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Conséquences actuelles de la répétition de séismes passés en Suisse
Les conséquences qu'un séisme, comparable à des séismes historiques, aurait aujourd'hui ont fait l'objet de diverses études.
Le séisme le plus important recensé en Suisse a secoué la ville de Bâle en 1356 avec une magnitude de M 6.6. Un tel séisme pourrait être ressenti dans toute la Suisse selon une carte du mouvement sismique du SED:
La répétition d'un tel séisme pourrait, selon le scénario Seismo12, avoir les conséquences suivantes :
- 1'000 - 6'000 morts
- 60'000 personnes blessées
- 1.6 millions de personnes sans domicile à court terme
- 50 à 100 milliards de CHF de dégâts matériels
Une étude de la Swiss Re a même pour résultat qu'un séisme de M6.4-6.8 à Bâle pourrait affecter environ deux millions de personnes et causer des dégâts économiques de 120 milliards de CHF. En outre, un séisme avec une magnitude M6.2 en Suisse Centrale pourrait, d'après cette étude, affecter 500'000 personnes et causer des dégâts économiques de 17.6 milliards de CHF.
Zones sismiques de Suisse
La Suisse est subdivisée géographiquement en cinq zones sismiques selon la norme SIA 261 (2020). Le Moyen-Pays entre le lac Léman et le lac de Constance est soumis à un aléa sismique relativement faible (zones 1a et 1b). L'Oberland bernois, certains secteurs de Suisse centrale, le Rheintal saint-gallois et l'Engadine sont davantage menacés (zones 1b et 2), tandis que la probabilité d'occurrence d'un fort séisme est élevée en la région bâloise et en Valais (zones 3a et 3b). Cependant, les conditions géologiques locales peuvent induire des variations de l'aléa sismique aussi importantes que les différences entre les diverses zones, si bien que de nombreux périmètres de la zone 1a et b sont aussi soumis à un aléa sismique élevé.
Les zones sismiques et les classes de terrain de fondation peuvent être consultées sur map.geo.admin.ch en cherchant "zones sismiques SIA261" et "classes de sol de fondation".
Aléa sismique
Les régions sujettes à de petits tremblements de terre subissent aussi tôt ou tard d'importants séismes. Cette observation, valable à l'échelle de la planète, est due au fait que la croûte terrestre est parcourue par de nombreuses discontinuités de toutes tailles, de la microfissure à la faille longue de plusieurs centaines de kilomètres. Le rapport de proportion entre les séismes faibles et forts est une conséquence directe du rapport entre les petites et les grandes failles de la croûte terrestre. Cette relation nous permet de calculer, à partir de la répartition statistique des séismes faibles, la probabilité d'occurrence d'un séisme fort et ainsi l'aléa sismique régnant dans une région donnée.
L'aléa sismique de la Suisse publiée par le Service Sismologique Suisse SED en 2015.
Magnitude et intensité sismiques
L'importance d'un séisme est décrite au moyen de deux grandeurs fondamentalement différentes. D'une part, la magnitude rend compte de l'énergie sismique libérée au foyer. Elle est calculée à partir de l'amplitude maximale des sismogrammes. Introduite il y a une soixantaine d'années par le sismologue californien Charles Richter, elle est indiquée sous la forme d'une valeur sur l'échelle de Richter. Un écart d'un degré de magnitude correspond à une variation d'énergie libérée d'un facteur trente.
D'autre part, l'intensité décrit les effets des séismes sur les personnes, la nature et les bâtiments. Ces effets sont classés selon une échelle d'intensité à douze degrés. L'échelle EMS98 et l'échelle Mercalli figurent parmi les plus utilisées. Le tremblement de terre de Viège en 1855 a atteint une intensité maximale de 9, ce qui correspond au libellé « destructions ». Sous cette intensité, les personnes sont saisies de panique, des bâtiments peu résistants sont gravement endommagés et des maisons bien construites subissent aussi des dommages, des conduites souterraines se brisent, le sol se fissure, des éboulements et de nombreux glissements de terrain se produisent. Deux séismes de même magnitude peuvent avoir des intensités très différentes selon la profondeur du foyer et les caractéristiques locales du sous-sol.
Réseaux de mesures sismiques en Suisse
Depuis 1975, le Service sismologique suisse (SED) exploite, à l'EPF Zurich, un réseau de sismomètres ultrasensibles visant à surveiller l'activité sismique en Suisse et dans les régions limitrophes. Ce réseau comporte des stations réparties dans toute la Suisse, dont les signaux sont transmis en continu à la centrale de dépouillement de Zurich.
Pour garantir une sensibilité élevée, les sismomètres du réseau de surveillance sont implantés sur de la roche, dans des sites retirés. Mais les données ainsi enregistrées fournissent peu d'indications sur les secousses auxquelles il faut s'attendre dans les régions urbaines, où se trouvent les ouvrages menacés. Afin d'obtenir directement ces données importantes pour le génie parasismique, le Service sismologique suisse exploite également un réseau d'accélérographes répartis dans toute la Suisse, qui enregistrent les accélérations sismiques également ressenties par la population.
