La mesure, les capteurs et stations sismologiques, les réseaux sismologiques

Ce calcul se fait par rapport au soleil, aux astres (qui donnent des repères à des moments très précis, par exemple le moment où le soleil est à son zénith) et une horloge très précise qui découpe le temps jusqu’à des fractions de secondes. En sismologie, on utilise l’heure internationale (TU-temps universel), pour l’heure d’arrivée d’une onde à une station donnée ou l’heure du séisme, afin d’avoir une référence unique à l’échelle mondiale.
En savoir plus suivre les liens suivants Heure en France et Temps universel.

Les instruments sont testés et étalonnés en laboratoire, soit par rapport à un capteur de référence soit en utilisant des vibrations (table vibrante) et en vérifiant la mesure de l’instrument.

Nous avons installé nos premières stations en 2017 à Strasbourg, proche de l’EOST, afin de les tester. En 2018, observant une activité croissante de la microsismicité, nous avons décidé d’augmenter le nombre de stations autour de Strasbourg. Cette démarche nous a permis d’étudier précisément la crise de Strasbourg fin 2019. Dans le projet en cours (ANR PrESENCE), notre objectif est de rajouter des dizaines de stations pour couvrir une zone plus étendue et densifier le réseau en réduisant la distance entre les stations.

Nous partons d’un maillage théorique optimal. Ensuite il est adapté, dans certaines limites, en fonction d’une part de la localisation des volontaires et de leur profil sociologique pour les études en Sciences Humaines et Sociales via des entretiens des hébergeurs et d’autre part de la présence à proximité de sources de bruit anthropique importantes (route très fréquentée, chemin de fer, exploitation de carrières, etc.).

Oui, si on veut regarder et étudier la sismicité proche. Cela nous permet de détecter des petits séismes, de bien les localiser et surtout de bien connaître leur profondeur. Si les stations sont éloignées, on a une incertitude forte sur la profondeur. Par contre, si l’on veut observer la sismicité lointaine, l’intérêt est réduit sauf pour des applications très particulières.

Lorsque l’appel à volontaire a été fait, on a précisé qu’il y a un engagement de laisser la station sismologique branchée 24h/24, ce qui suppose ne pas la débrancher ni de la prise électrique ni de la box internet. Notre objectif est de ne pas avoir de coupure pour suivre en continu l’activité sismique. L’absence de données est la hantise du sismologue. Si vous débranchez la station de la box, il y a une mémoire interne des 7 derniers jours, mais on doit se déplacer pour la copier avant 7 jours. Si ce n’est pas fait, les mesures sont définitivement perdues. Si plusieurs hébergeurs coupent la transmission et qu’un séisme a lieu, on peut perdre notre capacité à détecter et localiser précisément ce séisme ou les séismes d’une séquence.

Si cette station est disponible à tous, donc à l’EOST, elle est bien sûr utile. Dans nos tests, on montre qu’en dehors de cas très rares, elles sont conformes aux spécifications du constructeur. Par contre, n’ayant pas sa localisation exacte, dû au floutage des coordonnées, on aura plus d’incertitude sur les localisations des séismes et les effets du sous-sol sur les signaux (effets de site).

La mesure a un intérêt certain, elle permet de quantifier précisément la secousse là où est le capteur. Dans ce cas, on s’intéresse au site d’observation.
Si on est intéressé par la source, où a lieu le séisme et quelles sont ses caractéristiques, il faut plusieurs capteurs et des outils d’analyses mais aussi une compétence métier pour un contrôle qualité des résultats. Il y a un aspect expertise qui peut s’acquérir. Pour un observatoire sismologique, on a besoin de la mise à disposition des données de façon publique, ce qui augmente l’intérêt de la mesure (les sismologues ont compris depuis longtemps que le partage des données est indispensable) et le besoin des coordonnées précises de la station.

Le principe de base, lorsque l’on est intéressé par le mouvement du sol, est de positionner le capteur au niveau du sol naturel. Dans un bâtiment, il peut s’agir du sous-sol ou du RDC. On accepte l’installation au 1er étage car le mouvement n’est quasi pas modifié (son amplitude) dans ces conditions. Par contre, il est toujours posé au niveau du sol ou du plancher, jamais sur un objet, un meuble ou un mur.

