Les tremblements de terre fractionnent les terrains et secouent les villes de manière spectaculaire. Cependant, les vibrations ressenties sur de vastes distances ne constituent qu’une portion de l’énergie totale émise. L’énergie se dissipe aussi en chaleur et en fractures lors de la rupture des roches. La répartition précise de cette énergie reste difficile à déterminer sur le terrain.
Les séismes se produisent aux limites des plaques tectoniques, où deux structures terrestres se déplacent l’une contre l’autre le long d’une faille. Le frottement entre ces plaques entrave le glissement et accumule graduellement la tension. Lorsque cette contrainte dépasse le seuil critique, la faille cède brusquement, libérant l’énergie stockée sous forme d’ondes qui se propagent dans la croûte.
Sur le terrain, les sismologues mesurent aisément l’énergie rayonnée pour les tremblements majeurs. L’énergie produite par friction demeure pratiquement inaccessible, car elle nécessiterait de connaître la contrainte préexistante sur la faille naturelle. Seule l’énergie de fracture peut être estimée indirectement par des modèles.
Des chercheurs du Massachusetts ont reproduit un séisme en laboratoire avec de la poudre de granite placée entre deux pistons. Des particules magnétiques ont suivi l’augmentation de température, tandis que des capteurs piézoélectriques ont mesuré les vibrations émises. Cette approche a permis de calculer simultanément les trois formes d’énergie libérées.
Les mesures révèlent que 68 à 98 pour cent de l’énergie se transforme en chaleur par friction, 1 à 10 pour cent en vibrations sismiques, et 1 à 32 pour cent en énergie de fracture. Première mesure complète d’un bilan énergétique de séisme réalisée en conditions contrôlées, ce résultat constitue une avancée significative.
Toutefois, ces résultats ne s’appliquent pas directement aux vrais séismes. En laboratoire, la faille glisse uniformément et simultanément, ce qui diffère fondamentalement du comportement naturel où le déplacement varie selon le temps et l’espace. Des mesures supplémentaires de vitesse de glissement et de propagation de rupture permettraient de rapprocher les expériences du phénomène réel.
