Les séismes
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Risque sismique : risque naturel majeur

Le phénomène « séisme » fait partie des risques naturels majeurs, tout comme les avalanches, les feux de forêt, les inondations, les cyclones, les tempêtes, les éruptions volcaniques et les glissements de terrain.
Haroun Tazieff donne, du risque majeur, la définition suivante : « […] c’est la menace sur l’homme et son environnement direct, sur ses installations, la menace dont la gravité est telle, que la société se trouve absolument dépassée par l’immensité du désastre ».
Pour tout risque majeur, la connaissance sur l’origine et le déroulement des phénomènes aboutit à des recherches sur la prévision des séismes, permettant de développer la prévention contre ce type de catastrophes, c'est-à-dire d’en réduire le risque.
Prévision des séismes
La connaissance des zones à risques et des mécanismes sismiques permet de mettre au point des techniques de prévision des tremblements de terre.

Aléa et enjeux : vulnérabilité
L’aléa sismique se définit comme la potentialité pour une région de subir une secousse sismique de caractéristiques données. Une fois connu, l’aléa est cartographié.
À l’échelle de la planète, les séismes tectoniques et volcaniques sont cartographiés au niveau des failles des zones de contact de plaques et, pour certains, au sein des plaques continentales (volcanisme intraplaque).
La connaissance de l’aléa sismique nécessite de comprendre la magnitude, l’intensité, l’hypocentre non seulement des séismes récents mais aussi des séismes anciens, ainsi que leurs fréquences.
En France, 5 000 séismes ont été enregistrés depuis dix siècles. La France métropolitaine se trouve dans une zone de sismicité modérée, les Dom (Départements d’outre-mer) se situent dans une zone de forte sismicité.
En 1843, le plus grand séisme depuis trois siècles a ravagé les îles de Guadeloupe et Antigua ; sa magnitude était de 7,5 à 8. Il s’agissait d’un séisme de subduction dû au contact de la plaque Caraïbe avec la plaque Atlantique (la plaque s’est rompue sur 100 à 200 kilomètres et la faille a glissé sur cinq mètres). En métropole, le plus fort séisme enregistré depuis 1900 est celui de Rognes, en Provence. Il a eu lieu le 11 juin 1902 et a atteint une magnitude de 6,2.
Carte de la répartition des épicentres des séismes et magnitudes en France métropolitaine.
© ReNaSS
Pour en savoir plus
http://renass.u-strasbg.fr/
Rubrique Sismicité.
La carte de sismicité (Source données RéNaSS + LDG de 1980 à2004).

Répartition des épicentres des séismes et magnitudes dans les Dom.
http://www.sisfrance.net/Antilles/

Observatoire volcanologique de la Martinique.
http://volcano.ipgp.jussieu.fr/martinique/stationmar.html

Bureau régional géologique et minier.
Banque de données sur la sismicité historique de la France (BRGM, EDF,IRSN/Sis France 2005).
http://www.sisfrance.net/