En France hexagonale, il y a d’autres collègues qui ont installé des stations RaspberryShake, notamment dans le secteur de Pau et de Lacq dans les Pyrénées. Nous avons été les pionniers en France et nous sommes les seuls sur une surface aussi grande (Alsace et Vosges) et avec un nombre aussi important (plus d’une centaine en 2024) et des interactions aussi régulières avec les hébergeurs. Si l’on regarde au niveau mondial, il y a diverses initiatives, plus ou moins importantes, souvent orientées vers des projets d’éducation des élèves, assez rarement pour un objectif d’observatoire sismologique comme dans notre cas. Lors du dernier congrès Européen de Géoscience (EGU) réunissant des scientifiques du monde entier, des projets anglais et irlandais à destination du grand public et un projet intégré à un observatoire sismologique ukrainiens ont été présentés.

Nous leur avons envoyé nos résultats et nos mesures, en particulier avec vos capteurs et stations. On est en cours de discussion à ce sujet avec eux, on attend leur retour. A noter, en regardant des stations très proches, une station « sismo-citoyenne » et une station permanente, on observe que les mesures sont très similaires. De plus ces stations, avant d’être installées chez vous, ont toutes été testées à l’EOST pour vérifier les spécifications annoncées par le fabriquant et cela en comparaison avec une station « professionnelle de référence ». Tout ceci confirme qu’il n’y a pas lieu de remettre en question les mesures faites avec les « petits capteurs » et stations Raspberry Shake installés.

L’observation, les enregistrements

Oui, les sismogrammes des séismes les plus importants d’Europe ont été numérisés dans les années 2000. D’autres initiatives comparables ont eu lieu à divers endroits de par le monde. Mais tous les sismogrammes mondiaux n’ont pas encore été numérisés. Il s’agit du «scan», donc d’une «photo», de l’enregistrement papier. En savoir plus.

Oui, tout le temps en continu 24h/24, en essayant de n’avoir aucune interruption. Savoir qu’il n’y a pas eu de séismes ou de n’en louper aucun est très important pour analyser leur fréquence et calculer des probabilités de séismes futurs. Ne pouvant prévoir les séismes, perdre des enregistrements diminue aussi la qualité des résultats. De plus, le signal enregistré entre les séismes (bruit sismique) est aussi une source d’information qui est de plus en plus utilisée.

En France, cette transition s’est faite dans les années 1960, avec des technologies qui ont évolué depuis. Au début, on n’enregistrait que les plus gros séismes avec un seuil de déclenchement et donc ce n’était pas en continu. Le passage aux enregistrements en continu a été fait dans les années 1990-2000 avec l’augmentation des capacités des mémoires informatiques et des transmissions.

Oui, si une station est dans un bâtiment qui bouge, il va enregistrer ce mouvement. Pour éviter l’influence du bâtiment sur la mesure, on cherche à déconnecter le bâtiment du capteur autant que possible. Pour une station permanente, on isole (sépare, découple) le socle où est posé le capteur du bâtiment. C’est le cas pour les Wiechert du musée sismologique où l’on voit une découpe dans le sol du bâtiment pour isoler le capteur.
Pour les Raspberry Shake, ils sont obligatoirement dans un bâtiment. On limite le déploiement au sous-sol, RDC ou max le 1er étage, pour éviter que le mouvement enregistré soit affecté par la hauteur du bâtiment et donc d’une amplification du mouvement par le bâtiment. L’idée est de rester au plus près de la secousse du sol. Par contre, les bâtiments importants et hauts retransmettent leurs vibrations au sol (dues au vent ou à une secousse sismique) via les fondations et peuvent ainsi impacter la mesure. On limite donc les installations de Raspberry Shake dans de petits bâtiments pour nos applications.

