Les dirigeants de ces trois pays, qui cherchent de longue date à présenter un front uni face à la menace nucléaire nord-coréenne, se sont parlée au téléphone au lendemain de la revendication choc par Pyongyang de l'essai réussi d'une bombe à hydrogène.
Ces entretiens font suite à une réunion d'urgence du Conseil de sécurité de l'ONU qui a promis d'alourdir la panoplie de sanctions pesant déjà sur la Corée du Nord à la suite de ses précédents essais (2006, 2009 et 2013).
Les 15 pays membres - y compris la Chine, seul allié d'importance de Pyongyang - ont annoncé des "mesures supplémentaires significatives" afin de les inclure dans une nouvelle résolution, dont la négociation devrait prendre plusieurs jours.
La déclaration ne précise pas les mesures envisagées mais, selon des diplomates de l'ONU, il s'agit de renforcer l'arsenal des sanctions, par exemple en allongeant la liste des individus et entreprises sanctionnés pour leurs liens avec le programme nucléaire nord-coréen.
En Corée du Sud, l'heure était à l'intransigeance, la présidente Park Geun-Hye réclamant une réponse énergique à ce qu'elle a qualifié de "grave provocation".
Mme Park s'est entretenue avec son homologue américain Barack Obama jeudi matin et selon un communiqué sud-coréen, les deux leaders ont estimé que le dernier essai nucléaire méritait "les sanctions les plus puissantes et les plus complètes".
"Les deux dirigeants sont également convenus (...) que le Nord devra payer un prix approprié (...) et ont promis de coopérer étroitement en vue de l'adoption" d'une "résolution forte" à l'ONU.
Le Premier ministre japonais Shinzo Abe a également parlé au président Obama, estimant que les deux pays devaient prendre la tête d'une croisade pour des pénalités plus sévères.
"Nous effectuerons des pas déterminés et fermes", a dit M. Abe, qui a aussi laissé entrevoir la possibilité de sanctions unilatérales.
"La priorité, c'est de trouver le moyen à la fois d'augmenter les pressions sur la Corée du Nord pour qu'elle limite ses capacités d'armements nucléaires et de nouer le contact diplomatique", estimait ainsi David Albright, président de l'Institut des sciences et de la sécurité internationale de Washington.
"Rien de ce qui s'est passé au cours des 24 dernières heures n'a poussé le gouvernement des Etats-Unis à modifier son évaluation des capacités techniques et militaires de la Corée du Nord", a déclaré Josh Earnest, porte-parole de la Maison Blanche.
A l'ONU, l'ambassadrice américaine Samantha Power a réclamé une nouvelle volée de sanctions "dures, complètes et crédibles" pour montrer à Pyongyang que ses actions ont de "vraies conséquences".
L'ambassadeur japonais Motohide Yoshikawa a lui dit qu'il pousserait à la roue pour que soient adoptées "une série de mesures au titre du chapitre 7" de la charte des Nations unies, qui autorise des sanctions ou même l'usage de la force pour faire appliquer une résolution.
Mais de l'avis des spécialistes, la capacité d'action de Pékin est limitée par ses craintes de voir ce pays s'effondrer et que naisse à sa frontière une Corée réunifiée soutenue par les Etats-Unis.
Par ailleurs, la Corée du Sud a annoncé jeudi qu'elle reprendrait sa campagne de propagande à la frontière avec la Corée du Nord, comme elle l'avait déjà fait en août, ce qui avait suscité les menaces de représailles militaires de Pyongyang.
La décision de faire reprendre du service aux puissants haut-parleurs situés à la frontière fortement militarisée entre les deux pays fait suite au quatrième essai nucléaire de Pyongyang, a déclaré un porte-parole de la Maison Bleue, la présidence sud-coréenne.
"Le quatrième essai nucléaire du Nord est une violation gratuite de ses obligations internationales (...) et une grave violation de l'accord intercoréen du 25 août", a-t-il ajouté.
"Le gouvernement sud-coréen a donc décidé de reprendre ses diffusions à la frontière avec le Nord à partir de midi (03H00 GMT)" vendredi.