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Les recherches du CEA sur...

La détection des événements sismiques

Publié le 1 juillet 2013

​Dès le milieu des années 1950, le CEA s’est doté de moyens visant à détecter, localiser et analyser les fluctuations des terres et des mers dues aux essais nucléaires réalisés par les puissances de l’époque. Le CEA se spécialise alors dans la détection de tout événement sismique naturel ou généré par l'activité humaine. Il est capable de le localiser rapidement, d’en calculer la magnitude et d’émettre une alerte à destination des pouvoirs publics. C’est au Département analyse, surveillance, environnement (DASE) de la Direction des applications militaires du CEA, expert reconnu de la détection opérationnelle, que revient ce rôle. Ses activités ne se limitent pas à la détection, mais comprennent des études d'aléa sismique pour des zones géographiques données. Le DASE intervient également dans l’alerte aux tsunamis, risque considéré comme modéré en France mais qui ne doit pas être négligé.

La surveillance au niveau international

La surveillance
des événements sismiques
non naturels

Le CEA, dans sa mission historique de lutte contre la prolifération nucléaire, assure la surveillance du respect des traités internationaux : le Traité de non-prolifération (TNP) et le Traité d’interdiction complète des essais nucléaires (TICE). Le système de vérification du TICE prévoit en particulier un réseau de surveillance international qui comportera à terme 321 stations faisant appel à différentes méthodes de détection. Les enregistrements des stations déjà opérationnelles sont d'ores et déjà transmis en temps réel à un centre international situé à Vienne (Autriche), chargé de leur analyse. L'objectif du système international est de permettre la détection certaine de tout essai nucléaire d'une énergie supérieure à 1 kilotonne (soit 1 000 tonnes) d'équivalent TNT quel que soit l'endroit du globe où il se produit (dans le sol, l'atmosphère ou les océans).

La surveillance
des événements sismiques
naturels

Les séismes constituent des événements naturels majeurs pour lesquels les chercheurs et les autorités ne peuvent agir sur l’aléa. Il n'est donc pas possible de prédire les séismes, pas plus de les empêcher de se produire, ni de contrôler leurs puissances. La seule façon de diminuer le risque est de réduire la vulnérabilité des infrastructures humaines susceptibles d’être soumises à des séismes. De très nombreuses stations sismiques couvrent par ailleurs le globe. Elles font partie de réseaux internationaux (Iris, Geoscope, …) ou nationaux (par exemple le réseau RESIF pour la France). La plupart de leurs données sont aujourd’hui accessibles en temps réel via Internet, permettant aux organismes qui en ont la charge (NEIC aux Etats-Unis, CSEM en Europe, …) de publier des catalogues de sismicité – grâce auxquels on peut quantifier l’aléa sismique (différent du risque sismique) – ou d’émettre rapidement des alertes lorsqu’un fort séisme est détecté.

L’alerte aux tsunamis

Le tsunami de Sumatra, en 2004, a marqué un tournant au niveau mondial : alors qu’il n’existait jusque-là que deux centres d’alerte aux tsunamis (exploités respectivement par les Etats-Unis et le Japon dans l’océan Pacifique), la communauté internationale décide alors de mettre en place des systèmes d’alerte aux tsunamis dans l’ensemble des bassins océaniques. L’Unesco, organisme de l’ONU mandaté pour coordonner la mise en place de ces systèmes, a ainsi créé notamment le groupe intergouvernemental de coordination du système d’alerte aux tsunamis pour l’Atlantique nord-est, la Méditerranée et les mers connectées.


VidéoL'alerte aux tsunamis



Surveillance de l’environnement au CEA :
le DASE

Fort de l’expérience de ses équipes dans le domaine de la détection des essais nucléaires, le CEA est également chargé de détecter tout événement sismique naturel, de le localiser rapidement, d’en calculer la magnitude et d’émettre une alerte à destination des pouvoirs publics. C’est au Département analyse, surveillance, environnement (DASE) de la DAM, expert reconnu de la détection opérationnelle, que revient ce rôle.
Ses activités ne se limitent pas à la détection, mais comprennent également des études de risque sismique pour des zones géographiques données.

Par ailleurs, sur une zone s'étendant de l'Atlantique nord-est à la Méditerranée occidentale, en partenariat avec le Service hydrographique et océanographique de la marine (SHOM) et le Centre national de la recherche scientifique (CNRS), le CEA s’est vu confier, par les ministères chargés de la sécurité civile et de la prévention des risques, la création et l’exploitation d’un centre d'alerte aux tsunamis : le CENALT. Basé sur le site du centre CEA de Bruyères-le-Châtel (Essonne), ce centre a pour mission d’alerter les autorités nationales en charge de la protection de la population et d’informer les autorités des pays riverains de la Méditerranée occidentale.

Afin d’assurer leurs missions opérationnelles et d’anticiper les besoins à venir, les équipes du DASE mènent des recherches fondamentales dans le domaine des sciences de la Terre et de l’environnement comme dans des disciplines connexes :

  • sismologie (recherche d’événements précurseurs, failles actives, évaluation du risque sismique) ;
  • interaction fluide roche ;
  • géologie ;
  • transport et migration des polluants dans le milieu hydrogéologique ;
  • spéciation des radionucléides ;
  • électromagnétisme ;
  • traitement du signal ;
  • traitement avancé de l’information.

Les compétences du DASE en matière de détection des radionucléides sont elles aussi mises à profit à des fins de surveillance et de protection de l’environnement. Il s’agit principalement de la réalisation :

  • d’études d’impacts des activités liées au nucléaire (normes de rejets liquides et gazeux) ;
  • d’études de pollution des sols et de migration de polluants, non seulement radioactifs mais également chimiques tels que les métaux lourds.


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Simulation numérique pour la reconstitution du tsunami de Sumatra et dans tout l'Océan Indien de décembre 2004
Simulation numérique pour la reconstitution du tsunami de Sumatra et dans tout l'Océan Indien de décembre 2004. Image trois heure après la secousse. © H.Hébert/CEA


Salle d'analyse des signaux géophysiques à Bruyères-le-Châtel, en Essonne
Salle d'analyse des signaux géophysiques à Bruyères-le-Châtel, en Essonne. © CEA




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