Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/07130.jsonl.gz/497

Suite à l'éruption du volcan Nevado del Ruiz en 1985, qui a occasionné plus de 22000 morts, la destruction totale d'Armero, des dégâts considérables aux villes d'Honda, Mariquita et Chinchiná et frappa sévèrement l'économie de quatre départements, le gouvernement colombien a décidé de prendre un certain nombre de mesures visant à protéger les Colombiens face aux catastrophes naturelles. Parmi ces mesures, la plus importante fut la création du système national de prévention et d'attention des catastrophes - DNPAD (Loi 46 de 1988, réglementée par le décret 919 de 1989), avec un office coordinateur en relation directe avec le président de la République.
En décembre 1988, l'assemblée générale des Nations Unies a déclaré les années 1990-1999 comme la Décennie Internationale pour la Prévention des Catastrophes Naturelles (DIPCN). Cette décennie était destinée à promouvoir la coopération internationale afin de réduire les effets globaux des désastres naturels. L'objectif de celle ci tel que proclamée par la communauté internationale se lit comme suit : " la réduction des pertes de vie, des dommages aux propriétés et les perturbations d'ordre social et économique, à travers une action internationale concertée, spécialement dans les pays développés" (Résolution de l'Assemble des Nations Unies 44/236, adoptée le 22 décembre 1989). Depuis dix ans, de nombreuses conférences internationales, ateliers et symposiums ont été organisées permettant ainsi d'illustrer les résultats d'investigations des désastres naturels, de dresser les lignes de conduite et les stratégies à adopter pour la réduction et la prévention des désastres naturels, et de développer des mesures pour l'évaluation, la prédiction et la prévention des désastres naturels.
Le gouvernement colombien a voulu, pour la DIPCN, se fixer comme stratégie principale la prévention et la mitigation des catastrophes, grâce à la réalisation de cartes d'aléas, la détermination de zones de haut risque, la création de systèmes de vigilance, de systèmes d'alerte, la fortification institutionnelle, etc. En un mot, le gouvernement a voulu incorporer le concept de prévention des catastrophes comme une stratégie générale des plans de développement régionaux et municipaux.
Ce système est juridique et théoriquement bien conçu. Il a comme principe la décentralisation, basée sur la participation interdisciplinaire, inter-institutionnelle et communautaire. Il est constitué d'institutions publiques et privées d'ordre national, régional et local. L'organigramme hiérarchique du système est constitué par: un comité national pour la prévention et l'attention des catastrophes, un comité technique national, un comité opératif national, et par le Fonds national des calamités. Au niveau régional, il est formé par les comités régionaux (CREAD) et comités locaux (CLAD), qui comportent aussi leur propre comité technique et opératif.
C'est en tant que coordinatrice du projet du contrôle de prévention et d'attention des catastrophes, dans le département du Chocó à CODECHOCO (Corporation nationale pour le développement durable du Chocó) et directrice du Comité technique du CREAD Chocó, que j'ai eu l'opportunité de bien connaître le système national pour la prévention et l'attention des catastrophes et de constater l'existence d'un grand fossé entre la théorie et la réalité du système. En même temps, j'ai eu l'occasion de connaître l'état actuel des études des aléas et des risques géologiques dans le département du Chocó. Et comme il n'existe aucune étude de ce genre, l'idée d'entreprendre une thèse de doctorat, sur les aléas et les risques géologiques pour le département du Chocó, m'a paru non seulement naturelle et actuelle, mais aussi nécessaire. La figure1.1, illustre la problématique traitée dans cette recherche.
Nombreux sont les aléas qui engendrent des risques pour la population du Chocó et pour délimiter l'étendue du travail, on a choisi d'analyser les aléas d'inondations, sismiques et d'instabilités du terrain, visant à produire des cartes d'aléas et de risques naturels. Cette cartographie des risques naturels vise à délimiter les zones pouvant être exposées à ces dangers naturels, donnant la possibilité aux organismes compétents d'édicter des mesures de protection appropriées.
On a donc une première phase d'analyse, qui permet d'estimer la probabilité de survenance d'un phénomène donné en un endroit donné avec une intensité et une extension; cette probabilité est appelée aléa. La deuxième phase serait l'issue de la combinaison des différents types de vulnérabilité avec la première phase, pour produire les cartes de risque.
Nous souhaitons que ce travail puisse aider les décideurs politiques et administratifs, ainsi que la communauté en général, afin que les risques soient pris en compte dans la planification urbaine et l'aménagement de l'espace.
Structurellement ce travail est divisé en deux parties: La première partie est dédiée à l'analyse, l'évaluation des aléas dans tout le territoire départementale, la création de la base de données géoréférées départementale, la création des différentes cartes d'aléas à l'échelle départementale. Elle se termine par l'analyse multi-aléas pour le département du Chocó. La première partie traite donc la problématique de la thèse à l'échelle du département.
La deuxième partie est consacrée à l'étude de la vulnérabilité de Quibdó (capitale du Chocó), face aux inondations de l'Atrato à l'échelle municipale et face aux tremblements de terre (risque sismique pour le centre ville). La deuxième partie traite la problématique à l'échelle de la municipalité.
Les principaux objectifs de cette recherche peuvent se résumer ainsi:
L'idée principale de ce travail est non seulement de combler le vide existant du point de vue scientifique et méthodologique dans le Chocó, en matière de prévention et mitigation des risques, mais aussi de contribuer d'une façon concrète à préserver et/ou plutôt à éviter la dégradation de l'économie précaire de la région. En un mot, nous essayons à notre façon d'élever la qualité de vie de la région, en donnant des éléments déterminants qui aideront à inculquer et/ou à améliorer la culture du risque au sein de la population.
La région étudiée est située au nord-ouest de la Colombie, entre les coordonnées géographiques suivantes: 8° 41´ de latitude nord (Cabo Tiburón), 4° 02´ de latitude nord (point plus méridional du département), 76° 54´ longitude ouest (Farallones del Citará) et 77° 54` longitude ouest. Ces limites sont: l'océan Atlantique au nord, les départements du Valle del Cauca, Antioquia et Risaralda à l'est, l'océan Pacifique à l'ouest, et au nord-ouest la république du Panama comme illustré dans la figure 1.2.
Le département du Chocó fait partie de la région pacifique colombienne, comprise entre la zone côtière du Golfe d'Uraba au nord, jusqu'à l'Equateur au sud et limitée à l'est par la cordillère occidentale, avec son bassin. En général cette région est constituée par trois éléments physiographiques majeurs: les plaines, les montagnes et les collines, qu'on peut diviser en terres basses et hautes. Par terre basse, on comprend les plaines et les collines. Les terres hautes sont les montagnes donc ici la Cordillère occidentale et les 'serranías' du Darien et du Baudó. Le 92,3% du territoire du Chocó sont des vallées basses avec une altitude < 1.000 m. Les zones basses incluent les plaines alluviales et marines, ainsi que les zones de collines avec une altitude au niveau de la mer supérieure à 50 mètres et inférieure à 200 mètres.
Le territoire du Chocó est en grande partie formée par une plaine alluviale orientée du Nord au Sud, constituée par deux vallées apposées, parcourus vers le nord par le fleuve Atrato et vers le sud, vers l'océan pacifique par le fleuve San Juan. Ces deux bassins versants sont séparés par l'Isthme de San Pablo. C'est sur une superficie de 46'530 Km² (IGAC 1980) qu'habitent environ 400'000 "Chocoanos" (DANE 1993), donc 95 % de race noire, 4.8% de blancs et métisses et 0.2% des amérindiens des tribus Emberas, Catios et Chocoes.
Le Chocó est divisé politico-administrativement en un total de 25 Municipalités et 79 "Resguardos" (unités spéciales d'administration des amérindiens et gouvernés par eux-mêmes). Les agglomérations principales sont les villes de Quibdó (ville principale de la province de l'Atrato et capitale départementale), Itsmina (ville principale de la province du San Juan), Bahia Solano (ville principale de la province du Pacifique), Pizarro (ville principale de la province du Baudó) et Condoto (centre de l'exploitation minière). Les resguardos plus importants sont Uva, Juribidó et Juradó.
Notons qu'au début de cette recherche, le département du Chocó était divisé en 19 municipalités, mais à la suite de nombreux changements politiques, leur nombre a augmenté. La carte politico-administrative du département est illustrée par la figure 1.3.
Géologiquement, le département est formé par trois unités géotectoniques de caractéristiques lithostratigrafiques et morphologiques différentes: La « Serranía » du Baudó, le bassin des fleuves Atrato et San Juan et le flanc occidental de la Cordillère Occidentale.
Le Crétacé dans la 'Serranía du Baudó' est essentiellement constitué de roches volcaniques de composition basaltique, de laves andésitiques et de sédiments marins. Les roches présentent des vésicules remplies de zéolites. Occasionnellement, on trouve des laves avec intercalation de chert et arénites. Le Tertiaire est constitué par des calcaires, des chert et des arénites. Le Quaternaire est représenté essentiellement par des zones de ' Mangroves' et des plages, principalement composées de grès, limons et calcaires.
Les structures dans la Serranía du Baudó sont peu connues et peu étudiées. Elles sont très faillées avec une orientation N-S prédominante au nord de la Serranía, le système N-S change au N-O. Dans cette unité prédominent des failles inverses comme celles d'Utria et de los Saltos.
Les roches qui constituent les bassins des Fleuves Atrato et San Juan sont du Tertiaire, représentées par les formations 'Clavo, Salaqui, Uva, Napipi, Sierra et Munguido'. Elles sont composées essentiellement de calcaires, de chert, d'arénites, de roches volcaniques et de limonites, avec des particularités selon chaque formation.
Le Quaternaire est représenté par les dépôts d'origine alluviale qui se trouvent dans les vallées des fleuves Atrato, San Juan, Baudó, et de ses affluents, généralement riches en métaux précieux. Leur composition est variable. En général ce sont des graviers 'sablo-limoneux ' avec la présence de roches ignées intrusives et volcaniques. Le bassin du fleuve Atrato a la forme d'un vaste synclinorium dans lequel s'observent des plissements.
en échelons. La direction axiale passe de 4° N à 35° N. Cette série de plis finit brusquement dans la zone déformée d'Itsmina.
Dans la Cordillère occidentale se différencient deux zones des caractéristiques lithologiques propres. La partie septentrionale comprenant le groupe 'Cañas Gordas' constituée de deux formations: dans la partie inférieure la formation 'Barroso' à la base, composée de vulcanites basiques et dans la partie supérieure de la formation "Pendersico" essentiellement sédimentaire, constituée par deux membres, le membre Nutibara à la base, principalement calcaire et le membre "Urrao principalement Psamo-Argilitique. Cette formation s'est déposée au Crétacé supérieur.
