Peut-on prévoir les catastrophes naturelles ?

Publié le par Bienvenue dans le blog de djibaba.ingenieur

Du "bouche à oreille" aux satellites

Longtemps, « le bouche à oreille » était le seul moyen d'avertir les populations de l'imminence d'un danger, qu'il s'agisse d'une pandémie, d’une inondation, d'une tempête, ou de l’invasion d’une armée ennemie. L'alerte donnée par les témoins oculaires se transmettait de village en village ; les régions les plus éloignées du danger disposant de plus de temps pour se préparer à l'affronter. Aujourd'hui, le principe n'a guère changé, même si la technologie a évolué. Le signal part d'un point précis et se propage sur l'ensemble d'un espace donné. Les progrès accomplis en matière de télécommunications permettent de donner l'alerte depuis n'importe quel point du globe et d'être entendu dans le monde entier.

Les systèmes d'alerte actuels reposent sur des instruments de mesure sophistiqués utilisés en en télédétection, en météorologie, en physique et en géophysique et sur les moyens de communication modernes. Cependant, la prédiction des risques naturels n’est pas encore une science exacte. Les observations précises et les relevés systématiques des phénomènes naturels ne sont pas très anciens, puisque la collecte des données quantitatives remonte aux années 40 pour la météorologie, aux années 60 pour la sismologie, et encore plus récemment pour la vulcanologie. Quant aux techniques de la télédétection par satellite, elles ont 30 ans à peine.

Excepté les attaques terroristes, les catastrophes technologiques ou industrielles sont généralement limitées dans le temps et dans l'espace. Ainsi, les centrales nucléaires et les usines à haut risque sont équipées de systèmes d'alerte intégrés conçus en fonction de tous les accidents probables et des scénarios possibles. Beaucoup plus dangereuses sont les catastrophes naturelles, car les forces qu'elles impliquent sont parmi les plus grandes de notre planète et leurs causes profondes, indépendantes de l'activité humaine directe, sont moins bien connues.

On entend par la notion d'alerte, la capacité à devancer un événement dans le temps, l'espace, ou les deux à la fois. On peut ainsi parfois prévoir l'évolution d'un phénomène à court, à moyen et à long terme et ses conséquences. Il arrive aussi que l'alerte soit donnée parce que l'on sait reconnaître les signes avant-coureurs d'un phénomène de grande envergure. Les prévisions météorologiques sur 24 et 48 heures, ou l'anticipation de la trajectoire d'un cyclone, illustrent bien l'efficacité des systèmes d'alerte anticipée. Par contre, il est très difficile de prévoir avec précision un tremblement de terre; les rares tentatives qui ont été faites en ce sens ont d'ailleurs souvent échoué.

En règle générale, la capacité à prévenir un événement exige que l’on dispose d'appareils de surveillance adéquats et opérationnels, que l'on ait une bonne idée des causes spécifiques du risque en question et que l'on dispose d'un ou de plusieurs modèles de simulation permettant de décrire le déroulement du phénomène dans l'espace et dans le temps pour que l'on puisse transmettre l'information avant le déclenchement du cataclysme.

Il arrive souvent que deux types de danger soient liés. Des conditions météorologiques extrêmes peuvent entraîner subitement des inondations brusques ou des glissements de terrains. Un tremblement de terre d’origine marine peut engendrer un tsunami. Des catastrophes principales peuvent être la cause d'explosions violentes ou d'une po1lution grave de l'atmosphère, du sol ou des rivières. Ce type de risques secondaires ne peut être prévenu que si les risques primaires sont parfaitement maîtrisés.

Les évènements météorologiques

Les moyens d'alerte anticipée en météorologie sont généralement fiables. Les spécialistes savent modéliser avec précision le comportement des masses d'air et disposent de données très complètes, relevées à diverses échelles, sur toute la surface du globe.
Les satellites météorologiques diffusent continuellement des données et des images sur la répartition des masses d’air au-dessus des continents et des océans. Nous disposons sur le globe d’un réseau dense de stations terrestres et marines qui recueillent en permanence les données sur tous les éléments météorologiques (température, humidité, orientation et vitesse des vents...) dans les basses couches de l'atmosphère.

Ces observations terrestres et spatiales relayées par un système de télécommunications efficace permettent de compiler les différentes prévisions locales en un système global capable de prédire les manifestations les plus extrêmes en temps utile pour que des mesures préventives soient prises. Les prévisions météorologiques permettent d'être informé à l'avance des fortes perturbations qui, du fait de leur intensité et de leur fréquence, risquent de provoquer une catastrophe.

