Sites Inria

English version

Recherche engagée

Cécile Michaut, Céline Acharian - 19/07/2011

Séisme, tsunami : les sciences du numérique redoublent d'efforts

Simulation numérique Sismologie © INRIA / Photo Kaksonen Simulation numérique Sismologie - © INRIA / Photo Kaksonen

Il y a quatre mois au Japon, tout a commencé par un séisme. Magnitude imprévisible, déchaînement des éléments, enchaînement de causes tragique, mise à l'épreuve des connaissances scientifiques et de toute prévision possible. Aujourd'hui, les chercheurs redoublent d'efforts pour trouver de nouveaux modèles, adapter des solutions. Mieux anticiper, mieux informer, mieux protéger, mieux gérer le risque... Les pistes de recherche sont nombreuses et l'engagement des scientifiques à la mesure du traumatisme. Quelques exemples.

A chaque séisme meurtrier, la question se pose : pourquoi ne l’a-t-on pas prévu ?  Malgré tous leurs efforts, les scientifiques ne parviennent pas à savoir quand, où et avec quelle intensité les séismes vont se déclencher. « Les puissances de calcul disponibles aujourd’hui rendent possibles les simulations à la fois de la rupture sismique et de la propagation des ondes, mais nous ne connaissons pas encore les ingrédients à entrer dans ces simulations : nous savons ce qui déclenche les séismes mais nous ne pouvons pas décrire le comment d’une manière précise pour une prévision , indique Jean Virieux, professeur à l’Institut des sciences de la terre à l’université Joseph Fourier de Grenoble. Ce n’est pas une question d’outil numérique, mais de connaissance  physique.  En raison des énergies mobilisées qu’illustrent les dégâts, il est difficile de penser qu’il n’y ait aucun  phénomène annonciateur de séismes, mais nous sommes encore incapables de les repérer et de les comprendre.  »

Cependant, les outils numériques s'avèrent utiles : ils fournissent une aide précieuse pour aménager les territoires en construisant d’une manière adéquate aux bons endroits et pour déployer les secours le plus efficacement possible. « Les Japonais ont stocké dans des bases de données  plusieurs milliers de simulations de séismes de différentes magnitudes et localisations , expose Jean Virieux. Ils peuvent ainsi prévoir  les mouvements du sol et les risques de destructions en fonction des bâtiments construits dans chaque cas, ainsi que les difficultés éventuelles que rencontreront les secours, comme des routes coupées. »  Lorsqu’un séisme survient, il est a priori proche d’un séisme fictif calculé. Avant même d’évaluer sur place les dégâts, on peut très rapidement faire une estimation des déplacements  du sol et des destructions potentielles et ainsi envoyer les secours adéquats. Ces estimations doivent être intégrées à un système d’aide à la décision pour définir quel type de secours mobiliser  et comment. Ces outils permettent également de fournir des informations aux populations touchées afin qu’elles adoptent les comportements les plus sûrs, à condition qu’ils disposent d’une radio alimentée par piles et qu’ils aient été éduqués aux risques sismiques. Elles peuvent en retour, dans certains cas, fournir des informations pertinentes d’observation sur site si le réseau internet est intact, ce qui est le cas pour les séismes modérés.

Même si l’on ne sait pas prévoir les tremblements de terre, il est important de simuler de nombreux séismes pour prévoir les dégâts et déployer efficacement les secours.

En mars dernier, l'équipe-projet Magique-3D était sur le qui-vive  : elle collabore avec le Tokyo Institute of Technology et les chercheurs de l'agence japonaise Jamstec (pour les sciences et technologies maritimes). Il s'agissait, aussi rapidement que possible de visualiser l'intensité du phénomène sismique et de représenter la propagation des ondes à la surface du globe. Et de reprendre également les données des 9, 10 et 11 mars 2011, et essayer de comprendre comment une rupture sur un segment de faille de taille modeste avait pu créer un tremblement de terre de cette magnitude. En exploitant, notamment, la capacité de calcul développée au sein du laboratoire commun Inria-Urbana Champain dirigé par Franck Cappello et en utilisant le logiciel de simulation 3D "SPECFEM-3D".

Mais ce sont toutes les recherches liées à la surveillance, au calcul et à la prévention du risque, à l'optimisation de réseau de diffusion d'alertes ou encore au déploiement de secours en milieu hostiles, qui ont repris une nouvelle vigueur. Jean-Pierre Merlet, responsable de l'équipe-projet Coprin, a commencé ses recherches après avoir lu les rapports sur la gestion des secours à Kobé (janvier 1995). Son équipe a mis au point un système complet de secours intelligent  susceptible d'intervenir dans les décombres : système de levage sophistiqué, intelligent, portatif, puissant, rapidement déployable, muni de capteurs physiologiques. Les chercheurs ont travaillé au contact des pompiers dès 2009, les technologies ont été testées en milieux périlleux. Le système continue d'être perfectionné à la lumière de catastrophes récentes, comme celle survenue au Japon, et doit passer par des étapes obligées (banc de tests, calibrages), avant de pouvoir être effectivement déployé par les professionnels du secours.

Dans le même mouvement, des sujets de recherche ont vu le jour ou se sont précisés, sur la modélisation des vagues ou encore la prévention et la gestion du risque nucléaire. Pour mieux prévenir, mieux éduquer, mieux alerter... et simuler, simuler encore et encore.

Mots-clés : Séismes Prévention Risques Alertes Visualisation 3D Modélisation

Haut de page

Suivez Inria