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En Suisse, c’est le Valais qui est le plus fréquemment le siège de séismes. La région présente donc l’aléa sismique le plus élevé de Suisse, même si le plus gros tremblement de terre historiquement connu s’est produit à Bâle (Bâle 1356).
Dans le Valais et son environnement immédiat, le SED a enregistré en moyenne au cours des 10 dernières années environ 270 tremblements de terre par an, dont seulement deux ou trois sont ressentis chaque année par la population. En moyenne statistique, il se produit pratiquement une fois par siècle dans le Valais un tremblement de terre avec une magnitude de 6 environ. Cela correspond à une probabilité d’environ 1 % par an pour un séisme de ce type.
Comme le confirme un regard dans le passé, il s’est produit au cours des 500 dernières années pratiquement chaque siècle un séisme ayant entraîné des dommages. Le dernier de ce type a secoué en janvier 1946 les environs de Sion, avec quatre victimes, et a créé des dommages à hauteur de plusieurs millions. Aujourd’hui, les dommages d’un tremblement de terre de cette magnitude seraient bien plus importants en raison de la grande densité de population et des infrastructures vulnérables.
Au cours des quarante années écoulées, 62 tremblements de terre d’une magnitude supérieure ou égale à 3 se sont produits dans le Valais et à proximité immédiate. Tous ont été ressentis par la population locale. Six d’entre eux ont dépassé une magnitude de 4 et ont été ressentis sur une zone plus large. Le séisme le plus important pendant cette période est celui de Vallorcine, à la frontière française entre Martigny et Chamonix. Il s’est produit le 8 septembre 2005 et a atteint une magnitude de 4.9 sur l’échelle de Richter, ainsi qu’une intensité à l’épicentre de V. Cette valeur signifie qu’il a provoqué des dommages de type fissures en maçonnerie sur plusieurs bâtiments, ainsi que quelques chutes de pierre et glissements de terrain le long des talus routiers. Dans la même zone d’épicentre, des petits séismes qui n’ont pas été ressentis s’étaient produits au cours des années précédentes. Une longue série de plusieurs centaines de répliques a suivi le tremblement de terre principal de Vallorcine ; en 2014 on y a encore enregistré un séisme de magnitude 3.2.
|Magnitude
|Nombre
|ML ≥ 2.0
|989
|ML ≥ 2.5
|286
|ML ≥ 3.0
|90
|ML ≥ 4.0
|20
|Date
|Magnitude
|Localité
|05.03.1977
|4.1
|Iffigenalp
|30.09.1989
|4.1
|Wildhorn
|14.02.1990
|4.2
|Bonneveaux
|14.06.1993
|4.2
|Domodossola
|31.03.1996
|4.2
|Valpelline
|08.09.2005
|4.9
|Vallorcine
|24.10.2016
|4.1
|Salgesch (VS)
|01.07.2017
|4.3
|CHATEAU-D'OEX (VD)
|28.05.2019
|4.2
|Novel (F)
|01.07.2021
|4.0
|Furkapass/Rhonegletscher (VS/BE)
|05.10.2021
|4.1
|Arolla (VS)
Bien que dès le début du xxe siècle, les premiers sismographes aient été mis en service en Suisse, ce n’est que depuis 1975 qu’un réseau d’observation sismique national unifié existe. Il a été densifié en permanence et adapté aux progrès technologiques. Sa sensibilité a été notoirement améliorée avec le temps, de même que sa précision de localisation.
La répartition des épicentres des séismes enregistrés par des instruments entre 1975 et 2014 dans le Valais et les environs est assez variable (voir Carte des épicentres 1975 - 2014) : alors que les foyers sismiques au sud de la vallée du Rhône sont plutôt répartis de manière diffuse, avec quelques accumulations ponctuelles, au nord de celle-ci l’activité sismique se concentre le long d’une zone orientée ouest-sud-ouest à est-nord-est, plus ou moins parallèle à la vallée. En outre, une accumulation remarquable de tremblement de terre a été observée en direction de Chamonix à la frontière française (Vallorcine), ainsi qu’à l’est de Zermatt (Cima di Jazzi). Il est important de noter que la vallée du Rhône elle-même ne présente pratiquement pas de foyers sismiques, alors qu’elle correspond à une zone de perturbation séparant deux unités tectoniques régionales, et qu’elle a dû être sismiquement active dans le passé géologique.
Les relations historiques sont les seules informations qui nous renseignent sur les tremblements de terre autrefois. La force de ces séismes peut être reconstruite à partir des dommages documentés, et chiffrés sous forme d’intensités. Bien qu’il soit possible en principe d’estimer une magnitude à partir des intensités observées, elle reste entachée d’une grande incertitude.