Il faut tenir compte, dans le risque sismique, des caractéristiques géologiques du site sur lequel sont implantées les constructions : c’est l’effet de site.
À Mexico, l’ancien lac salé sur lequel la ville est construite a servi de résonateur en amplifiant les vibrations lors du séisme de 1969.
Les reliefs peuvent également amplifier les vibrations sismiques : en Provence, en 1909, les immeubles situés au sommet des hauteurs étaient plus endommagés que les autres.
À Kobe, au Japon, lors du séisme de 1995, la liquéfaction des matériaux sableux des îles artificielles construites dans le port a été responsable de la destruction des installations portuaires. Dans un milieu granulaire, peu consolidé, la pression de l’eau réduit la capacité des grains à s’accrocher les uns aux autres, ils roulent lors du passage des ondes de surface et le milieu se comporte mécaniquement comme un liquide. C’est le cas des plaines alluviales, des remplissages de vallées par des conglomérats formés de sédiments riches en eau (Grenoble).
Les enjeux se définissent comme étant l’ensemble des personnes, des biens, des activités, des points sensibles, des éléments du patrimoine pouvant être affectés par un phénomène naturel.
On établit une carte des enjeux pour le risque sismique, qui répertorie la densité de la population et la localisation des points sensibles particuliers : château d’eau, transformateur, école, usine, etc.
En superposant la carte de l’aléa et celle des enjeux, on obtient la vulnérabilité vis-à-vis du risque sismique. Par exemple, il se peut que, dans un désert chaud, l’aléa sismique soit fort mais s’il n’y a ni pétrole ni habitation, les enjeux sont faibles, la vulnérabilité vis-à-vis du risque sismique est faible.
De même, si un aléa sismique modéré existe dans une zone d’urbanisme précaire, à forte densité de population, les enjeux étant importants, le risque sismique sera fort.
Techniques de prévision des séismes
Là où la Terre a tremblé, elle retremblera…
À plus ou moins long terme, la connaissance du risque sismique permet d’évaluer la fréquence de retour des événements majeurs, c’est l’étude de la récurrence sismique.
Le séisme de novembre 1999 de magnitude 7,5 au Vanuatu (archipel de la Mélanésie dans le sud-ouest de l’océan Pacifique) a provoqué la surrection de 1,50 mètre d’une partie de l’île, sur dix kilomètres de long. Les méthodes de datation des récifs coralliaires donnant l’âge des anciennes terrasses ont permis d’évaluer des récurrences minimales à 300 à 400 ans pour des séismes majeurs induisant des surrections de l’ordre du mètre.
On a mis au point des techniques de paléosismicité en Californie, en Turquie, au Liban et dans de nombreux pays.
Le creusement de tranchées, transversalement aux failles, permet de mettre en évidence des séquences de dix à vingt séismes anciens, ce qui éclaire le fonctionnement de la faille. Les séismes anciens peuvent être datés au carbone 14 ; cette datation facilite l’étude de la récurrence sismique. (Voir : Repères ; quelques exemples : Arménie.)

La surveillance des failles par satellite est de plus en plus développée et va jouer un rôle important dans le domaine de la prévision des séismes. De nouvelles failles actives sont découvertes, donc de nouvelles zones à risque sismique sont mises en évidence.
En 2000, une faille active sous-marine avait été détectée lors de la campagne Aguadomar (IPGP et Ifremer). Le séisme du 21 novembre 2004, de magnitude 6,3, entre la Guadeloupe et la Dominique s’explique par le jeu de cette faille sous-marine active sur quinze à vingt kilomètres.
Certaines zones sismiques n’ont pas bougé depuis un grand nombre d’années (gaps ou lacune de sismicité) ; de ce fait, le risque devient de plus en plus important car l’énergie s’accumule.
Au sud de San Francisco, la faille de San Andreas coulisse de manière continue de quelques millimètres par an. Au nord, le mouvement est bloqué depuis 1906 ; le prochain séisme au nord libérera un grande quantité d’énergie.
Peu de temps avant une secousse, des indices se manifestent qui peuvent être enregistrés :
– diminution de la résistivité des roches ;
– variation du champ magnétique local, lueurs étranges dans le ciel, parasites radioélectriques ;
– augmentation de la circulation des eaux souterraines et augmentation de la radioactivité due au radon qu’elles transportent (la quantité de radon augmente dans les zones de contraintes) ;
– variation du niveau des puits et des sources ;
– activité microsismique un peu plus importante que les vibrations habituelles (bruit de fond) ;
– légères déformations de la surface du sol, mesurées par des inclinomètres ;
– inquiétude des animaux peu avant la secousse.
Les Chinois ont développé un réseau d’observation du comportement animal dans le but de prévoir les séismes. Mais les spécialistes sont très réservés, cette méthode ne semblant pas efficace.
La méthode de prévision des séismes VAN (du nom des trois géophysiciens grecs qui l’ont mise au point en 1984 : Panayotis Varotsos, Kessar Alexopoulos et Kostas Nomicos) repose sur la mesure des impulsions électriques qui se propagent dans le sol.
Les auteurs de cette méthode avancent l’hypothèse que « chaque séisme de magnitude supérieure à 3,5 serait précédé d’un signal électrosismique, et que tout signal électrosismique serait suivi par un tremblement de terre dont magnitude et épicentre peuvent être prévus avec précision ».
Lors du séisme de Corinthe du 23 février 1981, ils ont testé leur méthode sur les répliques. Des électrodes de cuivre enfoncées dans le sol à un mètre de profondeur permettaient de capter les impulsions électriques à chaque secousse. Ils ont constaté que l’impulsion électrique précède toujours la secousse.
En laboratoire, des expériences ont montré que des blocs de granite soumis à des pressions proches de l’éclatement émettent un bruit radioélectrique important. Des roches ne contenant pas de quartz ne montrent pas ce phénomène. L’effet piezo électrique semble jouer un rôle essentiel.
En 1981, en Grèce, vingt et un des vingt-trois séismes de magnitude supérieure à 5 ont été prévus avec précision grâce à la méthode VAN.
En 1986, des prévisions erronées pour des séismes sur l’île de Chios ont donné lieu à un nouvel étalonnage pour cette portion de territoire. Les prévisions suivantes ont été exactes. En revanche, le séisme du 13 septembre 1986 à Kalamata, de forte magnitude, n’a pas été prévu alors qu’il y avait quatre stations réceptrices.
La méthode VAN est donc encore très imparfaite et ne semble être utilisable que dans les zones de séismes superficiels.
Actuellement, il n’existe pas de méthode fiable de prévision des séismes.

