Les risques sismiques

Origine

Les séismes résultent de la rupture de roches résistantes provoquée par le brusque glissement de deux compartiments terrestres le long d'un plan de faille. Ils sont pour la plupart causés par les mouvements des plaques lithosphériques qui se déplacent les unes par rapport aux autres à la surface du globe. Quand celles-ci s'affrontent le long de leurs marges, les roches impliquées dans le mouvement, au voisinage de la zone de friction, se déforment progressivement de façon élastique jusqu'au point de rupture. Le séisme se produit lorsque les roches déformées se cassent, libérant de manière quasi instantanée l'énergie emmagasinée sous la contrainte.

Localisation des séismes

Ainsi, même si certains tremblements de terre dévastateurs peuvent se produire à l'intérieur des plaques, loin de leurs marges, plus de 95% de l'énergie sismique libérée à la surface de la Terre l'est aux limites de plaques : à l'axe des dorsales médio-océaniques, dans les failles transformantes, dans les zones de subduction ou dans les zones de collision continentale.

Les zones du monde où les populations sont le plus exposées sont :

  • le domaine de convergence Afrique-Eurasie-Inde, correspondant à la fermeture de l'ancienne Thétys et englobant le pourtour de la Méditerranée, la région Iran-Pakistan-Afghanistan, l'Asie Centrale, le nord de l'Inde et la Chine,
  • les domaines de subduction circum-Pacifique englobant l'Amérique du Nord-Ouest, l'Amérique Centrale et l'Amérique du Sud à l'est, et le Japon, Taïwan, les Philippines, l'Indonésie et la Papouasie à l'ouest,
  • les arcs volcaniques tels que les Antilles et les Caraïbes,
  • les domaines émergés de coulissage entre plaques, tels que la Californie par exemple.

La plupart de ces zones (à l’exception notable des zones de collision Himalayenne et Alpine) sont en domaine côtier, d’où la nécessité de conduire des actions en mer.

Nature des failles

Lorsque les frontières de plaques sont matérialisées par des failles bien définies (c'est le cas par exemple de la faille de San Andreas en Californie), les séismes s'y produisent de façon récurrente, avec des constantes de temps de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines d'années, correspondant au temps qu'il faut pour accumuler les contraintes jusqu'au point de rupture.

En revanche, lorsque les limites de plaques sont moins nettes (par exemple quand deux continents entrent en collision), la déformation du sol se produit sur des bandes de plusieurs centaines de kilomètres. La sismicité est alors diffuse et complexe à étudier. Elle se répartit non pas sur quelques failles majeures, mais sur plusieurs centaines de failles modestes, et est caractérisée par des constantes de temps de l'ordre du millénaire ou davantage. C'est le cas du Bassin Méditerranéen, qui nous intéresse tout particulièrement.

Prévention

A défaut de prévoir la date et le lieu des séismes, on peut au moins agir pour en limiter les dégâts. C'est le rôle de la prévention contre le risque sismique. Cela passe par :

  • une bonne évaluation de l'aléa sismique,
  • des constructions adaptées assorties à des plans d'urbanisme répondant à des règles para-sismiques,
  • le renforcement du bâti ancien,
  • la mise en place de plans d'urgence efficaces.

Les 3 derniers points sont d'ordre politique, juridique et technique. Le premier est par contre d'ordre scientifique, et il est capital : il conditionne toutes les autres mesures à prendre.

Rôle des organismes de recherche

Evaluer l'aléa sismique consiste à déterminer la probabilité d'occurrence et les caractéristiques d'un séisme dépassant un certain niveau en un endroit donné. Ce travail comporte deux étapes. La première, dite de sismo-tectonique, passe par l'interprétation de la sismicité historique (laquelle permet de retrouver la localisation et les magnitudes des séismes anciens), l'analyse de la sismicité instrumentale et l'identification des failles actives sur le terrain. La deuxième étape, dite de microzonage sismique, consiste à estimer les caractéristiques du mouvement du sol en un site donné, compte tenu de la magnitude et de la distance du séisme attendu.

Dans les zones de collision continentale, où la sismicité est diffuse et répartie sur un grand nombre de failles avec des constantes de temps de l'ordre de plusieurs milliers d'années, les failles actives sont encore très mal connues. En France et dans les régions frontalières, par exemple, les failles qui ont joué lors des séismes de Bâle (1356), de Catalogne (1428) ou de Lambesc (1909) n'ont pas été trouvées. Ceci implique notamment que la sismicité instrumentale ne suffit pas à évaluer l'aléa sismique. Les études de sismicité doivent être complétées par des études géologiques sur le terrain pour cartographier les failles.

Des études en mer

Dans les zones côtières (par exemple sur le pourtour méditerranéen) ou pour les ouvrages en mer (tels que des plate-formes pétrolières), les programmes terrestres d'évaluation de l'aléa sismique doivent être complétés par des programmes marins, avec des actions intégrées comprenant nécessairement :

  • des études fines de sismique, de bathymétrie et d'imagerie haute résolution. Il s'agit d'une étape indispensable, la seule qui puisse permettre de détecter les failles actives. C'est également le moyen de déterminer les caractéristiques de la géologie superficielle,
  • des études de micro-sismicité instrumentale, visant à améliorer la résolution des réseaux terrestres existants,
  • des études locales de modélisation (micro-zonage sismique) visant à déterminer l'effet de la géologie superficielle au voisinage du site étudié.

Le séisme algérien de Boumerdès (21/05/2003) de magnitude 6,8 a provoqué plus de 2000 morts. Son foyer se situait en mer, au large d'Alger. Ceci montre la nécessité de conduire des études en mer pour identifier les failles actives et évaluer l'aléa sismique.

Des campagnes scientifiques françaises devraient avoir lieu en 2005-2006 pour étudier le contexte géotechnique et géologique de ces glissements de terrain, ce qui devrait faire de l'Algérie un des chantiers prioritaires des prochaines années. L'Ifremer y est associé.

En conclusion
La surveillance sismique sous-marine opérationnelle - permanente et en temps réel - ne se pratique qu'au Japon. Les investissements y sont colossaux, à la hauteur des risques encourus (le séisme de Kobé en 1995 fit 5000 morts et 100 milliards d'euros de dégâts).
En France métropolitaine, le risque sismique est faible. Mais la concentration urbaine, notamment en Provence-Alpes-Côtes d'Azur, aggrave les risques. Et la probabilité d'un important séisme touchant la Guadeloupe ou la Martinique n'est pas nulle. Une simulation du séisme du 8 février 1843 qui fit environ 3000 morts en Guadeloupe, aurait conduit en 1972 à 100 000 morts. Combien en 2004 ?
Peut-on prévoir les séismes ? S'il s'agit de déterminer la date et le lieu précis du prochain séisme, la réponse est négative dans l'état actuel des connaissances. En revanche, la prévision à moyen terme permet d'estimer la probabilité d'occurrence des séismes en un endroit donné. Bien que modeste, cette démarche est importante car elle constitue un préalable à toute politique de prévention contre les risques sismiques.