SÉISMES ET SISMOLOGIE Le génie parasismique
Sismicité et mouvements du sol
Caractériser l'aléa sismique requiert des connaissances sur la taille et la localisation des tremblements de terre qui peuvent se produire. Cependant, ce qui contrôle la réponse et la conception d'un ouvrage ce n'est pas tant le séisme que son impact sur un site donné, c'est-à-dire le mouvement du sol qu'il génère et contre lequel on doit se protéger. Pour un événement sismique historique, ces informations peuvent être évaluées sur la base des observations et des témoignages disponibles. Le génie parasismique a ainsi émergé à la suite de grands tremblements de terre qui ont provoqué d'importantes pertes humaines : ceux de San Francisco en 1906 et de Messine en 1908 ont amené les responsables scientifiques et politiques à réfléchir à la façon d'évaluer l'aléa sismique pour prendre les mesures nécessaires à la réduction des dommages en adaptant les constructions. À l'époque, le manque d'enregistrements limitait la prédiction du mouvement du sol auquel on pouvait s'attendre. Cette lacune imposait de considérer un mouvement du sol forfaitaire (estimé arbitrairement, par exemple 0,2 g, soit 20 p. 100 de l'accélération due à la pesanteur) et de ne considérer que les zones qui avaient déjà subi des tremblements de terre. Selon ce principe, depuis réfuté, les séismes majeurs ne se produisent que là où ils se sont déjà produits, assurant ainsi la qualité de l'évaluation aux seules zones déjà touchées. Or le génie parasismique s'intéresse aux effets de séismes futurs. Il doit fournir une estimation crédible (donc scientifique) du niveau d'aléa possible. Notre méconnaissance des caractéristiques des sources sismiques probables (taille et localisation) doit s'exprimer tout en respectant et en intégrant les incertitudes attachées au processus physique : c'est le rôle du zonage sismique. Celui-ci s'appuie sur le principe de l'évaluation probabiliste de l'aléa sismique, qui consiste à évaluer la possibilité (ou probabilité) d'observer un mouvement sismique de référence sur une période donnée et contre lequel on doit se protéger. Cette approche, largement utilisée dans le monde, suit trois étapes : la reconnaissance des zones capables de générer des séismes, puis la définition d'un modèle de sismicité afin d'estimer les taux annuels d'occurrence des magnitudes possibles et, enfin, l'établissement d'un modèle de prédiction du mouvement du sol produit par ces séismes.
Identifier les zones potentiellement capables de générer un séisme
Selon la connaissance de la tectonique active de la région concernée, les zones où peuvent se produire des séismes sont repérées le long des failles reconnues comme étant actives. Certaines zones sources sont très actives, comme en Californie ou en Turquie où les failles décrochantes majeures (San Andreas dans le premier cas, Nord Anatolienne dans le second) produisent de nombreux séismes. Elles sont alors étroites et bien identifiées en surface et en profondeur. Dans le cas d'un pays à sismicité modérée tel que la France, où la sismicité est diffuse et les failles mal connues, il convient de considérer des zones couvrant des régions vastes mais homogènes d'un point de vue tectonique, appelées zones sources – on procède de la même façon en zone de subduction ou en zone de collision continentale. Les données et les interprétations utilisées pour définir leurs limites utilisent la sismicité passée (de la paléosismicité révélée par des marqueurs sédimentaires très anciens, à la sismicité historique définie par les intensités macrosismiques), la géologie crustale, les déformations tectoniques (extension ou compression par exemple), la géologie locale, des mesures de déformations ou de contraintes crustales, l'analyse de la sismicité[...]
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Écrit par
- Philippe GUÉGUEN : docteur en géophysique, Institut des sciences de la Terre, Grenoble
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