Prévention contre les séismes
Prévention contre les séismes au Japon et en Indonésie
Au vu des séismes d’Indonésie du 26 décembre 2004 et des séismes japonais à Okushiri en 1993 et Kobe en 1995, on constate que les systèmes de prévention sont très différents selon les pays.
L’information et l’éducation de la population, les réglementations en matière de constructions parasismiques des bâtiments publics et privés, la mise au point d’un système d’alerte, l’organisation des secours sont actuellement mis en place uniquement dans les pays riches aux technologies avancées.
La conférence de Kobe sur la prévention des désastres naturels, qui s’est tenue le 20 janvier 2005, a mis en évidence que, bien qu’un désastre ait une localisation géographique précise, un séisme, par ses différents effets, a un effet global.
Le 12 juillet 1993, à 22 h 17, l’île japonaise d’Okushiri a été victime d’un séisme de magnitude 7,8. Cinq minutes après les secousses sismiques, un tsunami s’est produit, il fut suivi d’un incendie gigantesque dans les régions non inondées.
Pour « bloquer » les vagues d’un futur tsunami, les Japonais ont construit depuis, sur la côte est de l’île, une muraille de béton de cinq à douze mètres de hauteur sur quatorze kilomètres de long (l’île s’étend sur vingt-sept kilomètres). Ce mur a soulevé beaucoup de polémiques, alimentées à la fois par les pêcheurs qui craignaient une modification du biotope et par les professions liées au tourisme qui craignaient une disparition des vacanciers provoquée par la modification du panorama. Mais les habitants de l’île n’avaient qu’une alternative, ils devaient accepter le mur ou vivre uniquement sur les hauteurs.
Le mur a été construit et vingt-deux escaliers et voies de secours dotés d’un éclairage nocturne photovoltaïque ont été édifiés. Un système d’alerte a été installé dans tous les bâtiments publics et dans toutes les maisons. Il se déclenche automatiquement lors de séismes de magnitude supérieure à 4. Chaque habitation possède un manuel indiquant que faire et où aller et un appareil permettant de recevoir les informations diffusées par la mairie et les pompiers. Chaque habitant peut donc réagir très vite en cas de séisme. Les pêcheurs disposent d’appareils portables étanches.
Un chauffeur de taxi raconte : « Nous savons maintenant qu’il faut quitter immédiatement sa voiture. En 1993, des embouteillages s’étaient formés parce que les conducteurs disciplinés hésitaient à emprunter la file allant en sens inverse. Leurs voitures immobilisées ont été emportées et leurs occupants noyés. »
Les travaux de reconstruction et de prévention ont duré trois ans et ont coûté 120 milliards de yens (900 millions d’euros), assurés par la commune, le département et l’État. Douze ans plus tard, on constate que la pêche n’a pas été modifiée, et que les touristes sont revenus sur l’île.
Mais ce mur assurera-t-il une protection vraiment efficace contre les vagues géantes ?
Le 26 décembre 2004, au Sri Lanka, à Galle, les murailles de cinq mètres de hauteur de la forteresse construite par les Hollandais au XVIIIe siècle ont atténué la force des vagues. Des tétrapodes en béton, disposés en muraille et dépassant de trois mètres le niveau de la mer, ont également amorti les effets du tsunami à Male, la capitale des Maldives ; ces travaux avaient été financés par les Japonais.
Rappelons que le séisme du 26 décembre 2004, de magnitude 9 est le responsable de la mort (ou de la disparition) de 350 000 personnes.
L’éducation de la population japonaise permet aux habitants de réagir vite face à la catastrophe.
Sur cet exemple, Kerry Sieh, professeur au California Institute of Technology, avait commencé à travailler avec les habitants du centre et du sud de Sumatra.
Des études de paléosismicité sur les récifs coralliens ont pu être menées, on a évalué à 250 ans, le retour d’une grande catastrophe par rapport au séisme de 1833, de magnitude 9 et à celui de 1861, de magnitude 8,5.
Bien que très peu précise, cette évaluation a permis aux habitants de prendre conscience des dangers encourus et de la nécessité de s’informer sur la conduite à tenir face au risque.
Mais au nord de l’île, à Banda Aceh, sur l’île de Simeulue et au Sri Lanka, le travail avec les habitants et les recherches sont impossibles depuis vingt ans à cause des guerres civiles et de la guérilla.
Les riverains de l’océan Indien ont été prévenus quarante-cinq minutes après le début du séisme.
Les nombreuses répliques qui ont eu lieu en mars 2005 montrent que les systèmes d’alerte sont toujours à l’étude.
La conférence de Kobe du 20 janvier 2005 a montré, que la prévention à l’échelle mondiale doit être développée. Michel Jarreau, secrétaire général de l’Organisation météorologique mondiale a déclaré : « Il ne faut pas penser à l’assistance, à la prévention des risques en termes de coût mais d’investissement sur lequel il y a un retour. Un euro dépensé en prévention signifie sept ou huit euros épargnés en assistance d’urgence, le coût est dérisoire par rapport aux bénéfices ».
Prévention contre les séismes en France
Quand on demande à des élèves picards de CM1 (Cours moyen première année) de dessiner ce que représente pour eux un séisme, ils le font à l’échelle de la planète mais jamais à l’échelle de la France métropolitaine.
Représentations d’un séisme par des élèves de CM1.
Voir
En complément, des élèves de collèges et de lycées enregistrent dans leurs établissements l’activité sismique régionale voire mondiale.
Voir : http://www.edusismo.org

