Au premier plan un instrument de mesure fixé au sol, et derrière un paysage époustouflant mêlant roche, volcan et sommet enneigé.

Capteur de mesure géodésique par GPS, installé sur le volcan Cotopaxi dans les Andes équatoriennes

© Paul Jarrin

400 super-GPS localisent les futurs séismes nord-andins

Mis à jour le 29.01.2024

Les spécialistes de l’IRD et leurs partenaires équatoriens et colombiens utilisent des données de positionnement par satellite pour étudier les mouvements et la déformation de la croûte terrestre dans les Andes du Nord. Leurs travaux mettent en évidence des phénomènes jusqu’ici méconnus et permettent de dresser une cartographie des zones à risque sismique élevé. Ces informations concourent à orienter les politiques publiques notamment autour des ODD 9 et 11 (Bâtir une infrastructure résiliente, promouvoir une industrialisation durable qui profite à tous et encourager l'innovation / Villes et communautés durables).

Le Graal de tous les sismologues est de prévoir les grands tremblements de terre pour avoir le temps de mettre à l’abri les populations exposées. Jusqu’ici nul n’est parvenu à prédire avec précision quand surviennent ces événements destructeurs. Mais les travaux menés dans les Andes du Nord par l’IRD et ses partenairesInstituto Geophisico – Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) et Instituto Geografico Militar (IGM), Équateur, et Servicio Geologico Colombiano (SGC), Colombie.1, permettent de définir les zones où les plus dangereux se produiront.
 

Les secours se poursuivent deux jours après le violent séisme de 2016 en Équateur.

© Paul Jarrin

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« Cette région, qui traverse l’Équateur, la Colombie et le Venezuela, connait de nombreux séismes, le long de la côte Pacifique comme à terre, indique Jean-Mathieu Nocquet, géophysicien IRD à GEOAZUR. C’est une zone où il y a interaction de plusieurs grandes plaques tectoniques, la plaque Amérique du Sud, la plaque Caraïbe au nord et la plaque du Pacifique qu’on appelle la plaque Nazca, à l’ouest. » Le tracé des failles activesUne faille est une surface de rupture entre deux blocs de roches. On dit qu’elle est active quand elle peut générer des séismes à notre époque. à l’interface de ces plaques et le fonctionnement de certains segments de la subduction Processus d’enfoncement d’une plaque sous une autre, souvent une plaque océanique sous une plaque continentale, dans un contexte de convergence des plaques.le long des côtes sont déjà connus. Mais pour la première fois les scientifiques sont parvenus à décrire le mouvement de ces failles et la déformation de la croûte terrestre.

De quelques millimètres à un centimètre par an

Station géodésique basée sur la mesure par GPS, installée à Quito en Équateur pour la surveillance des failles

© Paul Jarrin

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Pour suivre le déplacement lithosphérique La lithosphère est la couche externe de la croûte terrestre constituée de plaques mobiles.engendré par la collision des plaques, les spécialistes ont recours au GPS depuis une vingtaine d’années. Il s’agit d’instruments de haute précision, qui permettent de mesurer des mouvements à l’échelle du millimètreEn utilisant tous les systèmes GNSS (géolocalisation et navigation par système de satellites) : l’américain GPS, l’européen Galileo, le russe GLONASS et le chinois Beidou1. Positionnés sur des supports scellés dans la roche, ils peuvent être installés à demeure et enregistrer en continu, ou déployés lors de campagnes géodésiques En lien avec l’étude et la détermination de la taille et de la forme de la Terrespécifiques. « Nous avons intégré dans une base de données les informations issues d’un réseau de 400 points d’observation GPS, allant de la côte péruvienne à la côte caribéenne, afin d’élaborer une représentation dynamique des déformations à l’œuvre », indique Paul Jarrin, géophysicien équatorien.
 

Le séisme de 2016 en Équateur a provoqué d’importants dégâts, dont la destruction de nombreux hôtels dans la ville balnéaire de Pedernales.

© Paul Jarrin

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L’analyse de ce fin maillage révèle la structuration et le fonctionnement de la lithosphère régionale : la petite plaque tectonique qui s’étend sur la région, appelée bloc nord-andin, bouge à raison d’un centimètre par an, mouvement qui est à l’origine de violents séismes, de magnitude 6 et plus, qu’ont connu l’Équateur, la Colombie et le Venezuela ces dernières années. En outre, le bloc nord-andin est lui-même fragmenté par de plus petites failles actives. Celles-ci, qui bougent à raison de quelques millimètres par an, sont également susceptibles de provoquer des séismes importants, en particulier à proximité de zones fortement peuplées.

Accumulation d’énergie

Situé sur une zone d’interaction entre les grandes plaques tectoniques Nazca, Amérique du Sud et Caraïbe, avec des failles actives et des fronts de subduction côtiers, le bloc nord-andin, est lui-même fragmenté par de plus petites failles actives.

© IRD-DCPI - Laurent Corsini

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L’enregistrement de la vitesse des différentes failles actives permet de dresser une cartographie précise des zones où s’accumule l’énergie liée à la convergence des plaques. « C’est là qu’auront préférentiellement lieu les futurs séismes, explique Jean-Mathieu Nocquet. Et ces informations vont être très précieuses pour orienter les politiques publiques de prévention des risques. » Il s’agit tout à la fois de renforcer les codes de construction parasismiques, de définir des scénarios d’organisation des secours efficaces et de sensibiliser les populations…
 

Les Andes du Nord, bordées par plusieurs plaques en mouvement, et portées par un bloc lui-même mobile et fragmenté de failles actives, sont le siège d’une intense sismicité.

© Paul Jarrin

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Enfin ces travaux confirment l’hypothèse d’une subduction de la plaque Caraïbe sous celle du continent sud-américain, au nord-ouest de la Colombie. « Malgré ce phénomène très sismogène, on ne connait pas d’événement sismiques dans cette zone durant les cinq derniers siècles. Cela signifie que les mouvements sont lents et surviennent à des échelles de temps qui dépassent les archives historiques, estime Jean-Mathieu Nocquet. Ces résultats ne permettent pas de confirmer s’il y un aléa lié à l’accumulation d’énergie, mais ils montrent qu’il est important d’engager des recherches sur cette région pour le savoir. »