Le risque sismique

1. Définition

Un séisme ou tremblement de terre se traduit en surface par des vibrations du sol. Il provient de la fracturation des roches en profondeur ; celle-ci est due à l'accumulation d'une grande énergie qui se libère, créant des failles, au moment où le seuil de rupture mécanique des roches est atteint.

Les dégâts observés en surface sont fonction de l'amplitude, la fréquence et la durée des vibrations.

On distingue les séismes :

· d'origine tectonique, les plus dévastateurs (secousses, raz-de-marée...) ;

· d'origine volcanique ; .

· d'origine humaine (remplissage de retenues de barrages, exploitation des sous-sols, explosions dans les carrières...).

2. Statistiques

2.1. DANS LE MONDE

Dans l'histoire de notre planète, ce sont 4,6 milliards d'années d'agitation souterraine avec chaque année :
- plus de 3000 séismes qui agitent de façon appréciable la surface de la Terre (Magnitude M > 5),
- 100 qui modifient le paysage (M > 6),
- plus de 20 qui causent d'importants dégâts (M > 7).

Le séisme est le risque naturel majeur qui cause le plus de dégâts : de 1970 à 1979 les séismes ont fait 430.000 victimes et 12 milliards de dollars de pertes estimées.

Les séismes récents les plus destructeurs :
- Mexique (Mexico) en 1985 (M = 8) : plus de 10.000 victimes ;
- Arménie (Spitak) en 1988 : plus de 25.000 morts, 500.000 sinistrés et des pertes directes chiffrées à 14 milliards de dollars ; la ville de Spitak (30.000 habitants) a été détruite à 100% ;
- Turquie (Erzinçan) en 1992.

2.2. EN FRANCE

5000 séismes ont été enregistrés depuis 10 siècles ; la rareté des séismes de magnitude supérieure à 7 (4 par siècle) ne doit pas faire oublier qu'ils peuvent être très destructeurs s'ils sont localisés près des villes.

Aussi un zonage physique de la France a-t-il été élaboré, sur la base de 7600 séismes (*), pour l'application de règles parasismiques de construction (décret du 14 mai 1991) avec 5 zones :

Les départements de Guadeloupe et de Martinique sont en zone III.

(*) La connaissance de ces séismes est relatée par l'histoire ou mesurée par les instruments.

3. La connaissance du risque.

Nous savons que le risque est la confrontation d'un aléa avec des enjeux.

3.1. L'ALEA

3.1.1. Le cycle sismique

La plupart des séismes sont concentrés au voisinage des frontières des plaques lithosphériques ; le plus souvent sous la mer, ils peuvent produire des raz-de-marée dévastateurs. Ce sont dans les zones de subduction (où une plaque s'enfonce sous une autre, pour plonger dans le manteau) que l'on voit les séismes de plus grande magnitude.

Dans la partie supérieure de la croûte, la température étant trop basse, le mouvement n'est pas continu ; les failles restent bloquées pendant de longues périodes de temps, contrairement aux couches inférieures où le mouvement régulier des plaques se poursuit de part et d'autre.

La région de la faille bloquée se déforme alors progressivement, se charge, jusqu'à ce qu'elle cède brutalement, coulissant sur toute sa surface : c'est la rupture sismique qui relâche les contraintes tectoniques et rattrape le retard au mouvement des plaques.

Après la secousse principale, il y a des répliques, parfois meurtrières, qui correspondent à des petits réajustements des blocs au voisinage de la faille.

3.1.2. Caractéristiques d'un séisme

Le foyer (hypocentre) Région de la faille d'où partent les ondes sismiques. L'épicentre Point de la surface terrestre, à la verticale du foyer, et où l'intensité du séisme est la plus importante. La magnitude (M) C'est la mesure de l'énergie libérée par le séisme. Elle est fonction de la longueur de la faille et elle est donnée par la mesure de l'amplitude maximale mesurée par les sismographes à 100 km de l'épicentre.

Sur l'échelle de RICHTER, il y a 9 degrés : augmenter la magnitude d'un degré revient à multiplier l'énergie libérée par 30.

NB : Les dégâts en surface ne sont pas mesurés par l'échelle de Richter (qui indique l'énergie libérée par le séisme au foyer : magnitude) mais par l'échelle MSK (qui renseigne sur les dégâts en un front géographique donné : intensité). La magnitude d'un séisme est un nombre invariable qui le caractérise ; l'intensité varie selon le point considéré ( éloignement du foyer, nature du sol, effet de site...).

· L'intensité (I)
C'est la mesure des effets et dommages du séisme en un lieu donné. Pour un séisme de magnitude donnée, elle est maximale à l'aplomb de la faille (intensité épicentrale) et décroît avec la distance (sauf effets de site, sur terrain sédimentaire par exemple). Elle est d'autant plus importante que le foyer est plus superficiel.

Sur l'échelle MSK, il y a 12 degrés :
- degré 1 : séisme non perceptible ;
- degré 5 : seuil d'affolement des populations avec réveil des dormeurs, faibles dommages ;
- degré 12 : changement total du paysage.

· La faille
On peut distinguer sur la Fig. 4 :
- les failles verticales qui coulissent horizontalement (a et b) ;
- les failles inclinées où un bloc s'affaisse ou monte par rapport à l'autre (c et d).