Les radars météorologiques au sol jouent ici un rôle important dans la prévision à court terme. Ils permettent d'apprécier le point d'impact et l'importance des précipitations dont les répercussions sur le débit des cours d'eau sont contrôlées par des capteurs, ce qui permet de déclencher l'alerte à temps pour éviter ou limiter le débordement des fleuves. La plupart des pays du monde dispose de relevés topographiques des cours d'eau et des bassins hydrologiques, ce qui permet de prédire aisément le comportement des eaux en fonction de la durée et du volume des précipitations.

Cependant, ces dispositifs manquent parfois de précisions ou sont mal interprétés en temps utile. De nombreux exemples récents montrent que c'est surtout le manque d'organisation dans les secours et le défaut dans l’appréciation d’un danger qui sont responsables du bilan catastrophique de certains évènements météorologiques. Le cas du cyclone Katrina est encore dans les mémoires.

Les éruptions volcaniques

Les éruptions volcaniques sont relativement aisées à prévoir, car elles s'accompagnent de nombreux phénomènes physiques et de réactions chimiques qu'il est possible de surveiller indépendamment les uns des autres. Les éruptions sont toujours précédées d'une intense activité sismique et d'une dilatation de la croûte terrestre. Quant au réveil des volcans endormis, quelques capteurs sismiques suffisent pour le détecter à temps et pour donner l'alerte.

Lorsqu’il y a un risque volcanique imminent, on constate à mesure que la lave progresse vers la surface, le sol se gonfle, des gaz sont libérés, en même temps on enregistre des perturbations locales du champ gravitationnel et du champ magnétique de la terre.
L'apparition, la fréquence et l'intensité de ces phénomènes permettent de donner l'alerte à moyen terme à partir des données fournies par un ensemble d'instruments de détection. Ceux-ci analysent les émissions de gaz, les variations dans la composition du sol à la surface et en profondeur et enregistrent les modifications infimes du champ de gravité, du champ magnétique.

Les choses se compliquent à mesure que la lave se rapproche de la surface, concentrant ses effets sur une superficie de plus en plus réduite. Il est alors nécessaire de déployer un nombre croissant d'instruments de mesure pour bien circonscrire la zone la plus à risque. A mesure que la pression augmente, les manifestations chimiques et physiques se multiplient.
Plus l'éruption est imminente, et plus sa prévision devient délicate. C'est pourquoi les prévisions à court terme dans ce domaine sont rares et d'autant moins fiables que l'on ne dispose pas actuellement de capteurs et d'instruments de mesure pour l’ensemble des volcans en activité dans le monde.

En ce qui concerne les volcans répertoriés explosifs et dangereux, le plus simple serait évidemment de circonscrire autour une zone d'accès interdit et d’évacuer les populations environnantes. Mais cela est plus facile à dire qu'à faire pour des raisons socio-économiques évidentes, il n’est pas concevable de déplacer une population entière d’une région.

Les tremblements de terre

Contrairement aux autres cataclysmes, les tremblements de terre sont très difficiles à prévoir à court terme, non pas par manque de signes et d’instruments de mesure mais plutôt par la complexité et la multitude des données à prendre en compte. Les séismes sont souvent précédés de secousses, de déformations du sol, de modifications des champs électrique et magnétique terrestres et du niveau de la nappe phréatique, ainsi que d'émissions de gaz le long des lignes de fracture. Malheureusement, ces phénomènes se produisent aussi indépendamment de toute activité sismique et dans le cas de séismes violents, ils n'ont jamais été enregistrés de façon cohérente et précise par les réseaux de surveillance.

Jusqu’à présent, la science et le progrès technique ne nous permettent pas de prédire un séisme quelques jours ou quelques semaines à l’avance, ni l'endroit exact où un fort séisme se produira. On peut tout au plus, dans les régions géologiquement très actives, prédire qu'il y aura un fort risque de séisme dans quelques décennies.

Si les tremblements de terre ne peuvent pas être prédits, on peut cependant déterminer des zones où la probabilité d’un séisme est plus ou moins importante. On peut ainsi installer dans les régions à haut risque un réseau de sismographes. Ces derniers, reliés à des systèmes capables de traiter les données fournies en temps réel, permettent de calculer en quelques minutes l'amplitude et l'épicentre de chaque secousse et d'organiser et d'orienter les opérations de secours en conséquence.

