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2.1 Les tremblements de terre
2.1.1 Définitions
Un tremblement de terre est la libération brusque d’énergie dans la croûte terrestre, lorsque le seuil de rupture mécanique des roches en profondeur est atteint. C’est la conséquence d’une accumulation d’énergie le long des failles, qui sont les zones de la croûte où se libère cette énergie. Ce phénomène d’accumulation est cyclique et résulte directement du mouvement des plaques fragilesà la surface de l’asthénosphère, considérée comme ductile.
Le séisme génère à la surface du sol des vibrations pouvant atteindre des amplitudes centimétriques à décimétriques et des accélérations de quelques centièmes à plusieurs dixièmes de l’accélération de la pesanteur g, sur des durées qui varient de quelques secondes à plusieurs minutes. Il est quantifié à l’aide de deux échelles, de magnitude et d’intensité :
• La magnitude est une mesure instrumentale qui a été introduite en 1935 par C.F. Richter, en vue de comparer entre eux les séismes locaux de Californie. Il existe une corrélation entre la magnitude et l’énergie libérée au foyer* du séisme. L’échelle ouverte de Richter varie de magnitudes négatives (micro secousses) aux magnitudes supérieures à 8, comme au Chili en 1960 (8,5), en Alaska en 1964 (8,4), ou à Mexico en 1985 (8,1). Les séismes d’Izmit, dit d’Izmit-Kocaeli, en Turquie (17 août 1999, plus de 17 000 morts, entre 3 et 7 milliards d’Euros de dégâts) et de Taïwan (21 septembre 1999, au moins 2 400 morts, dommages estimés à 15 milliards d’Euros) sont de magnitude plus faible, respectivement 7,4 et 7,3. Plus récemment, les deux séismes du Salvador des 13 janvier et 13 février 2001, de magnitude 7,6 et 6,6 ont provoqué la mort d’au moins 1200 personnes et 1,5 million de sinistrés, soit le 1/5 de la population. Le séisme du Gujarat
en Inde (2001), de magnitude 7,7 a fait plus de 20 000 victimes et au moins 3 milliards d’Euros de dégâts. L’ampleur inégale du nombre des victimes
traduit des différences de contextes géologiques et de distance à l’épicentre, ainsi que des disparités dans les matériaux de construction et l’application des règles de construction parasismique.
• L’intensité correspond à l’évaluation conventionnelle des effets du séisme sur un site donné en tenant compte des dommages observés. L’échelle d’intensité utilisée en France dans les enquêtes macrosismiques et le fichier SISFRANCE est l’intensité MSK. Depuis janvier 2000, le Bureau
central sismologique français (BCSF) a adopté l’échelle européenne EMS 98.
2.1.2 La sismicité en France métropolitaine
Au regard de la sismicité historique* (carte 4), le territoire métropolitain est modérément ou peu affecté par les tremblements de terre. Le séisme le plus destructeur connu actuellement est celui de Bâle, d’intensité IX, qui fit environ 300 victimes en 1356. La sismicité instrumentale, qui correspond à celle enregistrée par les réseaux sismologiques, permet d’avoir une image plus précise de la sismicité actuelle, depuis 1962 dans le cas du réseau du
CEA/LDG.
Parmi les événements les plus importants du XX e siècle qui ont été enregistrés en métropole, nous retiendrons :
– Chamonix (Haute-Savoie), le 13 juin 1905 de magnitude 5,7 ;
– Lambesc (Bouches-du-Rhône), le 11 juin 1909 de magnitude de l’ordre de 6 (photographie 2) ;
– Arette (Pyrénées-Atlantiques), le 13 août 1967, de magnitude 5,3 ;
– Saint-Paul-le-Fenouillet (Pyrénées-Orientales), le 1 février 1996, de magnitude 5,3 ;
– Annecy (Haute-Savoie) le 15 juillet 1996, de magnitude 5,2, connu sous le nom de séisme d’Épagny.