S’ils sont très petits et qu’il n’y a pas de stations proches, on peut ne pas les détecter ou sur trop peu de stations pour les localiser. Sinon, surtout avec un réseau dense, on les observe très bien, comme les séismes. Ils sont d’ailleurs beaucoup plus nombreux que les séismes mais l’objectif d’un observatoire sismologique n’est pas de tous les localiser, donc seulement certains apparaissent dans les catalogues. Il y a d’ailleurs tout un travail pour différentier un séisme d’un tir de carrière. Les tirs de carrières les plus importants sont répertoriés dans nos bases de données et catalogues. Et nous gardons aussi le signal enregistré 24h/24 permettant de travailler ce sujet. A noter que les exploitants de carrières appliquent de plus en plus des techniques limitant fortement les secousses. En allant sur le site Renass, vous trouverez certainement de nombreux tirs de carrière dans la liste des évènements récents.

Les signaux ne sont pas modifiés, ils sont les mêmes. Sur l’hélicorder en local (via rs.local), cela reste un affichage simplifié et avec une résolution faible mais c’est bien les signaux enregistrés. Via l’interface de RaspberryShake, ces signaux correspondent à l’enregistrement et sont des données numériques, pas seulement un affichage. On peut donc lui appliquer divers traitements. Les signaux que nous recevons à l’EOST, que ce soit via RaspberryShake ou directement de la station via le VPN, sont identiques. Via le VPN, on réduit fortement la perte de données lors de la transmission entre la station et l’EOST mais on ne change pas la mesure.

Oui, via l’interface RaspberryShake si vous avez accepté le partage des données. Il n’y a pas de procédure simple en local sans passer par le site RaspberryShake. Sur la page “Station view” du site web de Raspberry Shake (lien direct), il est possible de faire une requête de données via le bouton “Build your own data request” après avoir sélectionné une station. Vous pourrez grâce à l’interface construire votre propre requête en choisissant la période et les stations. Les données récupérées sont au format international mseed qui demande des outils spécifiques pour pouvoir être visualisées et/ou traitées. Voir la rubrique ressources

Cela dépend des stations et des moments de la journée. Si elle est trop bruitée, donc inexploitable, nous en cherchons l’origine (station, lieu dans le logement, environnement extérieur, etc.) et si nous ne trouvons pas de solution elle est déplacée. Les stations actuellement déployées ne sont donc pas «trop bruités». Malgré cette limitation, elles ont un apport incontestable au suivi de la sismicité et sa caractérisation fine.

Pour les coupures courtes, quelques secondes, il y a une récupération automatique. Pour les coupures plus longues, les signaux sont enregistrés sur une carte mémoire dans la station, qui a une capacité d’environ 7 jours. L’accès aux données nécessite d’accéder à la station en se déplaçant ou pour certaines via une action manuelle. Après 7 jours, les mesures sont définitivement perdues. C’est la raison pour laquelle nous demandons que la station reste connectée 24h/24. Le nombre de stations installées nous permet cependant de limiter l’impact de la perte de quelques données pour nos travaux.

Un bon exemple de ce que représente la mesure. Un premier élément est de vérifier s’il y a une influence ou non du bâtiment où est situé le capteur, capteur au sous-sol, au rez-de-chaussée ou ailleurs. C’est pour cela que nous avons aussi comparé à des stations permanentes proches qui ont des amplitudes comparables afin d’écarter cela. Ensuite, il y a une variabilité latérale liée à la géologie qui n’est pas la même partout. Enfin, on peut avoir des endroits qui vont modifier localement la secousse du fait des dépôts superficiels, c’est ce que l’on appelle «des effets de site».  C’est pour cela qu’il est important d’avoir un grand nombre de stations, d’une part pour éviter de se baser sur une seule mesure qui peut être affectée par un effet particulier local et, d’autre part, pour mesurer cette variabilité qui est une réalité.

Il y a régulièrement des explosions type tirs de carrière ou opérations de déminage en mer. Ces évènements sont vus, car ils génèrent des ondes sismiques, localisés et mis sur le site https://renass.unistra.fr du BCSF-Rénass. Dans le cas de l’explosion sur le site Arlanxeo le 4 juillet 2024 c’est un événement particulier qui n’a pas généré d’ondes sismiques mais des ondes sonores vues sur les stations Raspberry Shake. Ces évènements ne sont pas intégrés dans notre site d’information, pour cela il faudrait qu’on le modifie pour intégrer des informations de ce type. C’est un des objectifs de notre observatoire.