Dans le Valais et ses environs, on connaît depuis la fin du xvie siècle trente séismes d’intensités comprises entre VI et VIII. Tous ces séismes ont entraîné des dommages légers ou plus lourds sur les bâtiments, et parfois des blessés ou des morts. Parmi ces trente séismes, huit font partie de la série de séismes de 1855 au sud de Visp et cinq de la série de 1946 au nord de Sierre. Les relations historiques signalent au total neuf séismes d’intensités supérieures à VIII en Suisse ; cinq d’entre eux se sont produits dans le Valais.
Liste des séismes connus d’intensité = VIII dans le Valais et aux alentours:
|Date
|Intensité
|Localité
|??.04.1524
|VII
|Ardon
|11.03.1584
|VIII
|Aigle
|09.12.1755
|VIII
|Brig / Naters
|25.07.1855
|VIII
|Stalden / Visp
|25.01.1946
|VIII
|Sierre / Ayant
Au cours des dernières 500 années, un séisme ayant provoqué des dommages importants sur les bâtiments s’est produit en moyenne une fois par siècle. Plus on remonte loin dans le temps, plus les informations sont incomplètes. On suppose cependant que des séismes se sont produits dans le Valais également avant 1500, avec un potentiel de gros dommages. Le dernier séisme ayant provoqué des dommages dans le Valais est celui du 23 mars 1960 près de Brig, dont l’intensité a atteint une intensité de VII. Depuis, le calme a été relatif, aucun tremblement de terre n’a dépassé une intensité de V.
Il a été possible de reconstruire précisément l’ampleur des dommages du séisme de Visp, le 25 juillet 1855, d’une magnitude estimée de 6.2, et ceci aussi bien pour l’extension géographique de la région touchée, que pour le périmètre des dommages au sein des localités directement concernées. Dans la vallée de Viège, le séisme a atteint une intensité maximale de VIII et a détruit une grande partie des localités de Viège, Stalden, Törbel, Grächen et Saint Nicolas. On a déploré des douzaines de blessés et un mort. Des centaines de rochers se sont décrochés, des versants entiers ont glissé et enseveli les routes, fait disparaître des sources existantes et apparaître de nouvelles. À Genève, Bâle, Zurich et Schaffhouse, les conséquences du séisme ont atteint une intensité VI, avec donc des dommages légers aux bâtiments. Le séisme a été ressenti jusqu’à Paris, Lyon, Gènes, Ingolstadt et Mayence. Une série de centaines de répliques perceptibles s’est prolongée au cours des années suivantes, dont huit séismes d’intensité entre VI et VIII qui ont provoqué de nouveaux dommages jusqu’à fin 1855.
Le séisme de Sierre le 25 janvier 1946 est le plus fort en Suisse au cours du xxe siècle. Quelques sismogrammes enregistrés à l’extérieur des frontières ont permis de calculer une magnitude de moment de 5.8, ce qui correspond à peu près à 6.1 sur l’échelle de Richter. Le séisme a tué trois personnes et entraîné de lourds dommages sur près de 3500 bâtiments à Sierre, Sion et environs. Dès la fin 1946, on avait déjà ressenti plus de 500 répliques, dont 4 d’intensité VI et VII. La réplique du 30 mai 1946 doit être mentionnée, car elle a provoqué un gigantesque éboulement sur le Rawilhorn, dont les traces sont encore visibles aujourd’hui dans le paysage. Dans la zone de l’épicentre du séisme de 1946, des tremblements de terre répétés avaient déjà été documentés, et il est possible que la concentration d’épicentres au nord de Sion et Sierre, encore visible aujourd’hui sur les cartes des évènements enregistrés, soit reliée au séisme de 1946.
Le montant des dommages causés par le séisme de 1946 correspond à une valeur actuelle d’environ 26 millions de CHF. En raison de la densité de construction, les conséquences d’un tremblement de terre de même force seraient aujourd’hui bien plus importantes. Contrairement à 1946, le fond de la vallée du Rhône est désormais densément peuplé, et siège d’importantes installations industrielles. De plus, le sous-sol est ici défavorable : dans les sédiments meubles du fond de vallée, l’amplitude des ondes sismiques est jusqu’à dix fois plus forte que sur un sol dur. Cela signifie que les secousses sont bien plus importantes que sur un sol rocheux, et peuvent entraîner des dommages sérieux aux bâtiments, voire leur effondrement. Comme de nombreux nouveaux ouvrages ne résisteraient probablement pas non plus à un fort séisme dans ces conditions, il faudrait s’attendre à ce que jusqu’à 7 000 bâtiments soient moyennement ou gravement endommagés. En outre, on pourrait compter jusqu’à 40 morts et jusqu’à 300 blessés, et jusqu’à 9 000 personnes sans abri. Les dommages aux bâtiments d’un tel scénario s’élèveraient à environ 2,5 milliards de CHF.