La France est une zone de sismicité modérée. Un zonage physique du pays (métropole et Dom) a été élaboré d’après l’étude de 7 600 séismes relatés par les chroniques historiques ou mesurés.
On distingue les zones suivantes :
– zone 0 : sismicité négligeable mais non nulle, zone dans laquelle il n’y a pas de prescription parasismique particulière ;
– zone I a : sismicité très faible, zone où aucune secousse d’intensité supérieure à VIII n’a été observée historiquement et où les déformations tectoniques récentes sont de faible ampleur ;
– zone I b : sismicité faible, zone où la période de retour d’une secousse d’une intensité VIII est supérieure à 250 ans et/ou bien où la période de retour d’un séisme d’intensité VII dépasse soixante-quinze ans ;
– zone II : sismicité moyenne, zone où, soit une secousse supérieure à VIII a été observée historiquement, soit les périodes de retour d’une secousse d’intensité supérieure ou égale à VIII et d’une secousse d’intensité supérieure ou égale à VII sont respectivement inférieure à 250 ans et soixante-quinze ans ;
– zone III : sismicité forte, séismes de frontières de plaques de Guadeloupe et Martinique.
En métropole, trente-sept départements sont classés, en tout ou partie, en zones Ia, Ib ou II.
Huit d’entre eux sont concernés dans leur intégralité : Alpes-de-Haute-Provence, Alpes-Maritimes, Pyrénées-Orientales, Haut-Rhin, Savoie, Haute-Savoie, Vaucluse et Territoire de Belfort.
http://www.prim.net/citoyen/definition_risque_majeur/introsismique.htm