Lors d'un séisme, la rupture peut se propager en surface : les failles verticales vont alors décaler la surface du sol de part et d'autre de la faille (jusqu'à plusieurs mètres) ; les failles inclinées vont créer des escarpements pouvant former des murs de plusieurs mètres de haut (6 m à El Asnam en 1980).

La répétition du phénomène sur une même faille, au cours des millénaires, peut provoquer des décalages verticaux ou horizontaux de plusieurs kilomètres.

C'est sur la base de ces indices morphologiques que les géologues mesurent l'activité tectonique des failles et peuvent préciser le cycle sismique.

· La fréquence et la durée des vibrations
Engendrées par l'énergie libérée, elles ont une incidence fondamentale sur les effets en surface. Ce sont les vibrations dans la gamme de 0,1 à 2 s. de période qui affectent le plus les bâtiments courants.

· La connaissance des phénomènes
Les sismographes enregistrent les composantes des mouvements du sol (verticaux et horizontaux) ; ils permettent d'étudier le phénomène, de localiser le foyer (comparaison avec d'autres sismographes) et de surveiller les failles menaçantes.

3.2. LES ENJEUX

Ils sont de trois ordres : humains, économiques et environnementaux.

3.2.1. Atteintes aux personnes

Le séisme est le risque naturel majeur le plus meurtrier (chutes d'objets, effondrements de bâtiments, mouvements de terrain, raz-de-marée...) ; personnes blessées, sans abri, déplacées.

3.2.2. Atteintes aux biens

Destructions, détériorations et dommages aux habitations, aux ouvrages (ponts, routes...), aux usines... rupture des conduites d'eau, de gaz et d'électricité pouvant provoquer incendies, explosions, électrocutions.

3.2.3. Atteintes à l'environnement

Failles, dénivellations, désagrégation des sols, avec parfois changement total de paysage (vallées barrées et transformées en lacs, rivières déviées...).

4. Prévention - protection

La prévention des risques et la protection des populations nécessitent que soient prises des mesures collectives et individuelles.

4.1. LA SOCIÉTÉ FACE AU RISQUE

4.1.1. La prédiction à long terme (plusieurs dizaines d'années)

L'analyse de la sismicité historique (récurrence des séismes), de la sismicité instrumentale et l'identification des failles actives, permettent de définir l'aléa sismique d'une région ; le segment de faille dont la dernière rupture est la plus ancienne doit être considéré comme le plus menaçant : on parle de lacune sismique, site potentiel pour un futur séisme.

4.1.2. La prédiction à moyen (1 mois, 1 année) et à court terme

Elle est axée sur la surveillance et l'observation des phénomènes précurseurs : variation anormale de la microsismicité locale ou régionale, déformation du sol, variation du niveau d'eau dans les puits, courants électromagnétiques souterrains (méthode V.A.N), réactions de fuite des animaux...

Malheureusement il n'existe pas actuellement de système fiable de prévision à court terme et les phénomènes précurseurs ne sont pas toujours présents (Mexico, Arménie...) ; des recherches mondiales sont entreprises pour mieux comprendre et prévoir le séisme.

4.1.3. La réglementation

Le zonage sismique de la France (revoir Fig. l) impose l'application de règles parasismiques pour les constructions neuves ; il doit être repris dans les documents d'urbanisme (PER, schémas directeurs, POS...). Les barrages, les établissements industriels et l'industrie nucléaire sont soumis à des règles spécifiques de construction parasismique, à effet rétroactif (elles s'appliquent aux ouvrages existants).

4.1.4. La construction parasismique

Elle permet de réduire considérablement les dommages en cas de séisme. Plusieurs aspects interviennent dans la réalisation d'un projet de construction parasismique : la nature du sol, la qualité des matériaux, la conception générale associant une rigidité du bâti (résistance) et une élasticité suffisante (déformabilité), l'assemblage des différents éléments composant le bâtiment (chaînages) et la qualité de l'exécution des travaux.

4.1.5. L'organisation des secours

Au delà de 24 heures, les chances de retrouver des survivants diminuent rapidement. C'est souligner la nécessité d'une intervention rapide : localisation de la région touchée (Réseau national de surveillance sismique), alerte et mobilisation des moyens (plan ORSEC), chaîne des secours (de la détection à la médicalisation)...

4.2. L'INDIVIDU FACE AU RISQUE

Les consignes générales sont applicables à l'exception du confinement. Les autres consignes particulières sont les suivantes :

AVANT	PENDANT	APRES
"Repérer" les points de coupure du gaz, eau, électricité. Fixer les appareils et les meubles lourds. Préparer un plan de regroupement familial.	Rester où l'on est : - à l'intérieur : se mettre près d'un mur, une colonne porteuse, ou sous des meubles solides ; s'éloigner des fenêtres ; - à l'extérieur : ne pas rester sous des fils électriques ou ce qui peut s'effondrer (ponts, corniches, toitures... ) ; - en voiture : s'arrêter et ne pas descendre avant la fin des secousses. Se protéger la tête avec les bras. Ne pas allumer de flamme.	Après la première secousse, se méfier des répliques : il peut y avoir d'autres secousses. Ne pas prendre les ascenseurs pour quitter un immeuble. Vérifier l'eau, l'électricité : en cas de fuite, ouvrir les fenêtres et les portes, se sauver et prévenir les autorités. S'éloigner des zones côtières, même longtemps après la fin des secousses, en raison d'éventuels raz-de-marée.

LIENS