alt=Carte de la Grèce superposée par des cercles de différentes tailles et différentes couleurs.|droite|vignette|Sismicité historique de la Grèce, entre 1900 et 2023. La , nommée d'après les initiales des trois chercheurs grecs l'ayant mise au point en 1981, est une méthode de prédiction sismique fondée sur la mesure des courants électriques basse fréquence circulant naturellement dans la croûte terrestre. Des anomalies appelées signaux électro-sismiques (SES) peuvent être identifiées et seraient des signes précurseurs de séisme. Les inventeurs de VAN affirment avoir réussi à prédire plusieurs séismes en Grèce dans les années 1980. La méthode est cependant contestée par une partie de la communauté scientifique internationale, tant sur les principes théoriques que sur l'interprétation des résultats obtenus. En effet, la méthode permet d'estimer une localisation géographique et une magnitude pour le séisme, mais pas une date (le séisme prédit est simplement qualifié d'). Les inventeurs grecs ainsi que d'autres chercheurs internationaux convaincus par la méthode VAN répondent aux diverses critiques au cours des années qui suivent et multiplient les publications scientifiques, sans réussir à infléchir l'opinion de leurs opposants. Ainsi, après un engouement au milieu des années 1980 de la part des médias et des autorités publiques, les financements sont brutalement coupés par le gouvernement grec après une crise politico-scientifique en 1989. Les recherches sur la méthode VAN se poursuivent alors en France et au Japon, bien que difficilement.
En 2001, l'équipe grecque de recherche sur VAN présente une amélioration de sa méthode avec le nouveau concept de pour analyser les signaux électro-sismiques (SES). Ce concept est utilisé d'une part pour mieux distinguer les SES du bruit de fond électrique, et d'autre part pour l'analyse de l'activité sismique régionale dans le but d'estimer une fenêtre temporelle de prédiction du futur séisme. Ce concept considère que le déclenchement d'un séisme est un phénomène critique. L'analyse en temps naturel est reprise par une équipe de sismologues japonais, notamment au travers d'une réanalyse de la sismicité historique au Japon. Celle-ci permet de mettre en évidence des variations systématiques et cohérentes de certains paramètres géophysiques avant chaque séisme majeur.
En 2006, l'équipe VAN annonce que tous les bulletins d'alerte de séisme liés à la détection de SES sont désormais immédiatement rendus publics sur le site d'archive ouverte arXiv. Malgré certains succès prédictifs de VAN, la méthode échoue cependant à prédire certains séismes importants. De nos jours, les promoteurs de VAN réclament plus de moyens, afin de densifier le réseau de stations et améliorer la précision des prédictions. Les détracteurs de la méthode continuent d'affirmer, de leur côté, que les prédictions ne sont pas suffisamment précises, notamment concernant la localisation et la date des séismes, rendant ainsi les bulletins d'alertes inutilisables du point de vue des autorités responsables de la gestion des risques.
Principes
Théorie et phénomènes géophysiques La méthode VAN se base sur la détection, l'enregistrement et l'évaluation de signaux électro-sismiques (SES) existant naturellement dans la lithosphère.... Ces signaux comportent une fréquence fondamentale égale ou inférieure à . Le logarithme de leur amplitude est proportionnel à la magnitude sismique. D'après les inventeurs de la méthode, les SES sont émis par les roches soumises à des contraintes mécaniques, elles-mêmes engendrées par les mouvements liés à la tectonique des plaques. Ils seraient ainsi ce que les sismologues appellent des signaux précurseurs d'un séisme.
vignette|droite|alt=Dessin montrant des boules grises reliées à des boules rouges, formant un réseau dans un cube.|La structure cristalline nettement asymétrique du quartz α lui confère des propriétés piézoélectriques. Trois types de SES sont définis par les auteurs. : les signaux électriques transitoires qui se produisent immédiatement avant un séisme majeur. Par exemple, dans le cas du séisme de 1995 à Kobe (Japon), les SES furent enregistrés avant le début des secousses. ; les signaux électriques transitoires qui se produisent dans un délai plus long avant un séisme majeur ; une variation progressive du champ électrique terrestre quelque temps avant un séisme.
Il existe plusieurs hypothèses pour expliquer l'apparition des SES : phénomènes liés aux contraintes tectoniques : les SES seraient émis par certains minéraux qui ont un comportement piézoélectrique bien connu, particulièrement le quartz (abondant dans la croûte terrestre), ou par des effets secondaires liés aux défauts cristallographiques provoqués par les contraintes mécaniques subies par les roches. Des séries de SES (dénommée par les chercheurs ) peuvent se manifester plusieurs semaines ou plusieurs mois avant un séisme majeur quand les contraintes atteignent une valeur critique.. Des expériences en laboratoire ont confirmé la génération de signaux électriques par des minéraux soumis à de fortes contraintes mécaniques menant jusqu'à la rupture. ; phénomènes thermoélectriques : des chercheurs chinois ont proposé une explication se basant sur un effet thermoélectrique de la magnétite. ; phénomènes liés aux eaux souterraines : trois mécanismes distincts ont été proposés. Tout d'abord, l'effet électrocinétique provoqué par la circulation d'eau souterraine lors de variations de la pression de la phase fluide du sol (porosité).. Ensuite, l'effet dynamo sismique associé aux déplacements des ions présents dans les eaux souterraines, par rapport au champ magnétique terrestre et sous l'effet des déplacements provoqués par le passage de l'onde sismique. Une polarisation circulaire serait caractéristique de cet effet dynamo ; ce qui a été observé dans des cas de séismes naturels et artificiels.. Enfin, un effet d'ionisation par le radon, causé par l'échappement, le long de failles, de ce gaz qui a un pouvoir ionisant sur l'eau. En effet, l'isotope du radon le plus abondant est radioactif avec une demi-vie de et la décroissance radioactive du radon est déjà connue pour avoir un effet de ionisation sur l'air. Plusieurs publications scientifiques ont rapporté des augmentations de la concentration de radon à proximité de failles actives quelques semaines avant les séismes.. Cependant, aucune corrélation solide entre anomalie dans la concentration de radon et occurrence de séisme n'a jamais été démontrée..