Dans la zone centrale de la cordillère occidentale, se présentent les groupes "Dagua" et Diabasico" séparés du groupe "Cañas Gordas' par la zone de fracture de la Serranía de los Paraguas. Le groupe Dagua est constitué par des roches sédimentaires et par une séquence de chert et lutites. Simultanément avec le dépôt des roches du groupe Daguas on trouve le volcanisme d'arc insulaire, qui constitue le groupe "Diabasique", caractérisé par la présence de vulcanites toléitiques à faible teneur en K. Le secteur, situé à l'ouest de la cordillère Occidentale, comprend des roches sédimentaires et volcaniques du Crétacé et du Tertiaire. On y rencontre des basaltes, dacites, rhyodacites ainsi que des roches intrusives, des pyroxénites, gabbro, diorite, tonalite et quelques granodiorites.
La carte géologique est illustrée par la figure 1.4, la lithostratrigraphie détaillée du département pour chaque étage est décrite dans le tableau 1.1.
|SERIE||Unités litho -stratigraphiques||Unités géotectoniques||Description||Code|
|QUATERNAIRE||Plages||Serranía du Baudó||Gravier, limon et sables||Qp|
|Mangroves||Serranía du Baudó||Mangroves||m|
|Dépôt d'alluvions||Bassins d'Atrato et du San Juan||Gravier et sable non consolidé, matériaux organiques, limon, contiennent Au et Pt.||Qal|
|PLIOCENE||Formation Munguido||Bassin d'Atrato et du San Juan||Lodolites grises avec intercalations de grès moyens, conglomérats, zones carbonatées.||Tpm|
|MIOCENE tardif||Formation Sierra||Bassin d'Atrato et du San Juan||Succession de calcaires, limonites grises, et lodotites||Tms|
|Batolito de farallones||Cordillère Occidentale||Gabbro, diabase, asphalte, quarzomonzo-nite, monzodiorites||Tcm|
|MIOCENE moyenne||Formation Napipi||Bassin d'Atrato et du San Juan||Lodolites grises avec inclusions de calcaire.||Tmn|
|Groupe Tatama-Torra||Cordillère Occidentale||Granodiorites et quarzodiorites||Tgc|
|MIOCENE précoce||Formation Uva||Bassin d'Atrato et du San Juan||Calcaires et sables avec horizons de conglomérats á la base.||Tmu|
|Formation Alto Condoto||Cordillère occidentale||Dunites, wehirlites, ciclopiroxenites oliviniques, roches horblendiferes, dioritiques et magmatiques.||Tmuc|
|EOCENE||Formation Cabo Corrientes||Serranía del Baudó||Calcaires, chert noir, marais intercales de coulées basaltiques.||Tecs|
|Formation Clavo||Bassin d'Atrato et du San Juan||Lodolites grises intercalés avec de limolites calcaires.||Tec|
|CRETACE SUPERIEUR||Basaltes de la Serranía del Baudó||Serranía del Baudó||Basaltes, laves andésites, vésicules remplies de zéolites, intercalations de cherts et d'arénites.||Kvb|
|Batolito de Mande||Cordillère Occidentale||Monzodiorites, monzonites, syénites, granodiorites, et gabbros.||KTdm|
|Complexe Santa Cecilia-La Equis||Cordillère Occidentale||Coulées de basaltes, andésitiques, laves en coussins.||Kvsc|
|CRETACE INFERIEUR||Groupe Cañas Gordas||Cordillère Occidentale||Chert noir, arenites, limonites, conglomérats, roches volcaniques intercalées des diabases et de basaltes||Ksv|
Le Système hydrographique du Chocó est constitué de deux grands versants (figure 1.5) :
Le versant de l'océan Atlantique où le fleuve Atrato verse ses eaux. Mais il comprend d'autres fleuves de moindre importance tels que l'Acandi et Tolo. Le bassin versant du fleuve Atrato a une surface approximative de 38'000 km². Il est délimité par la cordillère occidentale, la Serranía du Baudó et l'isthme de San Pablo qui la sépare du bassin versant du San Juan.
Le versant de l'océan Pacifique où se déversent les eaux des fleuves San Juan et le Baudó, ainsi que d'autres de moindre importance comme le Jurado, le Partado, le Valle, le Truando, et le Nuqui. Le bassin versant du San Juan se situe entre la cordillère occidentale et les collines basses du Pacifique, avec une surface de 16'061 km² et une longueur de 355 km. Entre les affluents importants du San Juan, on peut citer le Paimado, Tamana, Sipi, Calima, Cucurrupi, Copoma, et Munguido. La partie basse du fleuve San Juan est soumise à l'influence des marées de l'océan Pacifique. Pendant la marée haute, se présente une inversion dans le sens du flux. Le bassin versant du Baudó est le plus petit dans le Chocó, avec une surface de 3954 km².
Le climat du Chocó est déterminé par une série de facteurs tels que: la situation géographique, le relief, la pluviosité et l'influence des vents du sud-ouest.
La caractéristique la plus importante de cette région est sa forte pluviosité, une des majeures au monde. Cependant, cette pluviosité n'est pas constante ni uniformément répartie dans tout le département. On peut distinguer quelques sous-régions:
La partie où se concentre la pluviosité maximale se situe entre les parallèles 5° N et 6°N avec des précipitations qui peuvent dépasser une moyenne de 9000 mm /an.
Il existe aussi une ceinture longitudinale le long de la plaine entre 2° N et 5°N de latitude, avec des précipitations annuelles de l'ordre de 6000 mm. Ces valeurs décroissent autour de cette zone. La précipitation moyenne annuelle augmente du nord au sud en commençant par les municipalités d'Acandi et Unguia avec une moyenne annuelle supérieure aux 2000 mm. Plus au sud ou se trouve la zone de Quibdó, Lloro, Itsmina et Novita les valeurs des précipitations dépassent amplement les 6000 mm/an. Cette distribution spatiale des précipitations est due à certains facteurs :
Au sud, on trouve la zone de Quibdó, Le Chocó se situe dans la zone de convergence intertropicale, où se rencontrent deux masses d'air, la subtropicale maritime (vents Alizés du nord-est) et l'équatoriale maritime. Ces courants ont un degré différent d'humidité et de température. Pour cette raison, on a moins de précipitations au nord du Chocó: les vents Alizés créent un période anticyclonique de janvier à mars, évitant ainsi la formation de nuages de convection.
Les vents d'ouest, expliquent la forte pluviosité aux alentours de la cordillère occidentale et la Serranía du Baudó. Ces vents diminuent de février à avril. Ce système de vents se voit complété par les vents du sud, qui interactent avec le courant de Humboldt modifiant la température de la surface maritime et des vents. Nous avons quelques zones comme El Carmen d'Atrato, protégées par l'arrivé de masses d'air humide, ayant pour conséquence une précipitation moyenne mineure que sur le reste du département.
En résumé du point de vue de la distribution temporelle des pluies au Chocó, on ne peut pas parler d'hiver ou d'été, mais d'époques plus ou moins pluvieuses.
La température du Chocó est déterminée par des facteurs tels que: l'exposition solaire, la nébulosité, l'intensité et la provenance des vents et des circonstances locales, qui génèrent des microclimats. 92,4% de la surface totale du département est caractérisée par un climat chaud, humide avec des températures autour de 27°C. Les zones entre 1000 et 2000 mètres telles que 'la Serranía' du Baudó et la cordillère occidentale ont des températures moyennes autour des 17 °C. Les zones situées entre 2000 et 3000 mètres dans la cordillère occidentale ont des températures moyennes autour de 12°C.
La combinaison des hautes températures avec la forte pluviosité de la région donne une humidité relative de l'air qui oscille entre 55% et 100%. Les valeurs prédominantes d'humidité sont majeures de 80%.
Le Chocó dans tout son histoire a été la scène de diverses catastrophes naturelles: inondations, tremblements de terre, mouvements de terrain, subsidence de plages, grands vents et tempêtes tropicales causant des pertes humaines et matérielles, allant parfois jusqu'à la disparition de populations entières, en laissant chaque fois l'économie plus instable que d'habitude.
Citons quelques exemples de catastrophes survenues dans le Chocó pendant ces 30 dernières années:
Le Chocó été le siège, au cours de sa brève période historique, de plusieurs secousses importantes, dont la première recensée se serait produite, aux dires des amérindiens lors d'un des voyages de Vasco Nuñez de Balboa en 1514 (Mosquera Arriaga, 1987). Le premier séisme consigné par écrit remonte à 1785 (Ramirez, 1975). Il provoqua des glissements de terrain dans la région du Baudó et fut ressenti loin dans d'autres régions comme le San Juan.
L'interaction des plaques Nazca, Cocos, Caraïbes et Sud-américaine, à proximité du territoire du département du Chocó, fait de cette région une des très actives sismiquement de Colombie, au même niveau que les régions de Caldas, Bucaramanga et Nariño.
Ainsi dans le Chocó, il ne s'est pas passé une décennie, dans ce siècle, sans compter au moins un tremblement de terre aux conséquences catastrophiques.
Le 20 septembre 1970 la municipalité de Bahia Solano fut pratiquement rayée de la carte du Chocó par un tremblement de terre (Ramirez, 1971).
En 1991, un tremblement de terre a frappé violemment la région du Baudó; et jusqu'à maintenant cette municipalité n'a pas pu reconstruire les zones détruites.
Finalement, le 17 et 18 octobre 1992, une grande partie du département a été sévèrement détruit par un tremblement de terre donc l'épicentre se situe dans la zone d'Atrato Medio. Les municipalités, les plus touchées dans le Chocó furent Bojaya et Rio Sucio (Mosquera- Machado et al, 1992).
Les photos 16a-c illustrent quelques conséquences du séisme d'octobre 1992.
Le Chocó est le département de la Colombie probablement le plus affecté par les inondations. Le département est affecté périodiquement par des inondations dans la plaine des fleuves Atrato, Baudó, Sipi et Tamana pendant les mois de forte pluviosité. Approximativement 80 % du département est sujet à ce type d'inondations.
Les habitants des municipalités de Riosucio et Bojaya vivent dans l'eau pendant les mois de mai et octobre. La capacité portante des fleuves (étant diminué par l'incrément de la sédimentation) provoque des inondations chaque fois plus longues et grandes à tel point que, à partir d'octobre 1995 jusqu'au 23 février 1996, les habitants de Rio Sucio (20.000) ont subi les conséquences du débordement du fleuve Atrato (El tiempo du 21 février 1996) et de ses affluents Jiguamiando, Domingodo, Curvarado, Truando et Salaqui. Cette catastrophe a coûté la vie à deux enfants et provoqué des dégâts économiques considérables, en plus d'avoir maintenu la municipalité soumise à une période d'urgence sanitaire prolongée.
Notons que l'Atrato provoque, non seulement des inondations lentes dans la plaine alluviale, mais aussi des inondations torrentielles à l'amont. Ce fut le cas pour l'inondation torrentielle du 7 novembre 1999 à El Carmen d'Atrato. A cette occasion huit maisons ont été arrachées de leurs fondations.
Mais en plus des inondations périodiques des plaines alluviales des rivières, et des inondations torrentielles à l'amont de l'Atrato, il y a encore les inondations torrentielles d'autres rivières. Citons par exemple les inondations torrentielles de la rivière Tamana, qui ont fait reculer plus de trois fois le village Santa Rosa. Le dernier événement de septembre 1994 a nécessité sa relocalisation.
Les inondations torrentielles de l'Andagueda sont historiquement connues et ont fait disparaître par trois fois la population de Bagadó. Le dernier événement du 18 octobre 1994 était si grave, que l'on reconstruit encore la ville par étapes. Signalons que cet événement a provoqué des importants dégâts économiques et sept morts.
Au cours de l'année 2000, des inondations majeures se sont produites le long de nombreux cours d'eau du département. Les plus graves ont eu lieu le long du fleuve Atrato et son affluent Riosucio, bien que d'autres cours d'eau de la région du Baudó et du SanJuan aient également eu des crues importantes pendant cette période.
Le Chocó ayant comme limite ouest l'Océan Pacifique, il y a beaucoup de zones peuplées sur la côte. Des villages entiers ont disparu en 1991, conséquence des grandes vagues Virudo, Cuevitas, Pavasa et une grande partie de Bahia Solano. En octobre 1999 la localité de Cupica fut complètement rayée de la carte, ses habitants ont été relocalisés dans d'autres villages de la municipalité de Bahia Solano.
