La cape d'invisibilité... contre les tremblements de terre !

Des chercheurs du CNRS et des ingénieurs du groupe Vinci viennent de tester un dispositif destiné à détourner les ondes sismiques.

Et si l'on pouvait protéger des bâtiments sensibles, comme les centrales nucléaires, des vibrations de surface produites lors d'un séisme ? Des chercheurs du CNRS de l'Institut Fresnel de Marseille, spécialisé en optique, et des ingénieurs de la société Ménard, appartenant au groupe Vinci et spécialiste de la densification des sols, poursuivent ce rêve commun.

"Tout a commencé avec l'arrivée au laboratoire de Sébastien Guenneau, qui avait eu l'occasion de plancher sur des concepts de cape d'invisibilité non seulement en optique, mais aussi en mécanique", raconte Stefan Enoch, directeur de l'Institut Fresnel. Rapidement l'équipe décide de s'essayer à la création d'un bouclier permettant d'échapper aux vagues, très similaires aux ondes électromagnétiques familières aux chercheurs en optique. L'expérience est un succès, mais elle ne va pas s'arrêter là... S'éloignant un peu plus de leur terrain d'étude favori, les scientifiques mettent au point un dispositif équivalent pour des ondes de flexion dans de fines plaques de Plexiglas, qui fait l'objet d'un article dans la revue Physical Review Letters du 10 juillet 2009. Ces travaux, qui portent sur des ondes comparables à celles générées lors d'un séisme, attirent alors l'attention de Stéphane Brûlé et d'Emmanuel Javelaud, ingénieurs chez Ménard.

Des trous forés dans le sol

Le principe consiste à modifier les propriétés du sol entourant une zone par un agencement ordonné de matériaux, selon un schéma basé sur des calculs mathématiques. Le tout donne une sorte de lentille antisismique capable de dévier, au moins en partie, les ondes produites par une secousse. Elle peut alors les guider de manière à ce qu'elles contournent un bâtiment avant de reprendre leur course, les réfléchir et les renvoyer d'où elles viennent ou les contraindre à se focaliser sur une zone déserte.

Grâce aux moyens techniques de l'entreprise Ménard et à l'occasion d'un chantier dans la région de Grenoble, un test grandeur nature a pu être réalisé dans le courant de la semaine dernière. Dans le terrain, une vingtaine de trous cylindriques d'environ deux mètres de large pour quatre mètres de profondeur ont été forés de manière à former la fameuse lentille antisismique. Et, dans le même temps, un réseau de capteurs a été installé pour pouvoir observer les modifications des ondes circulant dans le sol. Enfin, pour simuler un tremblement de terre, une gigantesque grue a permis de lâcher une masse de 17 tonnes à proximité de la réalisation. Verdict : même si l'ensemble des données n'a pas encore pu être analysé, le système fonctionne. Le parcours des ondes a pu être modifié, et celles-ci ont également été atténuées. Certes, la cape d'invisibilité antisismique n'en est qu'à ses balbutiements, mais sa faisabilité se confirme.

Regardez le schéma de principe de l'expérience conduite à Grenoble :