En remplissant la retenue de Koyna à partir de 1962, les Indiens ont littéralement déclenché en 1967 un séisme de magnitude 6,3 sous leur propre barrage. Selon l’USGS, c’est le plus grand séisme induit connu, survenu le 10 décembre 1967 dans l’État du Maharashtra. L’ouvrage, conçu avant tout pour produire de l’électricité, a fait plus que stocker de l’eau : il a réveillé des failles qui dormaient depuis longtemps.

Ni explosion, ni forage : de l’eau, simplement accumulée.

Un barrage sur un plateau jugé stable

Koyna est un grand barrage-poids en béton, construit sur la rivière du même nom. Il mesure 103 m de haut et sa retenue, la Shivajisagar, peut stocker 2,8 milliards de m³, soit l’équivalent d’environ 1,1 million de piscines olympiques. Les travaux débutent en 1956, la retenue est remplie en 1962. Aucune sismicité n’avait été enregistrée dans la région avant le début de la construction, et le plateau volcanique du Deccan passait depuis longtemps pour stable.

Les premiers tremblements n’ont pas tardé. Après le remplissage, ils étaient assez nets pour être captés par la station sismologique de Pune, à 120 km. La plus forte secousse est arrivée environ cinq ans après le début de la mise en eau.

Les failles existaient avant le barrage. Une étude publiée par l’USGS en 2015 décrit, sous d’épaisses coulées de basalte, des failles décrochantes et un bassin en « pull-apart », zone d’affaissement née entre deux failles qui coulissent. Ses auteurs y voient un modèle possible pour d’autres grands séismes induits ailleurs dans le monde.

Des modèles numériques estiment que le remplissage a modifié les contraintes de 0,75 à 2,25 bar à la profondeur des foyers, soit l’ordre de grandeur de la pression d’un pneu de voiture. À l’échelle de la croûte terrestre, c’est une broutille. Mais sur une faille déjà proche de sa limite, ce supplément, transmis par la pression de l’eau qui s’infiltre dans la roche, peut suffire à déclencher le glissement. Les chercheurs parlent de faille « critiquement contrainte ».

Le calendrier des secousses suit celui de l’eau. Les variations annuelles du niveau liées à la mousson entretiennent l’activité depuis l’impoundment de 1962. Les chercheurs retiennent trois paramètres : la vitesse de remplissage, un niveau dépassant le maximum précédent et la durée pendant laquelle ce niveau haut est maintenu.

Un séisme qui n’a jamais vraiment fini

Cinquante ans de secousses de magnitude supérieure à 5.

C’est ce qu’indique l’USGS pour Koyna, où les événements de cette ampleur se sont poursuivis pendant environ 50 ans. Le bilan compte aussi quelque 20 séismes de magnitude supérieure à 5, environ 400 de magnitude supérieure à 3,5 et des milliers de plus petits. Toute cette activité se concentre dans une zone de 20 km sur 30 km, sur 10 km de profondeur.

Les données de réservoirs du monde entier suggèrent une durée de vie de 10 à 20 ans pour ce type de sismicité. Koyna dépasse largement ce délai. La mise en eau du réservoir voisin de Warna, à 15 km au sud du barrage de Koyna, a encore renforcé l’activité à partir de 1987.

Le laboratoire naturel de Koyna

Cette régularité a fait de Koyna un terrain d’étude rare. Un projet de forage scientifique a visé la zone de rupture du séisme de 1967, vers 6 km de profondeur. Un forage de 3 km a permis de mesurer l’état des contraintes dans la roche. Les chercheurs cherchent à comprendre ce qui, exactement, cède sous la charge de l’eau.

La retenue ne serait pas la cause ultime de ces séismes, mais le catalyseur qui les déclenche. Koyna n’est pas un cas isolé : en Chine, un séisme de magnitude 6,1 a frappé le 19 mars 1962 à environ 5 km du barrage de Hsinfengkiang, deux ans après le début de l’impoundment.

Sources : nature.com | deccan.berkeley.edu | gfz.de