Observer les tremblements de terre là où ils se produisent

Afin d'étudier comment les tremblements de terre se déclenchent, se propagent et s'arrêtent, un nouveau tunnel latéral a été construit au BedrettoLab de l'ETH Zurich. Il sert de centre d'observation d'une faille et est équipé de nombreux capteurs et instruments, faisant de lui une installation unique au monde. Le Service Sismologique Suisse à l'ETH de Zurich est impliqué à la fois dans la recherche et dans la surveillance des activités sismiques.

L’ETH Zurich a construit un tunnel latéral de 120 mètres de long au BedrettoLab, un centre de recherche souterrain situé au Tessin (Suisse). Ce nouveau tunnel est parallèle à une zone de faille naturelle sélectionnée avec soin. Grâce à cette localisation précise, les chercheurs peuvent étudier en détail comment un tremblement de terre commence en un point d’une faille et se propage ensuite  jusqu’à ce qu’il se retrouve à court d’énergie. À l’aide d’équipements spécialisés, le consortium de recherche européen, auquel participe le SED, étudie le mouvement des failles afin de mieux comprendre les tremblements de terre et d’éventuellement en prévoir la survenue. Le projet à l’origine de cette initiative, « Fault Activation and Earthquake Rupture » (FEAR), a été financé par le Conseil Européen de la Recherche à hauteur de 14 millions d’euros. Il vise à répondre à deux des questions les plus fondamentales et non résolues de la sismologie : que se passe-t-il juste avant le début d’un tremblement de terre et pourquoi il s’arrête. Les chercheurs espèrent que la réponse à ces questions permettra de repousser les limites de la prévisibilité des tremblements de terre. 

Un observatoire unique situé sur une faille

Pour étudier les tremblements de terre à leur source, l’équipe FEAR a réalisé de nombreux forages. La plupart servent à surveiller les processus dans la roche. D’autres sont utilisés pour injecter de l’eau afin d’induire des séismes de faible magnitude. Ils sont équipés d’un large éventail de capteurs et forment ensemble un réseau novateur de surveillance situé sur la faille, une infrastructure de recherche unique au monde. Les capteurs sont suffisamment sensibles pour détecter des tremblements de terre d’une magnitude aussi faible que -5 et mesurent également d’autres paramètres tels que la pression des fluides dans les fractures, les variations de contraintes, etc. Lors des expériences de stimulation à grande échelle que l’équipe prépare actuellement, des centaines de mètres cubes d’eau seront injectés à haute pression dans la zone de faille. La haute pression des fluides réduit de cette manière, la contrainte existante sur les plans de faille, ce qui les affaiblit et facilite leur glissement. Cette réduction de la friction peut déclencher le mouvement des failles et donc des séismes.

« Un observatoire situé sur une faille est la pièce manquante du puzzle de l’étude des tremblements de terre », explique le Professeur Domenico Giardini, l’un des quatre chercheurs principaux du projet FEAR. « Nous disposons d’excellents réseaux de surveillance dans le monde entier. Cependant, la plupart sont placés en surface et donc à plusieurs kilomètres du point d’origine du tremblement de terre. Les quelques capteurs placés dans les trous de forage ne se trouvent généralement qu’à proximité des zones de faille, et pas directement à l’intérieur. »