Ioannis Stefanou, ou comment dompter les séismes

Mardi 7 septembre 1999, en Grèce. Un étudiant venant d’achever ses études secondaires profite de ses dernières journées d’insouciance estivale avant de faire sa rentrée à l’Université Polytechnique d’Athènes.

En début d’après-midi, au retour d’une promenade dans le centre-ville, un tremblement de terre d’une intensité à laquelle Ioannis Stefanou n’avait jamais été confronté se déclenche soudain : son appartement situé au dernier étage d’un immeuble se met à vibrer dans tous les sens. Les placards s’ouvrent et se vident de leur contenu, la vaisselle se fracasse sur le sol, et l’immeuble tangue de plus en plus fort.

Plusieurs secondes terrifiantes semblant durer une éternité s’écoulent encore avant que les vibrations ne cessent enfin. Si les constructions parasismiques d’Athènes se sont révélées très efficaces, on déplorera tout de même 145 morts, 2000 blessés et plus de 50 000 sinistrés. Sur un plan personnel, Ioannis Stefanou en sera quitte pour une belle frayeur, mais l’expérience le marquera durablement.

« Pour autant, ce n’est pas parce que j’aurais une quelconque revanche à prendre sur les séismes que je m’intéresse à eux aujourd’hui ! » en plaisante-t-il à présent. « Ce qui pilote avant tout ma recherche, c’est essayer de répondre à des questions importantes scientifiquement, et qui peuvent avoir un très fort impact sociétal. »

Mais il se trouve que les mouvements naturels de la croûte terrestre liés à la tectonique des plaques ne sont pas les seuls à pouvoir provoquer des séismes.

« Depuis une quarantaine d’années, des données empiriques s’accumulent montrant que les séismes peuvent être induits par des activités humaines, comme l’injection de fluides dans la croûte terrestre pour des activités de géothermie, où au contraire l’extraction d’hydrocarbures » précise Ioannis Stefanou.

Cette idée si ambitieuse qu’elle pourrait sembler tirée d’un roman de Jules Verne ou d’un film de science-fiction hollywoodien, Ioannis Stefanou travaille à la concrétiser depuis plusieurs années. Et il est loin d’être le seul à y croire puisque ses travaux bénéficient de financements du Conseil Européen de la recherche (ERC), dédiés aux projets exploratoires aux frontières de la connaissance, avec pour seul critère de sélection celui de l’excellence scientifique.

« Pour reprendre l’exemple du champ gazier de Groningue, nous avons récemment démontré qu’il aurait été possible, avec une approche fondée sur la géomécanique et la théorie du contrôle, d’extraire la même quantité de gaz sans provoquer de séisme. Mieux, un autre de nos scénarios envisage de remplacer le gaz prélevé par du CO2, qui se retrouverait piégé en profondeur, supprimant les risques d’affaissement du sol par déplétion tout en neutralisant un des principaux gaz à effet de serre. »

L’image que Ioannis Stefanou aime utiliser pour expliquer ce processus est celui du régulateur de vitesse des véhicules automobiles.

« Notre stratégie consiste à poser le problème mathématiquement en envisageant un système dynamique, avec des entrées et des sorties. Sur une voiture, on donne la consigne de vitesse, et le système de régulation calcule la quantité de carburant qu’il faut injecter pour maintenir cette vitesse en fonction de la pente, du vent, etc. Dans le cas des failles sismiques, ce sont des fluides qu’il s’agirait d’injecter dans les bonnes quantités le long des failles afin de libérer les contraintes en douceur et éviter les séismes catastrophiques. »

Bien sûr, il y a une différence de taille entre une voiture et une faille sismique que ne manque pas de souligner le chercheur :

« Les voitures équipées de régulateurs de vitesse sont des produits industriels dont tous les paramètres sont connus et parfaitement maîtrisés. Ce n’est bien sûr pas le cas des failles sismiques, qui sont de vastes systèmes géophysiques préexistants. »

Alors avant d’envisager pouvoir réellement maîtriser les séismes, il faudra encore de nombreux travaux : développements mathématiques, démonstrations, essais numériques, puis essais en laboratoire, Ioannis Stefanou et les membres de son groupe sont sur tous les fronts, portés par l’enthousiasme de recherches exaltantes qui peuvent contribuer à sauver des vies tout en luttant contre le réchauffement climatique.