Les figures 1.7a-b illustrent les conséquences des inondations au Chocó.
Dans le domaine des instabilités de terrain, on peut citer de petits glissements à Quibdó en 1992, 1993, 1994 et 1995, dans les quartiers de San Judas et de San Martin.
Le glissement survenu dans le village Carmen de Zurama (municipalité de Novita) en juillet 1993 a rayé ce village de la carte, la figure 1.8 donne un aperçu des conséquences de ce phénomène. Les chutes de pierres et les éboulements de terrain sont périodiques sur les routes Quibdó-Medellin et Quibdó-Pereira et coïncident avec les périodes hivernales. L'éboulement du 26 octobre 1998 a coûté la vie à 12 personnes (El Espectador, 27 octobre 1998).
Noter la taille des personnes en tant qu'échelle comparative pour avoir un aperçu de l'ampleur du phénomène.
Dans une région caractérisée par une forte pluviosité et possédant des côtes le long de deux océans, il n'est pas rare d'observer l'occurrence des tempêtes et des grands vents. Les habitants de Cuevitas ont ressenti à plusieurs reprises les conséquences dévastatrices des forts vents. En 1974, quelques maisons ont été arrachées des ces racines par des grands vents.
Ce phénomène est aussi commun aux municipalités de Quibdó, Itsmina, Condoto et Tado. Le 16 juillet de 1993, le quartier San Pablo de Tado, fut complètement détruit par un "vendaval" (figure 1.9).
Les derniers grands vents, qui ont frappé la région, ont eu lieu le 11 et 19 février 1996; avec une vitesse de 69 km/h (8 dans l'échelle de Beaufort), laissant un bilan de 230 maisons détruites, ainsi que tous les bâtiments publics dans la localité de Siviru et 36 maisons dans la municipalité d'Alto Baudó (El tiempo, du 21 février 1996).
Dans l'énumération de phénomènes géologiques naturels affectant la région étudiée, on peut, d'ores et déjà, constater qu'il existe une hiérarchisation au niveau de l'ampleur et la période de retour des phénomènes générant des catastrophes. Certains d'entre eux, prenons par exemple les inondations de plaine, ont une activité plus récursive que les séismes ou encore les glissements de terrain.
L'étude des effets provoqués par les catastrophes naturelles des 30 dernières années, montre que 63% sont d'origine hydrométéorologique (inondations, érosions des rivières, grandes vagues, etc.), 31 % sont liées aux tremblements de terre et les 6% restant sont dues aux instabilités de terrain comme le montre la figure 1.10.
Le nombre de victimes et le pourcentage d'occurrence des catastrophes ne sont pas directement proportionnelles, ceci est du au fait qu'au Chocó il existe déjà un certain degré de culture du risque au sein de la population. Elle est surtout liée aux catastrophes provoquées par des phénomènes hydrométeorologiques. Par exemple, les grandes vagues qui ont lieu périodiquement au Pacifique, sont connues dans la région sous le nom de 'mer de Leva'.
En 1991 de grandes vagues associées à la mer de Leva on fait disparaître complètement la localité de Pavasa (Municipalité du Bas Baudo), mais heureusement cette disparition soudaine du village n'a pas fait des victimes, tous les habitants de cette communauté ont pu fuir des vagues dans des petits canoës ou d'autres types d'embarcation disponible dans le village côtier en ce moment. Le fait qu'ils étaient déjà familiarisés avec ce type de phénomènes les a aidé à fuir le danger. C'est le même cas concernant les tsunamis, aucun habitant des zones côtières ou riveraines ne va pas s'étonner pour la disparition soudaine des eaux mais au contraire leur expérience va les conduire à fuir le plus rapidement possible, voilà pour quoi l'histoire des catastrophes naturelle au Chocó est longue et les chiffres des pertes de vies humaines son relativement limitées. La figure 1.11. illustre le nombre de morts engendrés par des catastrophes naturelles au Chocó lors des trois dernières décennies.
Le département du Chocó ne possédant pas d'activité industrielle, est une des économies plus précaire de la Colombie, reposant sur les activités agricoles de subsistance, l'exploitation minière. La majeure partie des salariés sont des fonctionnaires de l'état, de la municipalité ou du département, il est donc claire que la capacité de résilience d'une région avec ces caractéristiques est très basse ou presque inexistante. Pour cette raison, chaque catastrophe qui a lieu dans le Chocó, a des effets économiques directs et indirectes relativement importants pour la population et le niveau de vie des «chocoanos » se voit automatiquement dégradé. La figure 1.12 donne une estimation approximative des pertes économiques causées par les catastrophes naturelles dans quelques municipalités.
Une catastrophe peut être définie comme la conséquence d'un événement calamiteux provocant de grands dommages, pertes ou destructions dans une région donnée. Les événements déclenchant des catastrophes peuvent être des tremblements de terre, des inondations, des glissements de terrains, des éruptions volcaniques etc.
Le but général de cette recherche est la contribution à la mitigation des catastrophes dans le département du Chocó. Pour réduire l'impact des catastrophes, une stratégie complète, pour le management du désastre s'avère nécessaire. Elle implique différents aspects comme:
Pour préparer une carte de risque, on a besoin de connaître la probabilité d'occurrence des aléas potentiellement dangereux, le phénomène provocateur ainsi que l'analyse de la vulnérabilité. Une analyse de vulnérabilité comprend une connaissance détaillée de la population (vulnérabilité sociétale), de l'infrastructure (vulnérabilité physique), de l'économie (vulnérabilité économique), de l'utilisation du sol (vulnérabilité environnementale), etc.
Une analyse des aléas et des risques géologiques est une tâche très complexe qui nécessite un travail pluridisciplinaire entre des géologues, des géophysiciens, des ingénieurs, des économistes, des géographes, des sociologues, etc.
La complexité de cette tâche réside dans les multiples facteurs qui jouent un rôle dans l'occurrence des événements désastreux. En conséquence, les techniques d'analyses peuvent être très coûteuses d'un point de vue non-seulement financier mais aussi temporel.
Pour mener à terme l'ensemble de cette recherche, il fallait développer une méthodologie dynamique, qui permet de manipuler, évaluer et analyser le grand nombre de données nécessaires, en ayant la possibilité de comparer et/ou compléter ces données avec des travaux de terrain (nécessaires dans chaque phase du travail). Nous avons développé une méthode basée sur l'utilisation des systèmes d'information géoréférée, adaptée à l'étude des aléas et des risques géologiques dans le département du Chocó, combinant dans le même environnement: le facteur qualitatif et quantitatif.
Cette méthodologie a la capacité de modéliser les phénomènes pour produire des différents scénarios d'aléas et de risque ainsi que des cartes d'aléas et de risques à l'échelle départementale et municipale.
Parmi les nombreuses définitions que l'on trouve dans la littérature, celle de Collet (1992) à été retenu pour introduire la notion de SIG:
'Les systèmes d'information géographique se proposent en tant qu'environnement d'analyse multidisciplinaire et spatiale. Ils offrent des outils de saisie et de gestion de l'information sous une forme numérique, des outils d'analyse, de modélisation et de représentation cartographique'
Ils se prêtent particulièrement bien à l'étude des phénomènes dynamiques. Ils donnent la possibilité de comparer des paramètres dans différentes époques ou phases du phénomène et de modéliser le phénomène afin de pouvoir suivre son évolution aussi bien réelle que simulé. La force principale des SIG réside dans leur capacité de trier un éventail de données, d'intégrer facilement des données et des cartes dans une plate-forme simple pour permettre la visualisation spatiale des plans d'information. L'adaptabilité des SIG, ainsi que leur flexibilité font d'eux des outils idéaux pour le zonage des aléas et de risques géologiques.
Pour la création du SIG du Chocó (illustré par la figure 2.1), on a utilisé divers types de données tels que: topographiques, géologiques, météorologiques, statistiques, sismiques, hydrologiques, et sociaux. Ces données sont encore souvent analogiques, et très rarement, sous forme digitale. Dû aux difficiles conditions climatiques du Choco, et la précarité de son économie, la qualité des données existantes est très médiocre.
Nous avons d'abord crée sur un plan pratique le SIG départemental lequel est à la base de toute la recherche, ensuite à partir du SIG Chocó, nous avons crée le SIG Quibdó, qui est à la base de la deuxième partie de cette recherche.
L'étape d'élaboration du SIG s'avère très critique, méticuleuse et longue. Quoique l'informatique véhicule habituellement une image trompeuse de grande puissance, en réalité, la qualité du produit final dépend strictement de celle des données d'entrée, quelle que soit la puissance et la sophistication des équipements. L'accessibilité à des données de base de qualité comme les cartes analogiques ou numériques, est fondamentale, mais pas toujours possible. Une vraie estimation préalable tant quantitative que qualitative des ressources cartographiques du lieu à étudier est inévitable et doit être prise en compte, lors de l'évaluation de la faisabilité du projet.
Dans le cadre de ce travail, une attention particulière a été portée aux différentes étapes de la création des divers plans d'information. La rigueur apportée à l'élaboration du SIG du Chocó n'a pas pour seul but la création des cartes d'aléas et des risques géologiques, mais il s'agit aussi du premier SIG de cette région de la Colombie. Il permettra de procéder à un état des lieux de l'accessibilité et de la qualité des données de base nécessaires à l'élaboration des plans d'information.
Sur la base des observations faites lors de l'élaboration du SIG Chocó, on cherche aussi à donner des informations objectives sur l'applicabilité de la méthodologie dans les départements les moins développés de la Colombie.
Pour garantir la fiabilité des résultats obtenus, on a dû faire un travail consciencieux, tendant à limiter les effets de la mauvaise qualité des données de base dans le Chocó. Pour leurs améliorations, chaque étape du travail a été accompagnée par des observations sur le terrain. Plusieurs campagnes ont été réalisées pour, d'une part, acquérir des données de base indispensables pour ce travail (bibliographie, cartographie, photos aériennes, images satellites 'Spot', données météorologiques, hydrologiques, etc.) et d'autre part, pour réaliser des expériences nécessaires pour obtenir certaines mesures et données propres à notre recherche afin de calibrer les résultats de la modélisation.
La programmation a été présente dans chaque étape du développement du projet surtout pour faire les liens et les transferts entre différents types de systèmes et logiciels. Les langages de programmation utilisés ont varié en commençant par du Fortran, en passant par du Basic. Quelques transferts ont été faits à l'aide du C et par Nawk ou Awk langages propres de l'interface UNIX.
Du fait de la grande variété des données à utiliser, la combinaison des logiciels utilisés est très diverse selon les étapes et les tâches à accomplir. Nous nous limitons à décrire les caractéristiques plus importantes des logiciels utilisés pour mener à bien notre recherche. Le sommaire des logiciels utilisés est dans le tableau 2.1.
|Logiciel||Application||Environnement||Auteur|
|IDRISI||SIG||DOS/WINDOWS||J. Ronald Easman. Clarck University. Graduate School of Worcester, Massachusetts