Nous sommes un observatoire, donc nous observons les évènements et pouvons les décrire et les caractériser, ces observations étant des données publiques. Par contre, ce n’est pas notre rôle d’en rechercher les causes. On peut à ce sujet prendre un autre exemple, celui de l’explosion d’AZF à Toulouse en 2001. L’observatoire sismologique de Toulouse avait une station dans leurs locaux qui a enregistré l’événement et dont le tribunal a demandé l’accès dans le cadre du procès qui a suivi. Les stations sismologiques ne sont pas installées pour voir ces explosions, mais comme elles enregistrent 24h/24, elles peuvent enregistrer ce type d’évènements et intéresser divers acteurs. Inversement, des stations qui avaient été installées en France dans les années 60 pour la surveillance des explosions nucléaires mondiales ont enregistré des séismes en France et ont ainsi permis d’améliorer les catalogues de sismicité.  Un autre exemple est le suivi des météorites qui vont générer des ondes sonores qui peuvent être vues par les capteurs sismologiques. Encore un autre usage potentiel est le suivi des impacts de foudres d’orage.

Les analyses, travaux, applications, la sismicité

Oui, l’historique des événements sismiques est listé sous la forme d’un “catalogue sismologique” et il contient aussi des événements qui ne sont pas des séismes naturels. C’est le cas des explosions nucléaires qui ont été détectées et identifiées par les observatoires sismologiques et sont notées dans les catalogues, ainsi que les impacts de météorites, bangs d’avion, tirs de carrière. Vous pouvez vous faire une idée des événements listés en recherchant un événement dans le catalogue sismologique du BCSF-Rénass, et voir les choix à votre disposition (cf lien). Cependant, même si ces événements “hors séismes naturels” ont été enregistrés, ils ne sont pas tous analysés, aussi le catalogue n’est pas exhaustif à leur sujet. Le mouvement du sol enregistré à chaque station est conservé (la valeur de l’amplitude du mouvement du sol et les enregistrements associés) dans les “bulletins sismologiques” et des bases de données sismologiques. En savoir plus.

Les différentes ondes se distinguent par leur ordre d’arrivée, leur amplitude et leur forme (mouvement haute ou basse fréquence). Le moment marquant l’arrivée de l’onde peut parfois être difficile à identifier car la station enregistre aussi le bruit sismique (petites secousses liées à l’activité humaine, l’effet du vent sur les installations ou les arbres proches, la houle maritime, etc.). On peut alors utiliser des «traitements du signal» qui permettent d’améliorer la détection des temps d’arrivée des ondes et de «nettoyer» le signal. Des méthodes automatiques donnent des résultats de plus en plus précis, en apprenant par exemple des analyses passées, appelées «méthodes d’apprentissage» ou «intelligence artificielle». En savoir plus.

Oui, on présente nos travaux à des congrès nationaux / internationaux et on publie dans des revues spécialisées nationales / internationales. Les résultats de nos travaux sont publics. Nous avons par exemple publié plusieurs articles scientifiques sur les séismes induits de la région de Strasbourg. Voir page Ressources.

C’est un séisme naturel qui a eu lieu à proximité de Sierentz le 10 septembre 2022 à 17h58 (heure locale) associé à une magnitude d’environ 4,8 et à environ 14 km de profondeur.  L’intensité maximale des secousses a été de V (« cinq » en chiffre romain utilisé pour l’intensité macrosismique) sur l’échelle EMS98. 
Il a été ressenti jusqu’à Strasbourg où la population a cru dans un premier temps que la secousse était due à l’activité géothermique, avec de nombreux échanges sur les réseaux sociaux dans ce sens, mais c’était bien un séisme naturel près de Mulhouse. En savoir plus.

