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Sismologie historique & paléosismologie

Sismologie historique & paléosismologie

Les connaissances acquises sur des séismes passés nous donnent des indications importantes pour la prévention, et nous permettent de localiser les tremblements de terre et d’évaluer leur intensité. En Suisse, les forts tremblements de terre sont relativement rares, c’est pourquoi nous ne disposons pas encore de données issues d’instruments de mesure. Nous devons donc nous référer à des documents historiques, les analyser par des méthodes scientifiques, et interpréter par des méthodes paléosismiques les traces géologiques des grands tremblements de terre.

Figure: Carte des séismes de la Suisse 1880-1909, élaborée en 1911 par Jakob Früh, à l’époque président de la Commission Sismologique Suisse

Reconstruction des séismes passés

La reconstruction de séismes passés ne présente pas uniquement un intérêt historique. Les connaissances acquises servent de base pour l’évaluation de l'aléa sismique d’une région et fournissent entre autres des indications sur les amplifications locales des secousses sismiques par le sous-sol.

Pour garantir la fiabilité des informations tirées des descriptions historiques des tremblements de terre, il existe au SED depuis 1999 une sous-discipline de sismologie historique. Depuis, il a été constitué en collaboration interdisciplinaire entre des historiens, des sismologues et des experts en bases de données un premier catalogue des tremblements de terre soumis à révision critique historique (version actuelle ECOS-09), la banque de données associées pour l’analyse macrosismique et des documentations détaillées. L’approche consiste d’abord à collecter les observations de tremblements de terre et les descriptions des dommages dans les documents historiques (chroniques, documents officiels, journaux, articles de journaux, traités scientifiques, etc.). Après un dépouillement critique des sources, ces informations peuvent être traduites à l’aide de l’Échelle macrosismique européenne (EMS-98) en points locaux d’intensité. Grâce à une méthode statistique étalonnée avec des séismes récents, il est possible d’évaluer assez précisément à l’aide des champs d’intensité déterminés de cette manière la localisation, la profondeur du foyer et la magnitude du séisme.

La paléosismologie étudie les structures géologiques pouvant être créées à la suite de secousses importantes. On peut citer les mouvements de masses induits par les séismes ou les tsunamis dans les lacs, les glissements de terrain en montagne, les structures faillées visibles en surface, ainsi que les dommages portés aux stalactites dans les grottes. La paléosismologie permet de mettre en place une série temporelle bien plus longue pour la fréquence de séismes très forts que celle obtenue uniquement à l’aide d’observations instrumentales et historiques.

Une approche interdisciplinaire

Il est essentiel, pour une interprétation la plus précise possible des différentes sources, que celles-ci soient resituées dans le contexte de production socio-culturelle de l’époque historique concernée grâce à des méthodes historiques scientifiques. A l’interface entre les sciences naturelles et les sciences humaines, l’analyse des pratiques de production des données de séismes est également d’un grand intérêt pour d’autres domaines de recherche, comme l’histoire des sciences et de l’environnement, ou encore la sociologie des risques.

Lors des études paléosismiques, on applique des méthodes géologiques et géophysiques. Les interprétations n’étant jamais univoques, toutes les traces sont datées par la méthode du carbone 14, puis mises en relation avec d’autres observations. Une hypothèse de tremblement de terre n’est donc validée que lorsque différentes traces peuvent être identifiées au même moment et sur une région étendue.

Résultats et perspectives

La dernière version historique critique du catalogue des séismes de la Suisse (ECOS-09) s’est concentrée sur les années 1000–1878. Par ailleurs, des études de cas détaillées se sont penchées sur les tremblements de terre les plus forts du xxe siècle (Sierre 1946, Sarnen OW 1964). Actuellement nous traitons, dans le cadre d’un projet interdisciplinaire du Fonds national, les séismes moyens de la période préinstrumentale et instrumentale précoce de surveillance en Suisse (1878–1974). De tels séismes sont relativement fréquents dans notre pays, et la production de sources exploitables augmente fortement pendant cette période. Ceci permet de constituer un large jeu de données, avec une importante densité d’informations.

Différentes universités travaillent dans le domaine de la paléosismologie, mais les indices paléosismologiques sont souvent uniquement un produit annexe de la recherche. Le point central de nos travaux est donc de traiter systématiquement les indices rencontrés au sein d’une structure de données homogènes, semblable à celle qui a été élaborée pour les séismes historiques. Ceci permet une interprétation commune d’un jeu de données hétérogènes à l’origine, et l’acquisition de nouvelles connaissances sur l’intensité et la localisation des très gros séismes préhistoriques.