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Après le tragique tremblement de terre du 6 avril 2009 à L’Aquila, dans les Abruzzes, une polémique s’est engagée en Italie. La controverse porte sur la prédiction de ce séisme sur la base de mesures de la teneur en radon, un gaz radioactif provenant de la décroissance d’éléments radioactifs naturels dans les sols. L’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), dont des travaux ont été évoqués dans ce débat, participe à des recherches sur l’émission de radon dans les ouvrages souterrains.

Radon et séismes : de multiples corrélations

La toute première observation d’un signal « radon » considéré, a posteriori, comme annonciateur d’un tremblement de terre, remonte à plus de quarante ans. Ainsi, à compter du séisme de Tachkent (1966) en Ouzbékistan, de très nombreux enregistrements ont mis en évidence des variations inhabituelles de la teneur en radon des gaz prélevés dans les sols ou les eaux souterraines, avant ou pendant les tremblements de terre survenus dans la plupart des régions sismiques du globe. Précurseurs dans le premier cas, « cosismiques » dans le second, ces signaux sont parfois également enregistrés après les secousses sismiques ou encore seulement corrélés aux répliques. La forme et la durée de telles « anomalies » sont extrêmement variables et échappent, jusqu’à présent, à toute théorie dûment validée.

Un gaz éphémère

Le radon est un gaz radioactif formé en permanence dans les profondeurs de la croûte terrestre jusque dans les sols les plus superficiels, du fait de la présence naturelle d’uranium ou de radium, même en traces, dans toutes les formations rocheuses. Pour l’essentiel, il disparaît dans le sous-sol, par désintégration radioactive non loin de l’endroit où il est apparu, sa demi vie n’étant que de 3,8 jours. Une très faible fraction du radon formé dans la croûte terrestre parvient toutefois à s’échapper dans l’atmosphère.

Comment passer du constat à la prévision ?

Les variations des teneurs en radon enregistrées dans les zones sismiques indiquent clairement que la circulation des fluides souterrains gazeux ou liquides - et du radon qu’ils transportent - est affectée par les contraintes et les déformations qui préparent ou accompagnent les tremblements de terre. Mais, passer de ce constat à une véritable prévision supposerait que l’on sache associer à l’observation d’un signal « radon », la profondeur du foyer, l’épicentre et la magnitude du séisme qu’il pourrait annoncer, le tout dans une « fenêtre temporelle » suffisamment étroite pour permettre aux pouvoirs publics de prendre des mesures de protection des populations dans la zone menacée (évacuation préventive par exemple).

Trop d’inconnues

Hélas, rien de tout cela n’apparaît actuellement à la portée des scientifiques qui, en Asie, en Europe ou en Amérique, dans de nombreux pays exposés aux risques sismiques, œuvrent pour mettre en évidence des corrélations utilisables entre teneur en radon et activité sismique. Les mécanismes physiques à l’origine des teneurs inhabituelles en radon ne sont encore que partiellement connus, de même que les caractéristiques qui font qu’un site de mesure est sensible aux perturbations induites par un séisme qui se prépare, alors qu’un site voisin ne l’est pas.

Les précurseurs sismiques à l’étude

Les cavités souterraines naturelles ou créées par l’homme font incontestablement partie des sites a priori sensibles et constituent donc de bons candidats pour l’étude des précurseurs sismiques. Tel est, par exemple, le cas d’une ancienne galerie souterraine creusée dans le massif du Beaufortain, en Savoie, que le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA) a instrumentée depuis 1995 : des chercheurs du CEA, de l’IRSN et de l’Institut de Physique du Globe de Paris y testent, avec un certain succès, l’hypothèse selon laquelle les contraintes mécaniques induites par la mise en eau saisonnière du lac artificiel de Roselend provoquent des variations de la teneur en radon dans l’atmosphère de la galerie, située à proximité.

C’est aussi le cas du laboratoire souterrain installé dans le tunnel du Gran Sasso, tout proche de la ville de L’Aquila frappée le 6 avril par un séisme de magnitude 6,3, et d’où est partie la prédiction controversée. Pour un tel laboratoire, dédié à l’étude des particules élémentaires, et qui pour cette raison est abrité des rayons cosmiques par une épaisse montagne, le radon constitue une gêne, car il parasite les détecteurs. Ce laboratoire, tout comme son homologue français, le Laboratoire souterrain de Modane dans le tunnel du Fréjus, est équipé d’instruments de mesure du radon extrêmement sensibles. Situé dans une zone à forte sismicité, à proximité immédiate d’une faille active, le Laboratoire National du Gran Sasso est également bien placé pour détecter d’éventuelles variations des teneurs en radon en lien avec le cycle sismique régional. Tel fut d’ailleurs le cas lors du séisme d’Assise, en septembre 1997.

Prévisions opérationnelles prématurées

Pareilles constatations font progresser les connaissances scientifiques et sont porteuses d’espoir, pour les chercheurs comme pour les populations concernées. Mais, faute d’un nombre suffisant d’observations concordantes, et surtout d’une bonne compréhension des mécanismes qui donnent naissance aux signaux observés, passer de ces observations à des prévisions opérationnelles serait prématuré. Par ailleurs, aucune des données sur lesquelles a été fondée la prédiction du terrible séisme des Abruzzes n’a été jusqu’à présent diffusée dans le monde scientifique.

Le radon : un indice parmi d’autres

A L’Aquila, tout comme à Kobe au Japon en 1995, ou encore à Tachkent en 1966, le radon ne fournit sans doute qu’un indice parmi d’autres ; cet indice montre toutefois que la prévision des catastrophes telluriques, bien qu’encore hors d’atteinte, est un objectif scientifique qui mérite d’être poursuivi.

Sources : IRSN

Pour en savoir plus : nos ressources consacrées aux séismes