Cela dépend de quelle onde on parle, il y a les ondes de volume qui traversent la terre en profondeur (le volume de la terre) et les ondes de surface qui se propagent à la surface de la terre et dans ces deux catégories il y a diverses ondes. La vitesse de ces ondes varie en fonction des matériaux traversés. La vitesse apparente est donc une sorte de «moyenne». Ceci est représenté sur des «hodochrones». 
Pour le séisme du Japon, l’onde P a mis environ 12’ pour arriver en Alsace et l’onde S environ 24’ pour une distance épicentrale d’environ 9200 km.
En savoir plus en allant sur les liens suivants :
http://www.isc.ac.uk/standards/phases/
http://rssp.irap.omp.eu/DocPedagogiques/Posters/sismologie_message.pdf
http://florimont.info/premiere/controlegeologie2.html
https://edu.obs-mip.fr/les-ondes-sismiques/

Les signaux sismologiques, en d’autres termes les ondes émises par un séisme naturel ou induit, sont identiques car le mécanisme en jeu est le même, un glissement sur une faille. Les critères utilisés pour les différencier sont notamment liés au lieu (proximité d’une zone d’activité dans le sous-sol), à la profondeur (faible profondeur ou proche de la profondeur de l’activité, par exemple la profondeur du fond de puit de forage et d’injection), et/ou à une augmentation locale de l’activité sismique en lien avec les activités dans le sous-sol (notamment injection, volume d’eau, pression, extraction etc.).

Schématiquement, pour cette analyse, on découpe le volume du sous-sol est en une grille qui forme de tout petits cubes. A partir de là, on peut simuler des séismes au centre de chacun des cubes et calculer ce que nous devrions observer aux stations. On peut appeler cela une procédure «essai erreur» en balayant tout le volume du sous-sol. Les résultats sont comparés aux observations, on va donc pouvoir identifier les «petits cubes» où la probabilité que le séisme ait eu lieu à cet endroit est la plus forte. On a alors aussi bien la position cartographique, longitude et latitude, que la profondeur. Plus le nombre de stations sismologiques est important, et surtout à une courte distance, plus précise sera l’estimation de la profondeur, d’où l’intérêt de déployer ces stations en nombre chez vous. Si la station la plus proche est à plusieurs dizaines de kilomètres, il sera très difficile d’évaluer la profondeur de façon précise. Un autre aspect qui va impacter cette précision est la vitesse des ondes dans le sous-sol, sachant qu’elle varie selon les roches ou sédiments traversés. C’est en accumulant des mesures aux stations sismologiques que l’on peut améliorer la connaissance de ces vitesses dans le sous-sol et diminuer l’incertitude sur la profondeur.

C’est un sujet de recherche, la relation entre «forçage» par l’activité industrielle et sismicité. Notre expérience de Soultz nous a bien aidé avec des donnés «ouvertes» qui ont pu être utilisées dans nos analyses. Un changement de pression entraine des séismes très petits mais nombreux. Quand on a un forage avec de la circulation d’eau, il y a une stimulation hydraulique, c’est à dire une montée en pression des fluides pour améliorer leur circulation, ce qui génère de la sismicité jusqu’à quelques centaines de mètres autour du puit, mais parfois plus loin aussi comme constaté à Strasbourg fin 2019 à une distance d’environ 5 km. En «régime de croisière» (production de chaleur pour l’entreprise ROQUETTE), il y a de la sismicité observée de temps en temps qui peut être liée à des opérations de maintenance ou une modification du régime. La difficulté pour nous est d’avoir accès à ces informations, «protégées» par les industriels sur les divers projets.  Ceci n’est pas le cas pour Soultz qui est un projet de recherche. Il reste cependant difficile de faire toujours un lien direct, même si les conditions sont stables ou le régime constant, car on peut avoir des effets intermittents et des chargement et déchargements associés. C’est un peu la même chose avec les séismes naturels. Il a un séisme puis, après une phase de répliques plus ou moins importante, on n’observe plus rien pendant une durée plus ou moins longue alors que le chargement et la déformation continuent.

Les signaux se ressemblent mais on arrive les distinguer notamment sur l’énergie des différentes ondes qui arrivent et leur forme. Les tirs de carrière vont aussi toujours induire un mouvement du sol vers le haut, quelle que soit la direction entre le tir et la station, ce qui n’est pas le cas pour un séisme. On a aussi des critères horaires, les tirs de carrières sont souvent à des horaires similaires et pendant les heures ouvrables. Après avoir estimé la localisation, si elle correspond à une carrière, on peut aussi revoir le signal de façon plus précise pour vérifier l’origine et l’associer ou non à un séisme. On a récemment entraîné nos systèmes sur des séismes passés et les tirs de carrière, et via l’apprentissage machine (IA), on arrive de mieux en mieux à les discriminer de façon quasi automatique.

