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Surveillance des séismes

Plus de 200 stations sismiques exploitées par le Service Sismologique Suisse surveillent l’activité sismique en Suisse et dans les pays limitrophes en temps réel. Ces stations sont réparties dans tout le pays, et installées sur différents sites, notamment des cavernes, tunnels et même forages.

La Suisse a recours à un réseau sismique pour surveiller l’activité sismique de fond et comprendre les effets des rares tremblements de terre à grande échelle qui peuvent provoquer des dégâts importants. C’est un point important, même pour un pays dont le risque sismique est modéré comme la Suisse. Un réseau dense à la pointe de la technique qui surveille l’activité sismique en temps réel répond à ces exigences et avertit également rapidement les autorités, les médias et le grand public lors d’événements sismiques importants, tout en fournissant des données de grande qualité pour l’étude des risques et la recherche sismique fondamentale.

Le réseau sismique suisse consiste en stations sophistiquées, modernes, à faible bruit, qui communiquent en temps réel avec les hubs de traitement distribués à l’ETH Zurich. Les données sont analysées et les événements détectés en quelques dixièmes de seconde après le phénomène.

Le centre de traitement de Zurich collecte les données enregistrées en Suisse à partir de deux sources différentes :

  • Le réseau national suisse (CHNet), constitué à la fois du réseau à large bande (SDSNet) et du réseau accélérométrique (SSMNet).
  • Des réseaux spéciaux (souvent temporaires) destinés à surveiller une activité naturelle accrue peuvent être déployés pour suivre les répliques, les explorations géothermiques outre-mer, assister la recherche ou les projets éducatifs ou répondre à des demandes industrielles de tiers.

Une station du réseau sismique sert par ailleurs un objectif très particulier; elle fait partie du système de surveillance international (IMS) pour le contrôle du respect du traité d'interdiction des essais nucléaires.

Contrôle de l'état des différentes stations sismiques

Le suivi instrumental de l’activité sismique en Suisse a commencé tôt au xxe siècle (voir l’histoire du SED). Depuis lors, la Suisse a été aux avant-postes de la surveillance sismique en Europe.

Dans les années 1970, un réseau sismique télémétrique à gain élevé et courte période a été installé, enregistrant les données sur microfilms.

Au milieu des années 1980, le réseau consistait en un maillage dense de capteurs à gain élevé, avec des communications radio numériques vers un système informatique central, et traitement automatique pour la détection des tremblements de terre. Ces capteurs étaient placés sur une roche solide sur des sites à très faible bruit pour leur permettre d’enregistrer la sismicité de fond en Suisse.

Au début des années 1990, le Réseau accélérométrique suisse (SSMNet) a été établi avec une instrumentation 12 à 16 bits activée par accès commuté. Les stations ont été installées sur 70 sites à l’air libre, principalement en zone urbaine, et en grille sur le site de 6 barrages. Ce réseau se concentrait sur des zones où le risque sismique est élevé et où de forts effets locaux d’amplification des mouvements du sol peuvent être attendus.

À la fin des années 1990, des capteurs large bande équipés d’enregistreurs de données 24 bits ont remplacé les capteurs courte période, et la synchronisation GPS a été mise en place. Un système internet sécurisé à large bande a permis également d’améliorer les communications.

Dans les années 2000, des accéléromètres de qualité similaire ont été également installés. Ce nouveau système moderne combinant le Réseau sismique numérique suisse (SDSNet) et le Réseau accélérométrique suisse (SSMNet) est appelé le Réseau national suisse (CHNet).

La plupart des données sismiques sont collectées sur le hub de traitement du SED à l’ETH de Zurich, grâce à un protocole standard de communication SeedLink. Les enregistreurs de données Nanometrics historiques utilisent toujours Nanometrics NAQS, même si ce protocole est périmé. Les données des stations accélérométriques, large bande et courte période sont toutes utilisées pour tous les traitements de données lorsque c’est approprié. Par exemple, si la qualité du signal est suffisante, même des stations accélérométriques sur des sites bruyants peuvent aider à la localisation précise automatique des séismes, et toutes les données sismiques à l’échelle peuvent être utilisées pour produire des ShakeMaps.

Pour garantir la robustesse du système et le protéger contre des pannes matérielles isolées, acquisition et traitement sont redondants sur deux sites séparés à l’ETH de Zurich.

Les données de formes d’onde sont traitées en temps réel par l’intermédiaire de SeisComP3, une plate-forme complète de suivi sismique développée au GFZ à Potsdam. Le logiciel est également utilisé pour le contrôle manuel et la gestion finale du catalogue sismique. La détection et la quantification automatique des évènements (détermination de la localisation et de la magnitude sismiques) sont effectuées en général dans les 60 s suivant le phénomène. Les enregistrements de tous les évènements sismiques sont immédiatement publiés sur le site web du SED. Si le tremblement de terre est considéré comme assez fort pour avoir été ressenti localement, une alerte est envoyée aux autorités, aux médias et aux scientifiques concernés, qui examinent l’évènement et établissent manuellement sa localisation en quelques dizaines de minutes. Les ShakeMaps et les tenseurs de moment sont également disponibles pour des évènements plus importants. Un modèle de vitesse 3D est utilisé pour améliorer la localisation automatique des évènements sismiques et créer un catalogue final.

Des données de forme d’onde à haute définition sont archivées en permanence en format MiniSeed standard. Les informations et les données de forme d’ondes continues fournies par le réseau SDSNet sont disponibles librement pour la communauté. L’archive numérique complète a également été convertie dans ce format, y compris les formes d’onde des évènements antérieurs à 1999, et les archives complètes et continues sont conservées depuis 1999. Toutes les données sont disponibles sur le portail de formes d’ondes du SED WebDC3. Le portail accélérométrique du SED peut être utilisé pour explorer l’archive des formes d’ondes en utilisant le catalogue sismique et les paramètres techniques de pointe.

Les données de forme d’onde et les informations sismiques suisses sont disponibles en temps réel pour les réseaux sismiques voisins (INGV en Italie, LED en AllemagneISTerre en France et ZAMG en Autriche) ainsi que pour différentes agences européennes ou mondiales (ORFEUS, GFZ, IRIS, EMSC).

Cartes du réseau sismique

Les cartes du réseau sismique en haute résolution peuvent être trouvées sur la page suivante.