Ce zonage sismique impose l’application de règles parasismiques pour les constructions neuves. L’objectif principal de la réglementation parasismique est de sauvegarder un maximum de vies humaines.
La réglementation française est basée sur le décret du 14 mai 1991: ouvrages exceptionnels : risque spécial (barrages, usines chimiques, centrales nucléaires) ; ouvrages et bâtiments courants : risque normal (classés en catégorie A, B, C ou D suivant leur utilité et leur hauteur).
Depuis le 1er août 1993, ces règles sont applicables dans le cas général et depuis le 1er août 1994, elles sont également applicables aux maisons individuelles : la forme des bâtiments doit être aussi simple, symétrique et régulière que possible pour éviter les contraintes dues à la torsion ; on fractionne les bâtiments à forme complexe par des joints parasismiques (plus de 4 cm) afin d’éviter des collisions entre blocs voisins. La période propre de vibration du bâtiment doit être différente de celle du sol, donc on construira une structure souple sur un sol dur et une structure rigide sur un sol mou. Les bâtiments en forme de L entraînent une concentration de contraintes locales dans les angles qui sont dangereuses ; le système porteur du bâtiment peut être, des structures métalliques, une ossature en bois ou en béton armé.
Les maçonneries non chaînées ou non armées sont à proscrire. L’assemblage qui fait le plus de victimes est l’ossature poteaux et poutres en béton armé avec un remplissage en maçonnerie de briques ou de parpaings.
Pour en savoir plus
Association française de génie parasismique.
http://www.afps-seisme.org/FR/

Les plans de prévention des risques (PPR) ont été institués par la loi de renforcement de la protection de l’environnement du 2 février 1995. Ces plans concernent les mouvements de terrain, les inondations, les avalanches, les incendies de forêt, les séismes et les volcans (ces deux derniers concernent les Dom). On envisage l’évaluation des enjeux par les élus locaux mettant en évidence les spécificités sociales, économiques, patrimoniales du secteur concerné.
Une enquête publique est réalisée et, après avis des conseils municipaux et approbation par arrêté préfectoral, le dossier est publié et mis à la disposition du public dans chaque mairie et préfecture.
Dans le domaine scolaire, chaque établissement doit définir un plan de prévention et de mise en sûreté (PPMS) face à l’accident majeur dans l’attente des secours. Un document national et une série de fiches destinées à la mise en place du PPMS ont été publiés dans le Bulletin officiel de l’Éducation nationale hors série, n° 3 du 30 mai 2002 (circulaire n° 2002-119 du 29 mai 2002).
http://www.education.gouv.fr/bo/2002/hs3/default.htm
Pour en savoir plus
Le risque sismique
http://www.prim.net/citoyen/definition_risque_majeur/21_7_risq_sismique.html
Les consignes générales de sécurité
En cas de risque sismique, les consignes générales de sécurité sont à appliquer, sauf la consigne de confinement.
http://www.prim.net/citoyen/moi_face_au_risque/consignes/sismique.html




© CNDP - CRDP de l’académie d’Amiens – « Thém@doc » – Les séismes, 2006.
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