06110 USA
|ILWIS||SIG||DOS/WINDOWS||ITC

International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences.
P.O. Box 6
7500 A.A Enschede
The Netherlands
|PC

ARCINFO
|SIG||PC, MS-DOS||ESRI

Environmental Systems Research Institute
380 New York Street
Redlands, California
92372 USA
|ARCINFO||SIG||UNIX||ESRI|
|ARCVIEW||SIG||PC/WINDOWS||ESRI|
|SURFER||Zonage de l'aléa Sismique||WINDOWS||Golden Software, Inc

809 14th Street
Golden, Colorado
80401-1866 USA
|SEISRISK III||Aléa sismique||MS-DOS||Bender, B. and Perkin, D.M.

USGS
|HAZUS||Risque sismique||WINDOWS||FEMA

Federal Emergency Management Agency USA
|HEC-RAS||Aléa Inondation||WINDOWS||HEC

Hydrologic Engeneering Center
USA
|EXCEL||Données tabulaires||WINDOWS||Microsoft Corporation|
|Adobe Photoshop||Corrections et retouches finales||WINDOWS||Adobe System Incorporated

California, USA
|Corel Draw||Représentation des données||WINDOWS||Corel Corporation

Ontario, Canada
Tous les logiciels mentionnés ci-dessus ont accompli différentes tâches dans chaque étape du développement du SIG Choco ainsi :
IDRISI est composé d'approximativement 120 programmes simples appelés modules, regroupés en trois catégories: les 'CORE MODULES' pour la saisie, le stockage et l'édition des données; les 'RING MODULES' pour l'analyse et d'opérations spatiales ainsi que pour le traitement d'images et les 'PERIPHERAL MODULES', pour la conversion du format des données, il offre la possibilité de couverture complète des étapes de l'élaboration d'un SIG, commençant pour la saisie des données allant jusqu'à la production des documents finaux. Ajoutons à ceci, un bon rapport qualité prix actuel, parmi les logiciels de SIG/Télédétection.
ILWIS est un logiciel très complet, performant et complexe. Il est muni des fonctions semblables à celles d'IDRISI. En plus son module d'interpolation est remarquable pour sa supériorité comparée avec Idrisi, ainsi que sa rapidité et sa qualité.
PC/ARCINFO est un logiciel très performant, complexe et très complet. Bien qu'il ne soit pas très convivial, son module ARCEDIT est très commode et simple pour la numérisation des polygones. Nous avons profité de cet avantage pour la numérisation des différentes cartes géologiques, des sols, d'infrastructures etc.
ARCVIEW est plus convivial qu'ARCINFO. Il est muni en plus d'innombrables extensions auxquelles on peut accéder gratuitement via Internet. Ce logiciel a été d'une grande utilité pour la correction des plans numérisés.
UNIX/ARCINFO a été le logiciel le plus utilisé pour le traitement et l'analyse des données. Le module TOPOGRID permet de générer les modèles numériques d'altitude en format raster avec un certain nombre d'options. Le principal avantage de ce module est que les modèles peuvent être générés combinant différents types de couvertures (points, arcs, polygones, réseau hydrographique, etc.). Cette approche est particulièrement appréciée pour les zones de données clairsemées. Un autre avantage non moins important est la création de modèles hydrologiquement correctes.
SURFER est un système d'analyse graphique qui fonctionne sous Windows. Il permet d'interpoler des données importées d'EXCEL, irrégulièrement espacées dans les plans XYZ à une grille régulièrement espacée. Une fois interpolées, ces données sont employées pour produire un type de cartes de découpe et de traçage de surface qui représente mieux nos données. Avec SURFER, nous avons crée les cartes de sismicité et d'aléa sismique.
Ce travail a nécessité en plus l'utilisation de certains logiciels spécialisés tels que:
HEC-RAS est le logiciel utilisé pour la simulation et la modélisation des crues.
SEISRISK III fut l'instrument principal pour la modélisation sismique probabiliste, pour la production des cartes d'aléa sismique du département du Choco.
HAZUS est le logiciel utilisé pour la simulation, la modélisation et le calcul des risques sismiques à Quibdó.
Finalement, pour la représentation des données, qui touche l'ultime phase du travail, d'ordre principalement esthétique, nous avons utilisé deux logiciels tournant sous WINDOWS.
ADOBE PHOTOSHOP, qui permet, entre autres faire de nombreuses corrections et /ou superpositions des images.
COREL DRAW a été d'une grande utilité pour la cosmétique liée à la présentation finale des résultats.
Pour mener à bien notre analyse nous avons commencé par établir une liste des données nécessaires, ainsi que des institutions à consulter pour leurs acquisitions.
Les éléments utilisés pour la génération des différents plans d'information nécessaires pour l'élaboration du SIG Chocó sont les suivantes :
La base de données au sein d'un SIG, doit être constituée de façon à posséder:
Avant de procéder à la création de la base de données géoréférée numérisée, il faut définir la structure de la même, afin de pouvoir garantir sa fonctionnalité et validité pour l'étude projetée. Pour l'analyse des aléas, il faut en plus des caractéristiques déjà mentionnées, que notre base soit structurée telle qu'elle puisse respecter les exigences suivantes:
La figure 2.2 montre la structure de la base de données géoréférées du département de Choco. Elle est constitue des plans suivants :
La topographie: Pour la constitution du plan topographique pour le département du Choco, on a commencé par re-dessiner les courbes de niveaux de la carte de base sur papier calque avant de les numériser, avec le but d'avoir une meilleure visibilité des courbes. Comme les cartes du Chocó à l'échelle 1:500'000 ne présentent pas un système d'équidistance d'altitude homogène, cela a compliqué sérieusement la digitalisation. La saisie a été effectuée par numérisation des cartes avec le Module TOSCA d'IDRISI. Par la suite à l'aide du module ARCEDIT d'ArcInfo, on a numérisé quelques points supplémentaires, ainsi que d'autres courbes de niveau, extraits des planches de quelques municipalités du Chocó (Quibdó, Jurado, Lloro, Itsmina, El Carmen de Atrato).
La géologie du Chocó a été saisie de la même manière que la topographique. Mais la géologie étant de surface il fallait re-dessiner des polygones, pour ensuite les numérisés avec ArcEdit.
Le réseau hydrographique du Chocó a été saisi suivant les mêmes étapes que pour la saisie de la topographie. On a commencé par l'extraction manuelle des rivières à partir de la carte topographique du Chocó, en suite nous avons digitalisé les lignes avec TOSCA. Plus tard nous avons ajouté d'autres données issues de la carte de Quibdó avec le module ARCEDIT d'ArcInfo.
L'environnement humain: Les données brutes qui conforment les différents plans d'information de l'environnent humaine ont été saisies à l'aide d'EXCEL, et DBASE. Pour leur numérisation nous avons utilisé ARCEDIT.
La base de données ainsi conçue est le fondement de toutes les cartes qui ont été construites lors de notre recherche. Chaque plan d'information peut être lui-même une carte. Elles peuvent être produites directement par le biais de l'impression directe à partir de la création des LAYOUTS module intégré dans la majeure partie des SIG utilisés. On peut aussi construire des cartes à travers la combinaison de différents plans d'information, ainsi qu'au moyen des opérations telles que l'interpolation, la multiplication, l'addition, etc. Finalement, à partir de ces cartes et avec la modélisation des phénomènes étudiés, on peut aussi produire soit des cartes, soit d'autres types d'informations.
A partir de l'information altimétrique contenue dans les plans d'information topographique et hydrographique (courbes de niveaux, point cotés et le réseau hydrographique) un modèle matriciel a été interpolé avec une maille de 50 mètres. L'image résultante possède 1250 colonnes et 2800 lignes.
Le MNA matriciel ou raster est une grille régulière dont chaque cellule représente l'altitude moyenne du terrain naturel.
La constitution du plan d'information du MNA du Choco a nécessité quelques étapes :
Numérisation des courbes de niveau à partir de la carte topographique du Choco au 1:500'000. Pour ce faire, nous avons divisé celle-ci en deux parties, pour respecter les dimensions maximales actives de la table à digitaliser. Le système de référence utilisé pour la numérisation est le Transverse Universel de Mercator- UTM.
La zone numérisée est limitée par le rectangle ayant les coordonnées suivantes :
Xmin = 900'000 km
Ymin = 900'000 km
Xmax = 1'150'000 km
Ymax = 1'460'000 km
Correction et assemblage des couvertures des courbes de niveaux. Pour se faire nous avons utilisé le module CONCATENAT de TOSCA.
Préparation du fichier type vecteur pour son interpolation. Pour cette raison, on a d'abord procédé à la reclassification des données, en vue d'obtenir les minimums compatibles avec Ilwis. Avec le module RECLASS d'IDRISI, nous avons changé les valeurs minimums de la couverture originale du Choco de 0 à -32767.
Initialiser une image qui servira de support à la conversion au moyen du Module INITIAL d'IDRISI.
'Rastérisation' des courbes de niveau au moyen du module LINERAS d'IDRISI fut le pas suivant.
Exportation des fichiers vers ILWIS. Elle a été réalisée au moyen du module EXPORT d'IDRISI à format GIS, avec le module ERDIDRISIS.
INTERPOLATION des courbes de niveaux 'ILWIS, on a obtenu le modèle numérique du terrain pour le département du Chocó.
L'évaluation de la qualité de MNA a été faite en utilisant la méthode visuelle. Les courbes de niveau ont été générées à partir du MNA modélisé, ensuite, elles ont été comparées aux courbes de niveau des données de base. Le modèle de terrain ainsi créé couvre une superficie supérieure à notre zone d'étude, ceci pour assurer sa fiabilité et sa qualité.
Délimitation du département du Chocó: pour extraire la zone exacte, tenant compte les limites du département, un masque a été crée. Pour ce faire la forme du département du Choco a été numérisé en forme de polygone. Ceci a nécessité la création de la topologie du masque car elle a été saisie à l'aide du module TOSCA d'IDRISI.
L'application de ce masque à notre MNA: pour ce faire nous avons utilisé le Module OVERLAY d'IDRISI, qui a servi à multiplier les images du premier MNA et le masque. Le résultat ainsi obtenu est illustré par la figure 2.3.
Une fois cette étape achevée, le modèle numérique de terrain du Choco, est maintenant prêt à être étudié et employé comme base de calcul et de scénario base pour la modélisation des différents phénomènes.
A partir du MNA du Choco, nous avons créé trois produits dérivés dont il sera fait usage dans ce travail.
