Comment se produit un séisme ? De la faille aux ondes sismiques

Un séisme dure quelques secondes, mais il se prépare pendant des siècles dans des roches qui se déforment sans bruit, à plusieurs kilomètres sous nos pieds. Comprendre cet instant permet de lire un bulletin sismique, de ne plus confondre magnitude et intensité, et de mesurer pourquoi la France, sans être le Japon, n’est pas à l’abri.

Une faille bloquée qui finit par céder

Le dossier expert de Géorisques consacré aux séismes, le portail public des risques animé avec le BRGM, en donne la définition : un séisme est une vibration du sol provoquée par une rupture brutale des roches en profondeur, le long d’une faille. Une faille est une cassure de la roche dont les deux bords peuvent se déplacer l’un par rapport à l’autre.

Le moteur de ces déplacements est la tectonique des plaques : les plaques rigides qui forment l’enveloppe de la Terre bougent lentement, entraînées par les déformations des couches profondes. L’activité sismique se concentre donc près de leurs frontières. Mais Géorisques rappelle que de nombreuses failles héritées de l’histoire géologique peuvent aussi rompre à l’intérieur même des plaques.

Le mécanisme tient en un mot : le frottement. Tant que les deux blocs restent accrochés, l’énergie s’accumule dans la roche, qui se déforme comme un ressort comprimé. Lorsqu’elle l’emporte sur le frottement, les blocs rattrapent d’un coup leur retard : c’est la secousse, suivie de répliques quand les blocs se réajustent. Les remontées de magma que nous décrivions à propos de la formation des volcans déclenchent aussi de petits séismes, tout comme certaines activités humaines, telle la mise en eau de barrages.

Le voyage des ondes

La rupture démarre en un point de la faille, le foyer ou hypocentre, puis se propage. L’épicentre est le point de la surface situé à sa verticale. De la zone rompue partent des ondes sismiques. Les premières à arriver sont les ondes P, qui compriment et dilatent la roche dans le sens de leur trajet ; puis viennent les ondes S, plus lentes, qui la cisaillent de côté et ne traversent pas les liquides. En surface naissent enfin des ondes plus lentes encore, souvent les plus destructrices.

L’écart entre ces arrivées, mesuré par plusieurs stations, permet de localiser le séisme. Géorisques ajoute que le relief et la nature du sous-sol peuvent piéger les ondes et amplifier les vibrations : ce sont les effets de site. Une vallée remplie de sédiments meubles peut trembler bien plus qu’une colline rocheuse voisine.

Magnitude et intensité, deux mesures différentes

La magnitude décrit le séisme lui-même, c’est-à-dire l’énergie libérée par la rupture. Comme l’explique Planet-Terre, le site de géologie de l’ENS de Lyon, la première échelle a été proposée par Charles Richter en 1935. Les échelles de magnitude sont logarithmiques : un degré de plus correspond à une énergie environ 30 fois supérieure, deux degrés à une énergie 1 000 fois plus grande. Les sismologues utilisent aujourd’hui surtout la magnitude de moment, qui tient compte de la surface de faille rompue et du glissement : plus la faille qui casse est grande, plus la magnitude est forte.

L’intensité décrit les effets en un lieu donné, de I, secousse imperceptible, à XII, destruction quasi totale. Un séisme a donc une seule magnitude mais de nombreuses intensités, qui décroissent avec la distance.

Et en France ?

La métropole ne se trouve pas en limite de plaque : sa sismicité, modérée, vient surtout de la collision lente entre l’Afrique et l’Eurasie. Le plus fort séisme connu au XXe siècle, à Lambesc, dans les Bouches-du-Rhône, le 11 juin 1909, a dépassé la magnitude 6 et fait une cinquantaine de morts. Géorisques estime qu’un séisme de cette magnitude peut se produire en métropole une ou deux fois par siècle. Plus modestes, les séismes du Teil en 2019 et de La Laigne en 2023, de magnitude 4,9, ont pourtant détruit de nombreuses maisons.

La sismicité la plus forte se trouve aux Antilles, au-dessus d’une zone de subduction capable de produire des séismes de magnitude proche de 8 : celui du 8 février 1843 a détruit Pointe-à-Pitre et fait plus de 1 500 morts. À La Réunion, île née d’un point chaud et haut lieu de la biodiversité française, la sismicité reste faible.

Prévoir, non ; se préparer, oui

On prête volontiers aux animaux un sixième sens, et certains disposent bien de capteurs hors du commun, comme la boussole magnétique des oiseaux migrateurs. Mais Géorisques est formel : dans l’état des connaissances, il n’est pas possible de prédire la survenue d’un séisme. Au moment où une rupture s’amorce, rien ne dit si elle s’arrêtera vite ou gagnera tout un segment de faille.

La parade est ailleurs. Depuis la réforme de 2010, la France est découpée en cinq zones de sismicité ; dans les zones 2 à 5, qui concernent environ 21 000 communes, les bâtiments neufs doivent respecter des règles parasismiques. Pour connaître la zone de votre commune et les consignes à suivre, adressez-vous à Géorisques et au document d’information communal de votre mairie, jamais à un article de vulgarisation.