Un nouveau modèle améliore les prévisions des tremblements de terre
Les tremblements de terre sont difficiles à prévoir, ce qui rend difficile l’organisation d’évacuations avant qu’ils ne se produisent afin d’éviter des pertes considérables en vies humaines. Entre 2000 et 2019, les tremblements de terre ont tué plus de 800 000 personnes dans le monde, selon l’U.S. Geological Survey. Bien qu’un tremblement de terre puisse être enregistré par un réseau sismographique, il n’est pas possible de déterminer avec précision la taille, l’heure et le lieu d’un éventuel séisme. Et s’il existait un nouveau moyen d’améliorer la prévision des tremblements de terre? Partiellement soutenue par le projet DEGASS financé par l’UE, une équipe de chercheurs y est parvenue en produisant un modèle mathématique qui peut aider les géophysiciens à mieux prédire quand et où les tremblements de terre pourraient frapper. Avec ses collègues de l’Université de Liverpool, coordinatrice du projet DEGASS, et de l’Université d’Utrecht, le Dr Sabine A.M. den Hartog du Centre Lyell, une collaboration entre l’Université Heriot-Watt (HWU) et le British Geological Survey, a utilisé les mathématiques plutôt que de se fier à des expériences en laboratoire. Ils se sont concentrés sur la prédiction de la force de frottement, la force nécessaire pour provoquer le mouvement des phyllosilicates le long d’une faille. Il s’agit d’un type de minéral qui se présente sous la forme de fines plaques que l’on trouve le long de la partie la plus faible des failles de la croûte terrestre où se produisent les tremblements de terre. Un article publié sur le site web de la HWU explique: «Les spécialistes des tremblements de terre recréent fréquemment des mouvements le long de failles simulées dans leurs laboratoires pour essayer de comprendre les processus qui se produisent à l’échelle microscopique et qui conduisent aux tremblements de terre. Si ces expériences ont permis aux scientifiques de mieux comprendre le mouvement des failles et les tremblements de terre, elles sont limitées car il est difficile de reproduire les conditions extrêmes des profondeurs de la croûte terrestre en laboratoire». Citée dans le même article, Sabine den Hartog fait remarquer que l’équipe «a formulé un ensemble d’équations pour prédire comment la force de frottement des phyllosilicates évolue suite à un changement de conditions telles que l’humidité ou la vitesse de déplacement des failles». Elle souligne que leur technique permet «aux modélisateurs de simuler beaucoup plus facilement le mouvement des failles dans des conditions naturelles, y compris les tremblements de terre». Sabine den Hartog ajoute que: «Notre modèle prédit que le mouvement le long des zones de failles riches en phyllosilicates devient plus difficile à mesure qu’il s’accélère, ce qui est conforme aux expériences. Ce comportement tend à inhiber les séismes et suggère que, si les phyllosilicates sont faibles et favorisent le mouvement silencieux des failles, d’autres minéraux que les phyllosilicates sont importants pour provoquer des séismes».
Plus de recherches sont nécessaires
Les conclusions ont été publiées dans la revue «Journal of Geophysical Research: Solid Earth». «Alors que de nombreuses explications qualitatives ont été proposées précédemment sur le faible coefficient de frottement des phyllosilicates, en particulier en présence d’eau, notre étude constitue une nouvelle étape vers un modèle quantitatif, basé sur la physique». Dans l’article de la HWU, Sabine den Hartog affirme que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer le modèle. «Nous n’avons pas pu expliquer la relation entre les forces qui empêchent les failles de glisser et celles qui peuvent activer le mouvement des failles, il y a donc encore du travail à faire dans ce domaine.» Le projet DEGASS (An experimental approach to understand inDuced sEismicity in GAS Shales) a pris fin en 2017. Il a examiné «les conditions et les mécanismes de déformation à l’échelle microscopique qui conduisent au glissement stable ou instable des failles réactivées dans les schistes gazeux riches en argile et en quartz», comme l’explique la fiche d’information du projet. Le gaz de schiste désigne le gaz naturel qui se trouve dans des formations de roches sédimentaires clastiques à grain fin contenant de l’argilite ou de la siltite. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet DEGASS
Mots‑clés
DEGASS, tremblement de terre, phyllosilicate, faille, croûte
