Le missile, dont le type n'a pas été identifié dans l'immédiat, a été tiré vers l'est depuis la province du sud Pyongan, a indiqué l'agence sud-coréenne de presse Yonhap, précisant que les militaires sud-coréens et américains analysaient les données.
"Vers 13H30 (18H30 GMT) nous avons détecté un probable tir de missile en provenance de Corée du Nord", a confirmé à Washington le porte-parole du Pentagone, le colonel Rob Manning.
Le président américain Donald Trump, qui "a été informé de la situation en Corée du Nord tandis que le missile était encore en vol", doit s'exprimer sur la question à 20H00 GMT, selon la Maison Blanche.
Le tir nord-coréen intervient huit jours après la décision de Washington de réinscrire la Corée du Nord sur la liste noire des "Etats soutenant le terrorisme", un geste qualifié de grave provocation par Pyongyang.
Plus tôt dans la journée de mardi, Séoul avait fait état de signes d'activité sur une base de missiles nord-coréenne. Un radar de traçage de missiles a été mis en service lundi sur une base nord-coréenne non identifiée et le trafic télécoms s'est intensifié, selon une source gouvernementale citée par Yonhap.
'Frappe de précision'
"Il est vrai que des mouvements actifs ont été décelés sur une base de missiles nord-coréenne", a dit cette source. "Des signaux comme ceux repérés lundi ont été détectés fréquemment".
Le gouvernement japonais était lui aussi en état d'alerte après avoir détecté des signaux radio faisant craindre un tir de missile, selon l'agence japonaise Kyodo. Les prémices d'un possible tir, source d'inquiétude pour les marchés, ont plombé la Bourse de Tokyo.
En réaction à ce tir, l'armée sud-coréenne a effectué un essai de "frappe de précision", selon Yonhap, citant l'état-major sud-coréen.
Ce nouvel tir de missile balistique nord-coréen intervient après une pause de plus de deux mois. Le 3 septembre, la Corée du Nord menait son sixième essai nucléaire, le plus puissant à ce jour, qui concernait selon les autorités nord-coréennes une bombe H suffisamment petite pour équiper un missile.
Le 15 septembre, moins d'une semaine après l'adoption par l'ONU d'une huitième série de sanctions, Pyongyang tirait un missile balistique au dessus du Japon, sur une distance de 3.700 km, selon Séoul.
L'absence de test de missile depuis avait soulevé l'espoir que le durcissement des sanctions de l'ONU portait ses fruits.
D'autant que les Etats-Unis ont incité le reste de la communauté internationale à prendre des mesures unilatérales.
Washington a notamment demandé à la Chine, principal soutien économique de la Corée du Nord, de lâcher définitivement son voisin. Donald Trump s'est montré confiant à cet égard après sa récente visite à Pékin, malgré le scepticisme de nombreux observateurs.
Les Etats-Unis espèrent qu'une fois totalement isolé, soumis à un blocus économique draconien et sous la menace de l'option militaire souvent brandie par le président américain, Kim Jong-Un finira par accepter des négociations sur son programme nucléaire.
Mais la plupart des experts estiment que le régime ne renoncera jamais à l'arme atomique, qu'il considère comme son assurance-vie.
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