Pour mettre en évidence le relief de la zone d'étude, nous avons généré une représentation ombrée du modèle numérique d'altitude. Elle a été créée á l'aide du Module SURFACE d'IDRISI, option "HILSHADING". Cette image représente une carte d'illumination basée sur les gradients des pentes en relation avec la position de la source (Azimut). Pour une meilleure perception des détails, l'image ombrée a été contrastée au moyen du module STRECH, figure 2.4.
Une carte des valeurs des pentes pour le département du Choco a été produit en utilisant le module SURFACE, option "slope" d'IDRISI. La carte de pente peut s'exprimer en pourcentage ou en degrés. La carte de pentes du Choco a été produite en degrés. Les informations qu'elle contienne sont indispensables pour la modélisation des phénomènes contrôlés topographiquement, comme les inondations et les glissements de terrain. Les valeurs initiales ont été ramenées à 9 classes par le module RECLASS. La carte des valeurs de pentes du Chocó est illustrée par la figure 2.5. Une analyse à également été faite pour l'orientation des pentes.
Les systèmes d'information géographique (SIG) sont un moyen d'effectuer une analyse spatiale des données. La base de données est constituée de données ponctuelles et spatiales, à la fois courantes et historiques. Nous avons structuré les données de façon à répondre aux besoins de l'étude. Ils ont été codés dans l'espace et le temps. Après les avoir géoréférencées, on a combiné et analysé toutes les données en profitant des avantages des SIG.
On a pu constituer ainsi une base de données numériques dynamiques, qui pourra être maintenu et mise à jour et qui pourrait se convertir en système d'appui à la décision et à la planification du développement départemental. Ces systèmes obligent à intégrer les produits provenant de la collecte de données et de la modélisation dans un environnement qui comporte des interfaces d'utilisation relativement simples et transparentes, mais souples. Le système repose sur la base de données spatiales et les outils informatiques par le biais des SIG. De tels systèmes peuvent servir à la planification et/ou appuyer les opérations d'intervention d'urgence.
Afin de créer la base de données pour l'analyse des aléas et risques géologiques dans le département nous avons fait une compilation méticuleuse et approfondie de données, en partant du principe que la qualité des résultats est directement proportionnel à celle des données d'entrée.
Nous avons rencontré quelques difficultés tout au long de cette tâche, à savoir :
Les cartes topographiques de base élaborées par l'IGAC pour le département du Choco ne sont pas de très bonne qualité, elles n'ont pas été révisées récemment.
Les photos aériennes de la zone ne sont pas récentes, elles datent pour la plupart de 1974 à 1986.
L'étendue de la région très grande et avec une végétation de forêt humide tropicale rend difficile l'actualisation des cartes.
L'absence totale de données numérisées pour la région étudiée.
Une grande partie des données a dû être acquise à Bogota car elles sont inexistantes dans la zone d'étude. On a dû d'un côté acheter à Bogota et d'un autre côté compléter l'information et l'actualiser dans chaque organisme responsable des différentes données au Chocó. Pour ce faire, nous avons été obligés de faire la tournée de chaque organisme politico-administratif, vu l'absence totale de communication interinstitutionnel. Le chaos qui règne dans le département du Chocó au niveau des archives est indescriptible.
Certaines données exigent des permis spéciaux car elles correspondent à la zone de frontière avec le Panama.
Des levés topographiques locaux furent nécessaires pour améliorer la qualité des cartes existantes.
L'utilisation d'un grand nombre d'applications informatiques a été nécessaire.
Le franchissement de ces difficultés avec d'autres pas mentionnées ici a permis:
La création de la première base de données géoréférée du département du Chocó. Les informations récoltées concernent les plans topographiques, géologiques, climatiques, hydrométérologiques, sismiques, morphologiques, tectoniques et en général, toutes les couches concernant les trois types d'aléas étudiés. Disponible sur forme numérique, cette base de données sera mise à disposition des autorités municipales et départementales.
Chaque plan du SIG constitue en soi même une carte, les quelles peuvent aussi être combinées pour en produire d'autres.
A notre sens, tenant compte du temps qui a été nécessaire pour collecter les données et pour les numériser, afin de les assembler sous forme numérique, une série de recommandations devrait être élaborée par les institutions compétentes, sur la base de ce travail, pour que soit favorisée la centralisation et organisation des données, des archives et des bases de données, quelque fois inexistantes dans des différents instituts responsables dans le département et les municipalités du Chocó.
Sous l'expression 'instabilité de terrain' sont regroupés plusieurs phénomènes tels que, les affaissements, les tassements, les glissements de terrain, les effondrements, les écroulements et chutes de blocs, les coulés boueuses et d'autres encore, dont le rôle principal est joué par la gravité.
Les zones soumises aux mouvements de terrain au Chocó sont surtout les régions de montagne (le flanc occidental de la cordillère occidentale, la "Serranía" du Baudó et de façon moindre la "Serranía" du Darien), en raison de l'existence de reliefs très contrastés et de conditions climatiques rigoureuses. Les régions à relief moins contrasté sont également affectées, si les conditions géologiques sont réunies (glissement sur les pentes argileuses, effondrement de carrières ou de cavités naturelles en plaine).
Les glissements de terrain provoqués par une pression élevée de l'eau interstitielle, en raison des fortes précipitations, sont nombreux dans la vallée de l'Atrato (Mosquera-Machado, 1994). Au cours des dernières décennies, de nombreux mouvements de terrain se sont produits dans différentes régions du département du Chocó. Ceux-ci sont spécialement visibles sur les deux routes qui relient le département avec le reste du pays.
Si c'est la gravité qui est la cause première de ces mouvements de masse, l'eau et l'air sont des facteurs qui les facilitent en agissant comme lubrifiants. Il n'est pas surprenant que certains glissements de terrain à Quibdó en juin 1993, au quartier San Martin, Obrero et San Judas ont eu lieu suite à des pluies abondantes (Mosquera-Machado,1993). Parmi les autres facteurs déclenchants, notons les vibrations engendrées lors de séismes, l'action érosive des cours d'eau, ainsi que l'activité humaine.
Le but de ce chapitre est de produire une carte préliminaire de susceptibilité à l'aléa 'instabilité de terrain' reposant sur une approche combinant les méthodes qualitatives d'analyse.
Aujourd'hui, il existe de nombreuses méthodes d'analyse qualitatives et quantitatives de l'aléa instabilités de terrain. Nous avons utilisé une méthode simple issue de la combinaison des analyses statistique et morphologique (Keefer D, 1984), applicable aux mouvements de terrain causés par les tremblements de terre principalement, mais elle tienne compte aussi d'autres facteurs déclenchants tels que les pluies.
L'apparition des phénomènes d'instabilité de terrain est conditionnée par la conjonction dans l'espace et dans le temps de facteurs intrinsèques (nature et propriétés mécaniques des matériaux, plans de ruptures préférentielles, pentes du terrain, couverture végétale), de facteurs aggravants (teneur en eau des matériaux, érosion en bas de la pente, action anthropique) et des facteurs à évolution rapide ou facteurs déclenchant (conditions hydrométéorologiques exceptionnelles, séismes, talus routiers, tranches en bas de pente). La détermination d'un niveau d'aléa instabilité de terrain passe donc par l'appréciation de l'ensemble de ces facteurs.
Pour faire notre première analyse des instabilités de terrain au Chocó, nous tiendrons compte des facteurs suivants :
La pluviosité et la sismicité seront considérés comme facteurs déclenchants.
A ce niveau les conditions intrinsèques : géologie, morphologie (pentes, aspect des pentes) sont confrontés aux facteurs déclenchant: précipitations et tremblements de terre avec magnitudes MS >4.9, (pour une analyse détaillée de la sismicité du Chocó, voir résultats du chapitre 5).
Cette analyse a été effectuée par étapes :
Pour la détermination des différents types de phénomènes, on s'est basé sur la classification de Keefer (1984), qui caractérise les différents types d'instabilité selon leur pente et le matériel impliqué, dans un contexte régional à sismicité moyenne à forte. Les différents types d'instabilité cités sont définis dans les paragraphes 3.21 et 3.2.2.
Chute (fall) : blocs ou masses démembrés dévalant la pente en chute libre, par rebondissement ou par roulement. Ce phénomène se déclenchera sue des pentes > 40°. Il associerait tout type de roches et du matériel fracturé et altéré.
Glissement (slide) : désintégration des masses en fragments et blocs qui glissent le long d'une surface plane. Il s'agirait de presque tout type de roches avec une pente > 35°. Concernant les matériaux meubles, il implique les couches de sable colluvial avec des pentes > 15°.
Avalanche (rock avalanche) : glissement se désintégrant en un flux de fragments, se déplaçant de plusieurs kilomètres, impliquant un gros volume de masse. Il aurait lieu dans de matériel avec litage, failles, surfaces foliées et altérations significatives. Pentes > 25°.
Affaissements (slumps) : blocs profondément enracinés glissant le long de la surface de rupture. Phénomène caractéristique des roches faiblement consolidées, altérées et faillées, de pentes > 15°. Concernant les matériaux meubles, ce phénomène se présente dans les graviers et les sables non consolidés, moraines et dépôts de colluvion, avec des pentes ³10°.
Glissements (bloc slides) : phénomène composé d'un ou plusieurs blocs glissant sur une surface de rupture plus au moins plane. Il implique des matériaux rocheux faiblement consolidés, avec des pentes > 15°.
Les tableaux 3.1a et b résument les types d'instabilités identifiés dans le département du Chocó.
|Mouvements discontinus||Mouvements continus|
|ROCHE||CHUTES (falls)||GLISSEMENT (slides)||AVALANCHS (avalanches)||AFFAISSEMENTS (slumps)||GLISSEMENTS (block slide)|
|Matériel||grès, conglomérat,