Souvent, les séismes se produisent dans le Valais sous la forme de séries d’évènements, qui correspondent à la concentration ponctuelle d’épicentres déjà mentionnée. La durée de telles séries peut être très variable : certaines sont terminées après quelques jours, d’autres, comme la série de Vallorcine, durent plusieurs années. Ce qui est caractéristique de telles séries, c’est une succession de séismes localement limités sur une période assez longue, sans qu’on puisse distinguer de prémisses, séisme principal et répliques. On parle alors d’un essaim de tremblements de terre. La plupart du temps, l’activité de l’essaim s’éteint après quelques semaines ou quelques mois, mais dans de rares occasions, les séismes sont de plus en plus forts et de plus en plus nombreux avec le temps. Lorsqu’on peut calculer la situation des foyers individuels de tels essaims avec une précision suffisante, on peut toujours définir une ou plusieurs surfaces qui correspondent à une ou plusieurs failles activées par le séisme. Deux exemples bien étudiés de tels essaims dans le Valais sont les séries de 2001 près de Martigny et de 2011 près de Sierre.
Entre le 8 janvier et le 24 octobre 2001, 27 évènements d’une magnitude comprise entre 1.1 et 3.6 ont été enregistrés à proximité de Martigny. Dix séismes se sont produits entre le 23 et le 28 février, dont deux de magnitude 3.6 et 3.5. La surface de faille activée par cette série de séismes, orientée sud-ouest/nord-est, est verticale et se situe à environ 6 km de profondeur, sur une longueur de presque 2 km.
Un essaim de 31 séismes a débuté le 8 janvier 2011 près de Sierre. Parmi ceux-ci, 16 se sont produits dans les cinq premières heures, dont deux d’une magnitude de 3.3 et 3.2. Neuf évènements supplémentaires se sont produits dans les deux semaines qui ont suivi, et les six restants au cours de l’année. Les différents foyers se trouvaient à 6 ou 7 km de profondeur, sur deux segments de faille verticaux orientés ouest-est, légèrement décalés l’un de l’autre, d’une surface totale d’environ 800 x 400 m.
Douze séismes de magnitudes estimées entre 3 et 4 se sont produits pendant l’hiver 1953/54 dans la région de la commune de Val d’Illiez, à l’ouest de Saint Maurice. En comparaison avec la moyenne annuelle d’un ou deux séismes avec une magnitude supérieure à 3 dans l’ensemble du Valais, cette série était exceptionnelle. Au cours de l’été précédent, le lac de retenue de Salanfe, situé à 7 kilomètres au sud-sud-est, a été rempli pour la première fois. Lors du même hiver, une nouvelle source thermale est apparue dans le hameau de Buchelieule : elle est toujours utilisée aujourd’hui pour des bains thermaux. Une liaison entre la mise en eau du barrage et l’apparition de cette source thermale dans la vallée adjacente est plausible en raison de la disposition des couches rocheuses.
L’augmentation de l’activité sismique en raison des lacs de retenue est un phénomène connu dans le monde entier, car leur mise en eau conduit toujours à une augmentation de la pression de l’eau dans le sol. La solidité de la roche est alors diminuée, et les contraintes déjà présentes peuvent se relâcher sous la forme de séismes. L’évolution des conditions de pression, ainsi que les ruptures provoquées par le séisme dans les roches ont très vraisemblablement ouvert de nouveaux chemins d’écoulement dans le sol, ce qui a conduit à l’apparition de cette nouvelle source.
Dans le réservoir de Salanfe, des débits importants se sont infiltrés dans le sol, et la cote maximale de remplissage n’a pas pu être atteinte pendant des années. Seules des mesures coûteuses pour rendre le bassin étanche ont permis d’atteindre une cote supérieure pendant l’été 1995. Pendant l’hiver suivant, une nouvelle augmentation notoire de l’activité sismique a été observée dans la région située entre le Lac de Salanfe et Val d’Illiez. Bien que cette fois-ci, aucun des séismes n’ait atteint la magnitude 3, le nombre de 30 séismes de magnitude supérieure à 1 en un semestre a été exceptionnel, en comparaison avec la moyenne annuelle d’environ 8 évènements. Le cas de Val d’Illiez/Lac de Salanfe est ainsi un exemple classique de séismes induits, déclenchés par des perturbations des conditions hydrauliques dans le sol à la suite d’interventions humaines.