Quel est l’impact d’héberger un capteur et la participation au projet sismo-citoyen ? Par exemple, quelle est la motivation de participer à un tel projet : intérêt pour les observations, pour la technologie des capteurs, etc. Qu’est-ce que cela change : recherche d’une connaissance plus profonde de la sismicité, de la sismologie, compréhension du travail des chercheurs, connaissance plus précise de la micro-sismicité, etc.

La comparaison avant et après les séismes ressentis est difficile car les moyens et méthodes utilisés pour l’appel à volontaires ont été différents. La campagne de communication via la ville de Strasbourg a très bien fonctionné du fait du nombre d’abonnés aux réseaux sociaux de l’Eurométropole. On a ainsi eu plus de 200 candidatures pour une trentaine de sites recherchés. Dans l’outre-forêt, cela a été bien plus compliqué mais pas insoluble. Sans pouvoir le prouver actuellement, il est probable que les séismes ressentis à Strasbourg ont réveillé l’intérêt des citoyens. L’étude sociologique donnera peut-être un éclaircissement.

Oui car les ondes se propagent à des vitesses qui varient selon la géologie et leurs amplitudes s’atténuent plus ou moins vite avec la distance selon les roches ou terrains traversés. Mais nos connaissances ont une certaine limite et les modèles géologiques utilisés en sismologie restent souvent simplifiés. Dans des études particulières, avec beaucoup de mesures, on peut fortement améliorer notre connaissance du sous-sol et ainsi limiter les incertitudes sur les localisations.

Nous avons des échanges fréquents avec divers organismes, BRGM, IRSN (à présent ASNR), CEA etc., et des collaborations sur certains projets précis mais il n’y a pas de travail commun en continu. Donc oui, nous avons des projets en commun parfois avec le BRGM, qui peuvent amener à des publications scientifiques communes.

On est une équipe sous les tutelles du CNRS et Université de Strasbourg (Unistra), nous avons donc un accès aux moyens de calculs spécifiques du data center de l’Unistra avec des machines spécialisées dans les calculs. Avec la quantité d’informations que l’on collecte actuellement, il n’est plus possible de se reposer uniquement sur des humains analystes experts. On a donc développé, par exemple, des programmes d’analyse qui permettent d’identifier automatiquement la présence de signaux, une analyse et une localisation préliminaire qui vont aider l’expert dans son analyse. C’est ce que l’on appelle des algorithmes de «Machine Learning» ou Intelligence artificielle. Par exemple, on a enregistré en 2024 autant de tirs de carrières que de séismes, ce qui nous pollue, donc cette aide par Machine Learning pour différentier les séismes des autres évènements est très importante pour nous. Il n’y a pas plus de tirs de carrière mais nous avons augmenté le nombre de stations et donc notre capacité à enregistrer de petits séismes et des tirs de carrières.

Les stations «nodes» ont étés installées en une journée avec 15 personnes réparties en 7 équipes et les nodes sont restés un mois sur le terrain, limite en temps liée à la capacité des batteries. Nous avions des emplacements théoriques puis les contraintes de terrain nous ont obligé à adapter un peu la localisation. Une fois installés, les positions des nodes sont prises avec un GPS.

Impact des séismes, protection, parasismique

Il n’y a pas de système d’alerte rapide («early warning») opérationnel en France (hexagonale et outre-mer). Ces systèmes, quand ils existent, sont basés sur la transmission d’une alerte lorsqu’un signal, l’arrivée d’une onde de forte amplitude, est observé sur une ou plusieurs stations. Dans les premiers kilomètres autour de l’épicentre, l’alerte rapide ne peut pas arriver avant la secousse, c’est ce que l’on appelle «la zone d’ombre». Au-delà, pour les séismes attendus en France hexagonale, la secousse n’est que très rarement destructrice et l’action de protection doit être extrêmement rapide. Elle garde un intérêt pour la mise en protection automatique de certains procédés industriels par exemple.
Ces systèmes d’alerte rapide ont un intérêt dans les zones de subduction notamment afin d’alerter sur l’arrivée d’un Tsunami, lequel se propage beaucoup plus lentement que les ondes sismiques. Ce système d’alerte aux tsunamis existe en France hexagonale, il s’agit du CENALT, et pour les Caraïbes, il s’agit du PTWC.
En savoir plus en allant sur les liens suivants :
https://www.shakealert.org/
https://www.jma.go.jp/jma/en/Activities/eew.html
https://www.tsunami.gov
https://www.info-tsunami.fr/