De plus, plusieurs grands barrages des Alpes suisses sont équipés d'accélérographes. Ces réseaux fournissent des données importantes sur les mouvements en champ libre, les mouvements effectifs aux appuis et la réponse dynamique des barrages. L'analyse de ces données permet de tirer les caractéristiques dynamiques des ouvrages (fréquences propres, déformations modales, dissipation de l'énergie). Enfin, toutes les centrales nucléaires de Suisse sont équipées de leurs propres accélérographes, conformément aux prescriptions de sécurité pertinentes.
Un sous-sol défavorable accentue le danger sismique
Les expériences tirées des violents séismes passés indiquent que les principaux dommages ne se sont pas forcément confinés à la proximité immédiate du foyer, mais qu'ils peuvent aussi survenir à grande distance. En 1985 à Mexico City et en 1989 à San Francisco, ils ont eu lieu à plusieurs centaines de kilomètres de l'épicentre. Dans les deux cas, un sous-sol très mou a provoqué une amplification des ondes sismiques et par conséquent une augmentation considérable des secousses telluriques. Ces effets sont particulièrement dévastateurs lorsque la fréquence d'oscillation dominante du terrain coïncide avec celle des bâtiments. Cette configuration peut être détectée par des investigations ciblées du sol de fondation, puis prise en compte lors de la conception et du dimensionnement des bâtiments. A Kobe, en 1995, des bâtiments construits sur un terrain mou se sont écroulés ou ont été gravement endommagés le long de rues entières, tandis que, quelques rues plus loin, les bâtiments construits exactement de la même manière, mais sur un sous-sol ferme, sont restés intacts. Si on avait tenu compte des différences entre les caractéristiques locales du terrain lors de la construction, l'on aurait déploré beaucoup moins de victimes et des dommages largement inférieurs.
Microzonage
Les effets des séismes sur les bâtiments et sur les installations ne dépendent pas seulement de l'énergie rayonnée au foyer (magnitude), mais aussi, et dans une mesure considérable, de la nature du sous-sol local. Un microzonage sert à identifier les caractéristiques géologiques et géotechniques locales du terrain et à les convertir directement en amplification ou atténuation prévisible des secousses sismiques. Les résultats des études de microzonage, représentés dans des cartes détaillées, permettent à l'ingénieur civil de dimensionner les constructions en tenant sciemment compte des actions sismiques susceptibles de les affecter.
En Suisse des microzonages sont disponibles p.ex. pour Bâle et pour plusieurs villes dans les cantons Valais et Vaud. Les spectres des microzonages peuvent normalement être obtenus sur les guichets cartographiques régionaux, p.ex. pour Vaud et Bâle.
Aléa - vulnérabilité - risque
Le risque sismique résulte de la combinaison entre l'aléa sismique, la vulnérabilité des infrastructures humaines et les pertes pouvant survenir. Une hutte de paille ne constitue pas un facteur de risque, même si elle se trouve dans une région sismiquement extrêmement active. En revanche, une école non parasismique ou une installation industrielle mal dimensionnée représente un risque considérable, même dans une région de faible activité sismique.
La vulnérabilité d'un ouvrage aux séismes dépend de plusieurs facteurs. Par exemple, les constructions comprenant un rez-de-chaussée "flexible" ou une structure porteuse très irrégulière sont particulièrement vulnérables. De plus, la vulnérabilité dépend du type de la structure porteuse et du matériau de construction ainsi que de l'âge de l'ouvrage (dimensionnement sismique?).
Risques liés aux dangers naturels
Les hivers aussi sujets aux avalanches que celui de 1998/1999 ne sont pas fréquents. Ils sont généralement séparés par de nombreux hivers affectés par des dommages corporels et matériels notablement moindres. Cependant, certains hivers - plus rares encore mais il s'en reproduira - ont connu des dommages encore plus importants, comme celui de 1950/1951, dont les avalanches ont fait plus de 70 victimes.
Les statistiques permettent d'estimer le risque annuel moyen. Elles bénéficient de l'observation des événements dommageables, très variables d'un hiver à l'autre, sur de longues périodes. Le risque annuel moyen, paramètre important pour d'autres dangers naturels également, peut être utilisé pour faire des comparaisons.
Les phénomènes naturels surviennent à une fréquence très irrégulière, sous la forme d'événements d'ampleur variable. Les tremblements de terre constituent un cas extrême. Les événements importants sont relativement rares, mais lorsqu'ils se produisent, leurs effets sont catastrophiques. La Suisse comprend des régions sismiques classiques, comme le Valais ou la région de Bâle, qui ont régulièrement connu des séismes destructeurs. Mais là également, chaque génération n'est pas confrontée à des dommages sismiques, c'est pourquoi la collectivité est peu consciente du danger généré par les tremblements de terre. Or des études récentes révèlent que le risque annuel moyen y est élevé.