Même si nous en savons beaucoup aujourd'hui sur l'origine des séismes, nous sommes beaucoup moins bien informés sur la suite des événements qui les précède et la signification de certains phénomènes ponctuels qui pourraient en être les signes avant-coureurs.
On comprend dès lors que les scientifiques hésitent à engager leur crédibilité dans des prédictions forcément hasardeuses. En fait, la meilleure solution à l'heure actuelle consiste à enregistrer la localisation, la fréquence et la nature des accidents antérieurs et à prendre des mesures en conséquence.

Depuis plus d'un siècle, les sismologues essaient de mettre au point des méthodes permettant de prévoir le lieu précis et l’instant précis où le séisme se produira. Jusqu’à présent, les spécialistes des séismes ne peuvent pas répondre précisément aux questions « où ? » et « quand ?». L’histoire des statistiques sismiques indique toutefois que les tremblements de terre tendent à se reproduire là ils ont eu lieu dans le passé. Au Maroc, la zone la plus exposée reste incontestablement la façade méditerranéenne allant de Tétouan à Al-Hoceima, sachant que toute la chaîne rifaine est une région à haut risque. Aujourd’hui, rien ne permet de dire que le Maroc est à l’abri d’une nouvelle catastrophe comme celle d’Al-Hoceima.
Si l’on ne savait pas précisément quand un séisme allait frapper Al-Hoceima, on savait depuis longtemps qu’il allait frapper cette région. La collision de la plaque africaine contre la plaque eurasienne entraîne un réajustement des failles et des formations géologiques. Ce processus géologique engendre une intense activité sismique relativement forte dans la chaîne rifaine. Lorsque les contraintes sont trop fortes, il y a une grande probabilité de tremblement de terre. Il aura fallu le drame d’Al-Hoceima pour que l’on prenne enfin au sérieux l’idée de mettre en place un système pour la prévention et la prévision des risques de catastrophes naturelles au Maroc.

Les séismes destructeurs sont presque tous causés par la rupture des roches à proximité d'une faille géologiquement active. Le point initial de rupture se situe le plus souvent vers 10 ou 15 km de profondeur. Une fois la faille mise en mouvement à partir de ce point initial, la rupture s'étend sur une zone concernant plusieurs failles secondaires. Quand à la cause première du séisme, elle reste inaccessible à l'investigation directe, et les techniques géophysiques actuelles restent très limitées pour identifier les signes prémonitoires d'une telle rupture.

De nombreux centres de recherches en sismologie étudient les régions où de telles failles ont provoqué des séismes dans le passé. Là où les séismes sont fréquents, comme en Turquie, au Japon, en Californie, les lieux probables des futurs grands séismes sont assez bien identifiés. Depuis le séisme de San Francisco de 1906, le concept retenu par les géophysiciens pour expliquer les séismes est basé sur les observations géodésiques par satellite faites autour de la faille de San Andreas.

Dans les régions où les séismes sont plus rares, il est beaucoup plus difficile de savoir à l'avance où ils se produiront. Les signes géologiques visibles en surface sont alors peu évidents et l'histoire sismologique porte sur une durée généralement trop courte sur un site donné. En ayant recours à des études statistiques qui englobent des régions plus où moins vastes, on peut retrouver quelques certitudes et dire qu'un séisme destructeur y est probable à l'échelle de 100 ans ou de 1000 ans.

6ème sens ou progrès scientifique ?

La légende qui dit que les animaux sont très sensibles à l’imminence d’un danger, particulièrement aux changements du champ électromagnétique qui précèdent un tremblement de terre, est invraisemblable. Certes, les animaux possèdent certains sens beaucoup plus développés que les humains, mais aucune prédiction fiable n'a pu être obtenue par l'observation de leurs comportements. Des milliers d’animaux ont péri et ont été retrouvés sur les plages asiatiques lors du dernier tsunami. Signalons, à titre de référence, que les tremblements de terre sont très fréquents au Japon et qu’aucun Japonais n’a jamais formulé l’hypothèse d’un sixième sens animal pour prédire les séismes.

En conclusion, si l'on sait aujourd'hui prévenir certains types de catastrophes naturelles, on sait aussi pourquoi on est incapable d'en prévenir d'autres. Mais on est en droit de croire que le progrès technique dans le domaine des sciences et des technologies de l’information nous permettrons dans l’avenir de déceler à temps les catastrophes naturelles pour les affronter.
L'auteur...
  • Mohamed Sihaddou, ingénieur en Télédétection Aérospatiale - Toulouse/FRANCE

Publié dans risques naturelles

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