Les constructions peuvent se fissurer lors d’un séisme, du fait de secousses importantes du sol. La présence d’argiles dans les terrains sous les maisons peut aussi générer des fissures mais par un processus différent et lent. Les argiles gonflent quand elles sont mouillées et se contractent lorsqu’elles sont déshydratées. On parle de «retrait-gonflement des argiles». Les constructions au-dessus des argiles peuvent subir des dommages importants si elles ne sont pas conçues en conséquence. En ce qui concerne le lien entre secousses et présence d’argiles, on note une amplification des secousses à certaines fréquences liée à l’épaisseur des argiles et la faible vitesse de propagation des ondes dans ce matériau. On appelle cela les effets de site. Donc oui, la présence d’argiles peut impacter la secousse, mais c’est aussi le cas des sédiments non consolidés. 
Par ailleurs, il y a aussi un impact de la hauteur de la nappe d’eau sur la propagation des ondes sismiques et donc sur les secousses. On voit l’effet de la nappe et des argiles dans nos travaux utilisant le bruit de fond sismique.
Enfin, en cas de forte secousse lors de très grands séismes, le sol gorgé d’eau et avec des couches d’argiles peut perdre sa cohésion et se comporter comme un liquide lorsqu’il est fortement secoué. On appelle cela la liquéfaction du sol. Dans ce cas, les bâtiments peuvent basculer ou s’enfoncer s’ils ne sont pas conçus en conséquence.
En savoir plus : les dossiers thématiques et les actions de prévention

On a déjà une information via les différents capteurs installés, mais il faut des pairs de stations pour regarder ce qui se passe entre elles et faire une corrélation entre les capteurs qui mesurent le niveau de la nappe phréatique.
Il y a un autre intérêt d’avoir plusieurs capteurs par commune qui est d’identifier les effets de site, c’est-à-dire l’effet des terrains non consolidés proches de la surface qui ont tendance à augmenter l’amplitude et la durée des secousses.

Il est toujours impossible de prévoir un séisme, c’est-à-dire le lieu, la date et sa taille, même de façon approximative. On connaît cependant assez bien les zones d’activité sismique, la plupart des grandes failles actives et les séismes qui ont eu lieu depuis quelques centaines d’années (pour les plus forts). A partir de ces observations, des processus en jeu, des connaissances par exemple sur la propagation des ondes, on réalise un «modèle» qui va nous permettre de calculer une probabilité de «secousses» dans le futur et ainsi estimer un «aléa sismique». Ce résultat sert ensuite à dimensionner les règles de constructions parasismiques. En savoir plus.

Le séisme lui-même, selon sa taille, va émettre de l’énergie sur une gamme de fréquences plus ou moins large, plus le séisme est fort plus la faille qui casse sur une grande surface et plus il contient des basses fréquences. Lorsque les ondes se propagent, elles perdent de l’énergie plus rapidement dans les hautes fréquences que dans les basses fréquences. Donc selon la distance au séisme, la bande de fréquence de la secousse ne sera pas la même. C’est cette secousse avec son contenu fréquentiel, qui va interagir avec le bâtiment, et celui-ci va amplifier certaines fréquences particulières liées surtout à ses dimensions, en particulier sa hauteur. S’il y a de l’énergie dans ces fréquences particulières, le bâtiment va amplifier la secousse et potentiellement entrer en résonnance.

Les normes ont évolué de façon périodique depuis les années 1950, parfois suite à de très forts séismes et l’identification de faiblesses ou d’observations nouvelles. Au-delà des normes, il y a les arrêtés de mise en application.
Il y a deux aspects, le premier c’est l’estimation de l’aléa, quel est le niveau de secousse auquel je peux m’attendre, et le second la construction parasismique, comment je fais pour me protéger de cet aléa selon l’enjeu de ma construction.
Pour les «installations nucléaires de base», cf le site de l’ASN (Autorité de sureté nucléaire).
En savoir plus sur les constructions, les textes réglementaires et la réglementation.