vignette|alt=Photographie montrant un bâtiment avec de nombreuses et importantes fissures.|Une église endommagée par un séisme en 2017, sur l'île de Kos. Alors que l'effet électrocinétique est compatible avec la détection de SES à plusieurs centaines de kilomètres, les autres explications nécessitent un mécanisme secondaire pour expliquer la propagation des signaux sur de telles distances. Ce mécanisme secondaire pourrait être : la propagation des SES le long des plans de failles. La modélisation montre que les signaux se propagent en étant peu atténués le long des failles tectoniques à cause de la plus grande conductivité électrique de ces zones. Cette conductivité est due soit à la présence de fluides chargés électriquement, soit aux propriétés ioniques des minéraux qui s'y trouvent. ; l'effet pile électrique de la roche. Une roche soumise à des contraintes tectoniques élevées voit les charges électriques s'activer. Ces charges transforment la croûte terrestre en pile électrique et le courant peut circuler entre le pôle chargé (roche sous contrainte) et le pôle non chargé (roche sans contrainte). Dans les modèles cristallographiques, les charges dormantes peuvent être soit des électrons libres, soit des trous d'électrons. La zone de transition entre roche sous contrainte et roche sans contrainte pourrait jouer le rôle de barrière filtrante, laissant passer uniquement les charges positives (les charges négatives restant bloquées)..
Fonctionnement et résultats Les SES sont détectés par des stations qui sont constituées de plusieurs paires d'électrodes métalliques plantées dans le sol jusqu'à environ de profondeur.. La différence de potentiel électrique est mesurée pour chaque paire qui constitue donc un dipôle. L'espacement d'une paire d'électrodes est de plusieurs centaines de mètres et celles-ci sont orientées soit nord-sud soit est-ouest. Un système d'amplificateurs de signal et de filtres est associé. Les signaux sont ensuite transmis par câble en temps réel à l'équipe de recherche située à l'université d'Athènes où ils sont enregistrés puis analysés.
L'équipe de recherche VAN affirme être capable de prédire les séismes de magnitude 5 ou supérieure (avec une erreur de magnitude de 0,7), dans un rayon de , et dans une fenêtre temporelle allant de quelques heures à plusieurs semaines. Plusieurs publications scientifiques semblent confirmer la réussite de la méthode en Grèce, avec des statistiques probantes.. Par exemple, sur la période allant du au , il y a eu en Grèce huit séismes de magnitude supérieure à 5,5 et le dispositif VAN en a prédit six..
Mise en œuvre et historique En Grèce En 1981, la méthode VAN est décrite dans une série d'articles scientifiques par trois physiciens grecs : Panayótis Varótsos, Kaísar Alexópoulos et Konstantínos Nomikós. Le nom de la méthode est un acronyme des initiales de leurs noms de famille.
vignette|gauche|alt=Photographie montrant un homme âgé de profil avec une moustache et des cheveux blancs.|Panayótis Varótsos, un des inventeurs de la méthode VAN, en 2008. L'équipe VAN publie rapidement des premiers résultats prometteurs en 1982 et 1983.. Dès cette date, les travaux de l'équipe VAN suscitent à la fois l'enthousiasme et la méfiance dans la communauté scientifique, ainsi que l'attention des médias et par ricochet celle des autorités. En 1983, le gouvernement grec met en place l'Organisation pour la prévention anti-sismique (OASP). C'est un organisme indépendant doté d'un budget propre et dont la direction est constituée d'ingénieurs, de géologues et de sismologues. Son but est de coordonner les recherches en matière de prédiction sismique et d'émettre un avis, à terme, sur la viabilité de la méthode VAN.
Le réseau VAN se développe et, à la fin des années 1980, il compte dix-sept stations de détection de SES réparties en Grèce continentale. À la suite d'une nouvelle série de publications dans Tectonophysics, des contacts se développent avec des sismologues d'autres pays intéressés par cette nouvelle méthode. Des stations sont installées en 1987 en Bulgarie et au Japon, et en 1989 en France sous l'impulsion d'Haroun Tazieff et de Jacques Labeyrie. Mais les critiques pleuvent également, en Grèce et à l'international. Les taux annoncés de réussite de prédiction sont contestés par certains sismologues, tout comme la manière de communiquer les alertes de prédiction. Un vif conflit agite la communauté sismologique grecque, dont les enjeux dépassent le cadre scientifique et amorcent une crise politique.