Par principe, les séismes sont engendrés par la relaxation subite des contraintes dans la croûte terrestre. Ces contraintes apparaissent à la suite de mouvements continentaux de grande ampleur. Lorsqu’elles dépassent la solidité de la roche, une rupture se produit le long de zones de faiblesse existantes dans le sol, et elle engendre des ondes sismiques qui sont ressenties à la surface de la Terre. La sismologie moderne permet de tirer des conclusions sur les contraintes d’origine à partir des observations sismiques, et donc d’en déduire les variations régionales du champ de contraintes.
Dans le nord du Valais ainsi que dans la partie nord de l’avant-pays alpin, ces contraintes correspondent à celles que l’on attend et qui découlent de l’ouverture de l’Atlantique et de la collision entre l’Afrique et l’Europe, et qui sont également responsables de la surrection des Alpes. Par contre, dans le sud des Alpes valaisannes, les séismes traduisent généralement une extension : il résulte d’une superposition de contraintes, correspondant à la collision permanente entre l’Afrique et l’Europe, et de contraintes de compensation, découlant de la topographie des Alpes et de leurs racines. Il apparaît donc que les conditions de contraintes dans la croûte terrestre ont évolué au cours de ces millions d’années.
Avec la région de Bâle, le Valais présente l’aléa sismique le plus élevé en Suisse. La construction parasismique des bâtiments d’habitation ou de bureaux est conçue en Suisse pour des secousses que l’on peut attendre sur leur site en moyenne une fois tous les 500 ans. La carte de zonage sismique reflète cet aspect. La plus grande partie du Valais, notamment la vallée du Rhône, appartient à la zone Z3b. Dans celle-ci, on attend tous les 500 ans des secousses atteignant au maximum une intensité de VIII-IX (dommages importants à destructeurs pour les bâtiments). Les parties occidentales et orientales du Valais, ainsi que la région nord adjacente appartiennent à la zone Z3a. Dans celle-ci, on attend tous les 500 ans des secousses atteignant au maximum une intensité de VII-VIII (dommages modérés à importants pour les bâtiments).
Conjointement à la magnitude et à la distance à l’épicentre, la composition du sous-sol local a une influence importante sur l’ampleur des dommages provoqués par un séisme. C’est ainsi que dans la vallée du Rhône, des alluvions meubles déposés par les cours d’eau et au fond des lacs peuvent renforcer les secousses sismiques, et engendrer ainsi une intensité des mouvements du sol décuplée au fond d’une vallée par rapport au sous-sol rocheux des flancs de celle-ci. Pour comprendre les effets de ce qu’on appelle effets locaux pour les tremblements de terre historiques et futurs, la propagation des ondes sismiques est simulée numériquement, et comparée avec les enregistrements des instruments de mesure.
Les effets des tremblements de terre ne se limitent pas à des secousses qui peuvent endommager directement les bâtiments. Souvent, des dommages supplémentaires sont provoqués par des dangers naturels déclenchés par les séismes. Les sédiments meubles saturés d’eau peuvent se liquéfier sous l’effet des secousses, perdre alors toute solidité et conduire à l’effondrement total de bâtiments n’ayant pas de fondations adaptées au site. Dans les régions montagneuses, on observe souvent des versants instables : les secousses sismiques peuvent leur faire perdre subitement toute solidité, et entraîner des glissements de terrain ou chutes de pierres capables de détruire en vallée routes et chemins de fer, ou encore infrastructures de transport d’énergie ou de communication. En hiver, le même impact peut être attendu des avalanches. Par ailleurs, les talus des rives, ou encore les sédiments meubles des flancs des bassins lacustres peuvent se mettre à glisser. Ceci provoque des vagues gigantesques, qui se propagent comme un tsunami sur un lac et provoquent des inondations destructrices. Comme le montrent les études des tremblements de terre passés, le Valais avec ses fonds de vallée meubles et ses versants abrupts, ainsi que les régions limitrophes avec le lac Léman, sont exposés à ces dangers naturels supplémentaires déclenchés par les séismes. Ceci doit absolument être pris en compte lors de l’évaluation du risque sismique. Le modèle du risque sismique de la Suisse ne prend toutefois pas encore en compte de telles conséquences secondaires des tremblements de terre.
Outre un aléa sismique important, de nombreuses parties du Valais sont également concernées par un risque sismique élevé. Les grandes localités de la vallée du Rhône seraient particulièrement affectées.
Selon les estimations du modèle du risque sismique, un tremblement de terre d’une magnitude de 6 près de Sion causerait par exemple des dommages aux bâtiments d’un montant d’environ 4,5 milliards de CHF, ferait quelque 100 morts et 700 blessés. Un tel séisme se produit en moyenne statistique tous les 340 ans dans cette région.