Les questions qui sont posées correspondent aux indicateurs utilisés par l’EMS98 (Échelle macrosismique Européenne 1998) pour estimer l’intensité de la secousse avec les observations possibles. Les réponses doivent pouvoir être comparées d’où des questions précises, même si dans certains la réalité est plus nuancée. Pour donner plus de précisions, il y a une case à la fin du questionnaire pour donner toute information complémentaire. Ces informations, avec des analyses automatisées, pourraient aider à améliorer les indicateurs utilisés par l‘EMS98.  

Pour faire le lien entre votre témoignage (sismo-citoyens) et la mesure de la station sismologique chez vous, il faut pour le moment préciser dans la case «observation» que vous avez une station chez vous et que les observations ont été faites de chez vous. Vos témoignages sont très importants car il n’y a encore que très peu d’informations colocalisées «témoignages» et «mesure sismologique» en France, en Europe et même au niveau mondial.

La réponse à la question est difficile mais c’est un point important à étudier. La distance d’influence d’un projet peut être de plusieurs kilomètres en termes de sismicité associée. La distance entre les projets de Rittershoffen et Soultz est d’environ 6 km. La zone n’est pas isotrope car il y a des failles qui la traverse et s’étendent sur plusieurs kilomètres. Il n’est donc pas possible d’exclure une possible interaction entre les projets. Est-ce que cela peut produire plus de séismes ou des séismes plus forts reste une question ouverte. Jusqu’où la sismicité peut être associée à un projet, la réponse est difficile mais on sait que cela peut se faire sur quelques kilomètres, pas sur des dizaines de kilomètres par contre.

Si les projets se répartissent sur la même faille ou sur des failles différentes, les effets seront différents. Si la connaissance des structures majeures ou failles et de leurs directions sont connues, cette connaissance reste incomplète. Aussi, les capteurs du projet Sismo-Citoyen sont très utiles pour des questions scientifiques fondamentales dans la région, car leur nombre apporte plus d’informations. Et c’est important aussi de montrer à nos tutelles et financeurs que ces capteurs sont nécessaires et utiles pour la recherche et la compréhension des phénomènes physiques.

Pour imager et cartographier des failles actives (qui subissent de la déformation amenant à terme à une rupture et donc un séisme), on utilise des profils sismiques réalisés avec camions vibrateurs, mais de façon assez limitée. Ils permettent de bien voir les couches géologiques et les discontinuités plutôt horizontales mais assez difficilement les discontinuités proches de la verticale lesquelles peuvent cependant être vues de façon indirecte par le décalage de couches géologiques. Les autres limites sont leur coût et la difficulté d’imager les premières centaines de mètres sous la surface. Ces profils sismiques restent donc intéressants pour voir les structures ou failles en profondeur mais ne sont pas suffisants pour l’étude des failles actives. Pour leur étude on utilise plus souvent des techniques qui imagent la proche surface : des mesures géophysiques tels que des profils sismiques haute résolution (sans camions vibrateurs, mais avec dd petits vibrateurs, ou des explosifs ou des chutes de poids), des profils électriques et des profils radar, des analyses géologiques, géomorphologiques (trace dans la topographie de séismes passés) et paléosismologiques (tranchée de 2-3 m de profondeur, parfois plus dans des situations propices, au travers d’une faille suspectée active pour identifier et dater des ruptures lors des séismes passés).

On voit parfois ce type de camion vibrateurs opérer dans la région avant des projets d’exploitation du sous-sol (minière, pétrolière, géothermale etc.) car cette technique est très utile pour obtenir une image, plus ou moins détaillée, du sous-sol et ce qui permet aussi de cibler les études suivantes.

Le Rhin «naturel» s’est déplacé dans le temps sur une largeur importante du fossé rhénan puis s’est fait «canaliser». Y avait-il en surface une topographie, liée à l’activité de cette faille, qui a orienté le Rhin dans cette zone à un moment donné puis canalisé au même endroit ? On ne sait pas répondre à cette question, cette hypothèse n’est pas impossible, à creuser.