin Pinatubo.

De telles explosions volcaniques génèrent également des ondes de pression dans l’atmosphère, comme celles décrites par exemple ici par MétéoSuisse (blog en allemand). Ces ondes infrasonores, dont les fréquences sont inférieures à celles d’un son audible (entre 15 Hz et 0,001 Hz), sont peu atténuées par l’atmosphère et peuvent être mesurées à très grande distance. Les infrasons se propagent à environ 1 200 km/h. Sur les stations large bande très sensibles du SED, et aussi sur les capteurs infrasonores exploités par le SED, ces ondes sont bien apparentes à partir d’à peu près 20h30, heure suisse, soit un peu plus de 15 heures après l’arrivée des ondes sismiques. La dispersion (la dépendance de la vitesse de propagation par rapport à la fréquence) de ces ondes infrasonores est également clairement visible : les basses fréquences se propagent un peu plus rapidement et nous parviennent les premières, suivies par des fréquences de plus en plus élevées. Une première période de signaux forts, d’une durée d’à peine plus de deux heures, a été provoquée par les ondes nous arrivant directement. Environ cinq heures plus tard, on voit les signaux qui se sont propagés dans la direction opposée, avec des amplitudes nettement plus faibles. Dans la matinée du 17 janvier, on constate l’apparition de nouveaux signaux : les ondes viennent de faire leur deuxième tour de la Terre. Aux stations de mesure sismique, les signaux infrasonores ont provoqué un certain nombre de fausses détections de séismes (triggers) lors du traitement automatique des données.