Matériel fracturé, altéré.
|grès, conglomérats matériel fracturé, altéré||matériel avec litage, faillé, altéré||peu consolidé, faillé, altéré||faiblement consolidé, faillé, marne, grès|
|Pentes||> ; 40°||> ; 35°||> ; 25°||> ; 15°||> ; 15°|
|Matériel du Chocó, présentant des similitudes||Ksv, Kvsc,

Tsc, Tec,
Tmuc, Tcm,
Tmn, Kvb,
Tms, Ktdm
|Ksvc, Ktdm,

Kvb, Tec, Tecs,
Tos, Tcm, Tpm,
Tms
|Tcm, T, Tgc||Qp, m, Qal,

Tmu
|M, Qp, Qal|
Pour le code stratigraphique voir tableau 1.1.
|MATERIEL||Mouvements discontinus||mouvements continus|
|MEUBLE||CHUTES (falls)||GLISSEMENTS (slides)||AVALANCHES||AFFAISSEMENTS (slumps)||GLISSEMENTS (block slide)|
|Matériel||grès, conglomérat

Matériel fracturé, altéré.
|grès, conglomérats matériel fracturé, altéré||/||gravier et sable cimenté, colluvion, moraine de fond||/|
|Pentes||³ 40°||³ 15°||/||³10°||/|
|Matériel du Chocó, présentant des similitudes||Qp, Tgc||Tmu, Tos||/||Tmu||/|
Pour le code stratigraphique voir tableau 1.1.
La détermination du niveau de susceptibilité aux instabilités de terrain dépend de l'identification des traces d'activité de mouvements de terrains, mais aussi de la conjonction des conditions intrinsèques, des facteurs aggravant et déclenchant cités précédemment dans le paragraphe 3.1.
Rappelons que le zonage des aléas recouvre deux notions, temporelle et spatiale, mais ici pour le zonage de la susceptibilité aux instabilités seule la probabilité spatiale est prise en compte.
Susceptibilité faible à nul : mouvement très localisé possible (échelle métrique ou décamétrique), avec facteur déclenchant (activité anthropique, sismicité, pluviométrie) pour les zones de pentes faibles, avec peu d'indices d'instabilités de terrain, avec une probabilité faible à nulle d'apparition de mouvements de terrain.
Susceptibilité moyenne, pour les zones de pente moyenne (15° < p < 30°), avec altération profonde des matériaux, indices des instabilités reconnues et avec une probabilité moyenne de mouvements de faible ampleur (mouvement superficiel ou relativement superficiel, profondeur de la rupture métrique à décamétrique), pouvant devenir fort sous l'action anthropique.
Forte susceptibilité, pour zones de pentes fortes à très fortes (p > 30°) avec des indices de nombreuses instabilités connues, avec une probabilité élevée d'apparition de mouvements de faible et moyenne ampleur.
La carte de la susceptibilité aux instabilités de terrain pour le Chocó, n'indique pas que l'instabilité va obligatoirement se réaliser, cependant, elle permet d'attirer l'attention des autorités sur la possibilité d'un danger qui doit être confirmé pour une analyse plus détaillée sur le terrain.
Comme nous avons expliqué précédemment notre but n'est pas le pronostic, ni la cartographie des différents types de mouvement de terrain susceptibles de se produire dans le département du Chocó. Nous nous bornons ici à délimiter de façon générale et exploratoire, l'ensemble de zones susceptibles de présenter des instabilités de terrain dans tout le département.
Les différents types d'instabilités du Chocó, ainsi que les zones susceptibles à chaque type de phénomène, ont été définis à partir des cartes géologiques et de pentes.
Seuls les conditions intrinsèques intervenant dans l'occurrence du phénomène ont été prises en compte.
Nous avons adapté la méthodologie de Keefer à notre région d'étude en partant du fait qu'une grande partie des critères de cette méthodologie s'adaptent assez bien aux conditions de notre zone d'étude, pour des mouvements de terrain de surface de dimensions entre 1m et 10 km. En plus le zonage correspondant à Quibdó, zone urbaine a été vérifié sur le terrain. D'autres zones situées sur les routes ont été également vérifiées sur le terrain.
Cette partie du travail nous l'avons réalisée en quelques étapes, selon l'organigramme de la figure 3.1 et les critères présentés dans la figure 3.2.
1. Classification des pentes du Chocó: elles ont été divisées en 4 groupes prenant comme base la classification de Keefer et Wang (1997) ainsi :
Groupe 'A'- glissements existants : les mouvements caractéristiques pour les glissements existants sont normalement le siège de nouveaux glissements ou de glissements à proximité. Pour bien connaître la nature de chaque type de glissement, il est nécessaire de faire l'évaluation du site. Cette condition n'était pas réalisable dans des zones identifiées à végétation dense.
Groupe 'B'- pentes escarpées > 25°: On a mis les pentes supérieures à 25°, lesquelles sont particulièrement instables (Keefer, 1993). les facteurs à prendre en compte pour l'analyse de ce type de pentes sont la teneur en eau, les conditions hydrologiques ainsi que le degré de cimentation des matériaux.
Groupe 'C'- pentes modérées entre 15°et 25°: Pour ce type de pentes, on considère que les mouvements translationnelles et rotationnelles sont les plus communs.
Groupe 'D'- pentes < 15° sont les pentes dites douces. Les unités géologiques du pré-quaternaire ont été considérées comme stables. Les dépôts plus jeunes ont été considérés plus vulnérables au mouvement en cas de séisme. La classification des pentes est illustrée par la figure 3.3.
2. Analyse des facteurs géologiques pour chaque groupe de pentes.
3. Multiplication binaire des images des pentes et des roches. Les résultats sont résumés dans le tableau 3.2a et b.
|Code stratigraphique||Ksv

Kvsc
Tsc
Tec
Tmuc
Tcm
Tmn
Kvb
T
K
Tdm
|Ksvc

Ktdm
Kvb
Tec
Tecs
Tos
Tcm
Tpm
Tms
|Tcm

T
Tgc
|Qp

M
Qal
Tmu
|Pentes > ; 40°||CHUTES (falls)|
|Pentes > ; 35°||GLISSEMENT (slides)|
|Pentes > ; 25°||AVALANCHES|
|Pentes > ; 15°||AFFAISSEMENTS

(slumps)
|Code stratigraphique||Qp, Tgc||Tmu, Tos||Tmu|
|Pentes > ;= 40°||CHUTES (falls)|
|Pentes > ;= 15°||GLISSEMENT (slides)|
|Pentes > ;= 10°||AFFAISSEMENTS(slumps)|
4. Délimitation d'aires potentielles d'instabilités: pour se faire nous avons utilisé le module 'GROUP' d'IDRISI afin de regrouper les aires des différents types d'instabilité.
5. Assignation des niveaux de l'aléa : l'analyse détaillée des critères de la figure 3.2, ainsi que leur positionnement sur une carte nous a permis d'envisager des zones à différents degrés de l'aléa: faible, modéré et élevé. La carte ainsi obtenue est illustrée par la figure 3.4.
L'approche utilisée dans ce chapitre avait pour but la création d'une carte de susceptibilité aux instabilités de terrains au Chocó. Cette approche basée sur des critères empiriques a permis d'établir un zonage des régions sensibles, du point de vue des instabilités de terrain, sur la base du croisement des conditions intrinsèques comme la géologie, la pente avec les indices éventuels de mouvement et la reconnaissance de différents types de mouvements de terrain. Cette approche nous a permis de définir seulement deux dimensions. La profondeur du phénomène ne peut pas être déterminée à partir de notre carte. Mais l'intérêt réside dans le fait que cette carte préliminaire de susceptibilité aux instabilités de terrains du département du Chocó, indique où le mouvement de terrain peut se produire, attirant l'attention des autorités et des décideurs sur les zones qui doivent être le sujet d'études détaillées.
Cette carte délimite les zones potentiellement instables du département en utilisant une classification très simple des niveaux de susceptibilité: de nulle à forte. Pour la surface analysée qui est de 46'530 km2 (100%), les zones d'aléa élevé (zones rouges) occupent environ 5'800 km2, ceci représente le 13% de la surface du département. Les zones d'aléa moyen (zones vertes), occupent une surface de 8410 km2, équivalant au 18% de l'aire totale. Finalement les zones moins sensibles ou d'aléa faible (zones jaunes) occupent 32'320 km2, ce qui correspond au 69% de l'aire totale. Les zones moins sensibles occupent une surface plus importante que la somme des zones d'aléa élevé et modéré, qui représentent le 31% de la surface totale départementale.
Il ressort de la carte que :
Les zones d'instabilité élevée coïncident avec les zones de montagnes (flanc occidental de la cordillère occidentale, 'Serranías'du Baudó et du Darien), c'est compréhensible car la région est caractérisée par des pentes raides. Les zones d'aléas modérés se situent surtout à proximités des vallées de l'Atrato.
Les zones basses sont situées dans la zone d'aléa faible ou nulle mais cela ne veux pas pour autant dire que l'on exclue la possibilité d'occurrence des glissements de terrains. Ces parties du territoire départemental sont très sensibles à la liquéfaction associée aux tremblements de terre.
A partir de cette carte et de la connaissance de la zone étudiée, nous pouvons ajouter que les zones potentielles de chutes (roches et matériaux meubles) se concentrent principalement dans les parties plus hautes du département sur le flanc occidental de la cordillère occidentale, plus précisément dans les routes Quibdó-Medellin et Tado-Pueblo Rico.
Cette approche méthodologique a un coût économique relativement bas. Elle pourrait être utilisée sans problème pour une analyse préliminaire des instabilités de terrain pour toute la Colombie. Elle devrait faire l'objet d'un calibrage sur des zones pilotes, ensuite elle pourrait aussi servir de base à des projets de développement régional. Elle montre clairement les zones qui méritent un degré d'attention plus important avant de procéder aux constructions dans les dites zones.
Vivre à proximité d'un cours d'eau dans le département du Chocó, présente non seulement beaucoup de charme, mais aussi une nécessité vitale pour le transport de la communauté. Etant donné que 80% du département est situé dans la plaine alluviale. Les inondations, représentent plus de 60 % des catastrophes naturelles au Chocó. Leur fréquence a incontestablement augmenté ces dernières années, occasionnant pas mal de dégâts et parfois des victimes. Mais on ne peut pas répondre aux impératifs de prévention et de protection en maintenant coûte que coûte le débit de crue dans le lit mineur ou en interdisant toute construction. Il faut essayer de concilier les réalités hydrauliques des inondations probables avec les impératifs économiques et sociaux de l'aménagement d'un territoire. En partant de la réponse a cette question :
La crue est-elle un aléa prévisible ?
La possibilité d'occurrence d'une crue dépend des précipitations, de l'état du bassin versant, et des caractéristiques du cours d'eau. Ce phénomène naturel est prévisible dans son intensité. Cependant il est très difficile de connaître le moment où il surviendra. Ce qui est faisable est déterminer les terrains potentiellement inondables.
Les objectifs de ce chapitre sont :
Ce chapitre présente les résultats d'un projet visant à étudier, comprendre et caractériser l'évolution de l'aléa d'inondation au Chocó. Les résultats de ce chapitre ne visent pas à produire une carte détaillée des zones inondables, ni à définir, concevoir ou recommander des projets particuliers à certains endroits. Elles visent à fournir un outil de base pour contribuer à l'effort qui devront faire les organismes provinciaux, locaux, et la population en général pour réduire les pertes causées par les inondations et gérer plus efficacement les plaines inondables.
La première partie de ce chapitre correspond à une présentation des causes et effets des inondations dans le département du Chocó.
La deuxième partie explique la méthodologie utilisée pour l'analyse de premier ordre de l'aléa d'inondation dans le département. La cartographie et les critères de reconnaissance de l'aléa sur le terrain se veulent volontairement simples. Elle consiste à faire l'inventaire le plus exhaustif que possible des zones potentiellement inondables. Dans ce type de cartographie de reconnaissance nous avons écarté volontairement la quantification de l'aléa en termes de probabilité, pour en garder que l'aspect présomptif.
Les inondations sont le résultat d'une conjugaison complexe de facteurs, qui influent sur le débit d'un cours d'eau. Parmi les plus importants, rappelons la quantité et le type de précipitations, la nature et l'état du bassin versant, la couverture végétale et la capacité d'absorption du sol, la présence d'obstacles à la circulation des eaux, la masse d'eau libérée par une rupture de barrage ou de digue, ainsi que le climat. Ajoutons à tout ceci les facteurs humains, figure 4.1. Dans notre région, les inondations sont essentiellement le fait, soit de ruissellements localisés lors d'épisodes orageux, soit des stagnations en plaine, suite à des pluies étalées et durables, soit de débordements de fleuves ou de rivières en crue, soit de remontées de nappes phréatiques. Les facteurs aggravants dans tous les cas, sont l'intensité et la durée des précipitations, ainsi que l'importance de la surface et de la pente du bassin versant. Les grandes crues ont surtout pour origine des averses exceptionnelles dues à leur grande intensité, leur durée ou leurs successions rapprochées. Sur de petits cours d'eau, des crues peuvent être engendrées ou aggravées par la rupture de barrages naturels ou artificiels, libérant brusquement les eaux accumulées.
La possibilité d'apparition d'une crue dépend de nombreux paramètres, autres que la quantité de pluie tombée: répartition spatio-temporelle des précipitations par rapport au bassin versant, évaporation et consommation d'eau par les plantes, absorption d'eau par le sol, infiltration dans le sous-sol, ruissellement, etc. Et pour une même quantité précipitée la crue apparaîtra ou non.
Au Chocó l'aléa pluvial est le résultat de la conjugaison de facteurs tels que :

A. L'influence maritime: Comme résultat des courants maritimes, un échange de température entre les grandes masses océaniques et la masse atmosphérique du continent, provoque une variation de climat du continent. Cette variation climatique se voit augmenter périodiquement, lors de l'occurrence de 'El Niño'
B. Les vents occidentaux: Toute la côte pacifique de la Colombie souffre de l'abondante et constante évaporation de la mer, qui est traversée par les vents saturés occidentaux, lesquels sont déviés par le courant de Humboldt et attirés par les vides créés par les calmes équatoriaux.
C. La situation géographique: Dû à sa position géographique, dans la zone intertropicale, le Chocó est soumis à un régime de basses pressions atmosphériques et de haute nébulosité.
D. La structure orographique: La cordillère occidentale sépare de façon brusque géographiquement et climatiquement le Chocó du reste du pays.
L'interaction de ces facteurs provoque dans le département du Chocó des pluies abondantes pendant toute l'année, avec une intensité variable, on n'a pas d'été ou d'hiver; mais des mois plus ou moins pluvieux, février étant le mois de plus basse précipitation.
Les facteurs hydrologiques qui influence le processus précipitation-débit-ruisellement sont: La taille du bassin versant, la forme, la pente, les types et occupations du sol, la couverture végétale et le réseau hydrographique.
En fonction de la forme, le profil, et la rugosité du lit, chaque type de cours d'eau présente dans la plupart des cas, pour un événement pluvial donné, un comportement spécifique de base. L'exemple des inondations qui ont eu lieu dans tout le département en octobre 1994 illustre cette propriété de chaque cour d'eau :
Dans la rivière Andagueda, le caractère 'flash flood' du cours s'est manifesté en arrachant des fondations des villages entiers (figure 4.2). Pour l'Atrato les eaux sont montées plus lentement et sont restées à ce niveau pendant plusieurs semaines (figure 4.3). Pour le San Juan, Tamana et Baudó, le comportement a été similaire, une montée des eaux rapides, moins que pour L'Andagueda, mais beaucoup plus rapide que pour l'Atrato, et une décrue en quelques jours (figure 4.4).
Le comportement d'un bassin versant implique l'existence d'un équilibre, cependant cette condition a déjà été modifiée par l'action anthropique, ce qui change le processus de stockage et transfert du cycle.
Le développement économique et la croissance de la population ont exercé des pressions qui ont eu pour effet de modifier le régime des eaux de surface et le paysage des plaines inondables.
Les efforts des différentes administrations départementales et municipales visant à restreindre la zone active des plaines inondables sont variés : construction de barrages, de digues et d'ouvrages de dérivation, dragage et réalignement des lits, et assèchement des marécages. Ces mesures, qui profitent sans nul doute au développement économique de la région, ont par ailleurs entraîné le déséquilibre du bassin versant. Des marécages ont été éliminés, l'érosion littorale s'est accrue, et les plaines inondables ont perdu leur capacité de filtration dans les sédiments.
L'urbanisation modifie radicalement le drainage des bassins versants naturels, car elle accroît le volume et le débit du ruissellement. Bien que les conséquences sur les gros réseaux fluviaux soient minimes, la capacité de transport des petits cours d'eau peut rapidement être dépassée, ce qui cause des problèmes d'inondation et d'érosion.
Au Chocó les causes anthropiques, qui provoquent une diminution de la capacité en eau des rivières et fleuves sont :
Un aperçu de quelques facteurs d'origine anthropique qui provoquent la sédimentation des cours d'eau dans le département du Chocó, sont illustrés par les figures 4.5 a, b et c.
Pour l'élaboration de la carte d'aléa inondation nous avons utilisé une méthodologie qui s'appuie sur une approche géomorphologique des écoulements en crue, ainsi que sur l'emploi d'un SIG afin de créer une carte combinant les zones inondables et l'occupation du sol en ayant comme base le modèle numérique du terrain du Chocó, ainsi que les profils des rivières.
Les données qui existent sur les bassins versants du Chocó prennent de nombreuses formes et ne sont pas toujours disponibles sur une grande échelle. On a dû pour ce travail réunir des données provenant de différentes sources et de nos propres études. On a évalué les réseaux existants de données historiques pour les améliorer. Une base de données cohérente est essentielle à la réussite.
L'application concrète pour l'analyse générale de l'aléa d'inondation dans le Chocó, s'appuie en plus sur des observations de terrain et l'analyse de la morphologie des cours d'eau. Des photos aériennes ont été utilisées pour l'identification topographique. On s'est servi également des calculs locaux des hauteurs d'eau et des capacités hydrauliques calées sur des événements historiques (enquêtes et inventaires historiques) pour les débordements. On a tenu compte aussi des périmètres des zones basses n'offrant aux précipitations d'autre exutoire que l'évaporation ou l'infiltration dans le sous-sol ou présentant une pente si faible que l'évacuation ne peut se faire que très lentement. Cette analyse a permis de tracer les limites d'inondation pour les trois fleuves principales et pour la zone côtière.
Les étapes nécessaires pour la cartographie de l'aléa inondation peuvent être résumées comment suit :
1. A partir des levés de terrains pour les fleuves Atrato, San Juan, Baudó et les rivières Tamana et Andagueda pour la crue d'octobre 1994, nous avons obtenu les mesures des niveaux maxima atteins par les eaux, ainsi que leur extension aux villages principaux de chaque cours d'eau. L'exemple du type de données obtenues par ces relevés est dans le tableau 4.3.
|Lieu||Cours d'eau||Municipalité||Lieu d'observation

Lat. - Long.
|Hauteur des eaux [m]||Extension de la zone inondée [m]|
|Bellavista||Atrato||Bojaya||6.34N-76.39W||2.50||250|
|Salado||Sanjuan||Itsmina||4.55N-76.50W||3.6||130|
|Pie de Pepe||Baudó||Bajo Baudó||5.08N-76.50W||5.4||98|
|Aguasal||Andagueda||Bagado||5.30N-76.32W||8.0||150|
|Santa Rosa||Tamana||Novita||4.8N-76.58W||4.5||180|
2. Sur les profils bien définis des rivières, à partir des extensions et niveaux d'eaux mesurés, nous avons calculé la largeur (extensions) des crues.
3. D'autres profils des fleuves ont été obtenus dans Arcinfo pour être comparés avec des profils mesurés sur le terrain, et par une simple règle de trois nous avons calculé l'extension de l'inondation tous les 200 mètres.
4. Tous les points d'extension de l'inondation calculés et mesurés ont été regroupés dans un fichier EXCEL.
5. Les points de la surface d'inondation ont été cartographiés dans IDRISI à partir de l'importation du fichier EXCEL.
6. Les points des zones inondées ont été comparés avec des niveaux pour des périodes normales, ceci nous a permit de calculer la différence de niveaux, laquelle a été compare avec les profils de terrain afin de repérer l'altitude des lignes qui unissent les points des extensions de la crue. Cette étape de l'analyse nous l'avons nommée 'Transitando'.
7. Nous avons ainsi obtenu deux surfaces topographiques d'inondation: une pour le bassin versant de l'Atrato et une autre pour les bassins versants du San Juan. Les zones de mangroves sont des zones saumâtres noyées de manière permanente, elles ont été cartographiées et ajoutées à la surface d'inondation San Juan-Baudo.
8. La même analyse a été fait en utilisant les débits maxima mesurés lors des diverses crues de 1996.
9. La différence des niveaux calculés pour la surface d'inondation de 1994 et 1996 a donné les points limites de la surface d'inondation d'aléa faible.
10. On a classé les zones inondables en fonction des aléas: élevé, moyen et modéré à faible.
L'aléa élevé désigne les zones qui sont inondés périodiquement et que sont aussi les premières zones à être submergées lors d'un événement exceptionnel. Dans ces zones les vitesses de l'écoulement et/ou la hauteur d'eau peuvent être importantes, le changement de trace d'uns cours d'eau peut se produire lors d'une crue exceptionnelle.
L'aléa moyen délimite les zones submergées lors d'un événement plus grand qu'une inondation périodique normale, mais qui n'est pas un événement exceptionnel (par exemple la crue périodique d'août 1996). Dans ces zones, la vitesse et la hauteur d'eau pourront être faibles voire moyennes, la durée de submersion étant limitée.
L'aléa modéré à faible n'exclue pas la possibilité d'occurrence d'inondations dans ces zones, mais il indique que la hauteur d'eau et la vitesse d'écoulement seront faibles voire nulles.
Dans cette classification de l'aléa, nous nous sommes limités au caractère spatial de celle-ci. Une étude plus détaillée qui tient compte des différentes périodes de retour est présentée dans le chapitre 7 pour Quibdó.
Ainsi, nous avons obtenu notre carte d'aléa inondation du département du Chocó. Elle est illustre par la figure 4.6.
Cette carte générale de l'aléa inondation dans le département du Chocó constitue une première dans la zone d'étude. Cette carte a un caractère préliminaire. Elle porte sur l'aspect général de l'aléa inondation. La base de données intégrée contenant des données hydrométriques, climatiques, topographiques et d'autres données techniques concernant chaque bassin séparément aiderait aux calculs des paramètres des zones inondables. Elle synthétise les connaissances de l'aléa inondation qui sont évalués pour un phénomène de référence, à partir des informations disponibles, en particulier celles des crues d'octobre 1994 et août 1996.
La carte créée décrit qualitativement l'inondabilité du département du Chocó. Elle délimite les zones inondables désignées dans les bassins versants Atrato, San Juan, