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Pour être qualifié de « réplique sismique », un séisme doit présenter certaines caractéristiques. Il doit notamment succéder à un séisme de plus forte magnitudemagnitude et son épicentre doit être situé dans le même contexte tectonique régional que celui du séisme principal. Il est communément admis que les répliques ont lieu le long du segment de faillefaille affecté par le déplacement, ou sur d'autres failles situées dans un périmètre équivalent à la longueur du segment rompu.
Au niveau temporel, il n'existe pas de réelles contraintes. Une réplique peut en effet survenir dans les minutes, les heures, les jours voire les années qui suivent le séisme principal.
Une relaxation des contraintes au fil du temps
Lorsqu’une faille rompt, elle libère de l'énergieénergie qui se diffuse sous la forme d’ondes sismiques. Toutes les tensions accumulées dans les roches au fil du temps ne sont cependant pas relâchées entièrement au moment de ce séisme principal. Le déplacement en lui-même va entrainer une relaxation des contraintes sur une zone plus vaste. Les contraintes vont ainsi finir par s'équilibrer durant les mois qui vont suivre sous la forme de petits séismes. Ce sont les répliques sismiques. Il s'agit donc en quelques sortes de petits réajustements qui se produisent le long du segment de faille ayant précédemment rompu.
Les puissants séismes sont souvent associés à des centaines, voire des milliers, de répliques sismiques. La fréquence des répliques va cependant diminuer avec le temps, jusqu'au retour à une situation soit de blocage de la faille, soit de glissement asismique. Les répliques doivent donc être différencié de la sismicité ambiante, sorte de fond sonore qui affecte chaque région différemment suivant son contexte tectonique.
Trois lois empiriques pour décrire les répliques sismiques
La décroissance de la fréquence des répliques suit d'ailleurs une loi empirique nommée loi D'omori. Cette loi permet d'estimer, pour un séisme donné, la probabilité d'occurrence de futures répliques.
La loi de Båth permet quant à elle d'estimer la magnitude des répliques en fonction de la magnitude du séisme principal. Il apparait ainsi que, quel que soit la magnitude initiale, les principales répliques auront une magnitude inférieure de 1,2 points par rapport à la magnitude du séisme principal. Par exemple, si un séisme de magnitude 7 survient, ses plus fortes répliques auront une magnitude d'environ 5,8.
Une dernière loi, dite de Gutenberg-Richter, permet d'estimer le nombre total de répliques à attendre en fonction de la magnitude du séisme principal.
Le danger des répliques sismiques
Il faut garder à l'esprit que les répliques sismiques peuvent représenter un danger tout aussi important que le séisme principal. Dans le cas de très forts séismes, la magnitude des répliques peut, comme on l'a vu, être également très élevée. Les répliques sont d'ailleurs particulièrement redoutées car elles peuvent entraîner de nouveaux dégâts et de nouvelles victimes, en effondrant des bâtiments fragilisés par le séisme principal.