À Lambesc, les conséquences furent importantes : 46 morts, 250 blessés et 230 à 380 M € de dégâts (estimation de 1982). Une simulation, effectuée par le LCPC, le CSTB et le BRGM a montré qu’un séisme qui se serait produit en 1982 dans les mêmes conditions aurait causé entre 400 et 970 morts, 1 850 et 5 650 blessés et 716 M € de dégâts en coûts directs. La zone est actuellement classée en zone II, de sismicité moyenne. Le séisme d’Athènes du 7 septembre 1999, de magnitude 5,8-5,9, est une bonne illustration des conséquences d’un tremblement de terre modéré. Il s’est produit dans une zone où l’aléa sismique était qualifié auparavant de moyen et a donné lieu à une catastrophe dont l’ampleur est comparable à ce qui pourrait se produire en France métropolitaine, dans les zones de sismicité Ib ou II. Il s’est soldé par 143 morts, quelque 500 blessés, environ 20 000 sans-abri et 2,3 milliards d’Euros de dégâts.
2.1.3 Le cas particulier des Antilles
La situation est plus critique aux Antilles, où la Guadeloupe et la Martinique sont situées dans leur ensemble en zone III, du fait de la sismicité générée
par la subduction de la plaque Nord-américaine sous la plaque Caraïbe (cartes 7 et 8). Le séisme le plus meurtrier a été, sans nul doute, celui du
8 février 1843 qui fit plus de 1500 victimes en Guadeloupe. De magnitude estimée entre 7,5 et 8, il a été ressenti jusqu’au Venezuela, avec une intensité maximum de IX en Guadeloupe et VI-VII en Martinique. Le séisme du 11 janvier 1839 en Martinique fit plus de 300 morts et détruisit presque complètement la ville de Fort-Royal (aujourd’hui Fort-de-France), avec une intensité de VIII-IX. D’autres séismes, plus superficiels, générés sur l’une des failles majeures des îles, sont aussi à prendre en compte dans les Antilles. De magnitude moindre, ils peuvent cependant provoquer des
dégâts considérables, du fait de leur proximité et de leur faible profondeur. C’est le cas de deux séismes historiques en Guadeloupe, le 16 mai 1851 (I=VII) et le 29 avril 1897 (I=VIII).
2.1.4 Prévision et prédiction des séismes
La prévision des séismes n’est opérationnelle actuellement qu’en terme de connaissance des aléas. Les recherches des sismologues et des géologues visent à mieux connaître les mécanismes responsables
des tremblements de terre, à identifier les failles actives et à évaluer la répartition des contraintes autour de celles-ci. Les spécialistes sont donc en mesure de délimiter les zones où la probabilité d’occurrence est la plus élevée et d’estimer l’intensité probable de l’événement le plus fort attendu.
L’absence de séisme significatif récent dans une région de sismicité historique établie peut dans certains cas augmenter cette probabilité.
La prédiction, qui consiste à déterminer l’occurrence à court terme d’un séisme dans le temps et dans l’espace et son intensité, n’est pas possible pour le moment. Les recherches en cours explorent de nombreuses
pistes, mais il n’existe aucune méthode de détection fiable, malgré un ou deux cas de prédiction réussie au plan local et validée scientifiquement.
Cependant, la prédiction ne répond pas à tous les objectifs d’une politique de prévention globale.
Le fait de connaître la date, l’heure, la localisation et la magnitude d’un séisme n’empêcherait pas, par exemple, l’endommagement des bâtiments mal construits. Il ne faut pas non plus sous-estimer l’effet d’annonce. Il est couramment admis que la simple annonce d’un séisme moyen dans les grandes villes de Californie, où la construction parasismique est bien développée en raison de la forte sismicité, pourrait provoquer plus de victimes du fait de la panique que de la destruction des immeubles.
2.2 Les manifestations du phénomène
Le séisme se manifeste d’abord par des vibrations.
Leur ampleur en un point est fonction :
– des paramètres de la source (magnitude, type de mouvement, profondeur, etc.) ;
– de la distance à la source 7 ;
– des propriétés mécaniques du sol et de la structure géotechnique du lieu d’observation. Il s’agit des effets géologiques et topographiques communément appelés effets de site ;
– de la proximité de la faille responsable du séisme, voire dans certains cas, de l’apparition en surface de la rupture.
Il peut également générer des effets induits, liquéfaction et mouvements de terrain.
Dans cet ouvrage, le terme d’aléa désignera aussi bien l’occurrence du séisme que les effets de site ou induits qui tendent à aggraver les dommages.
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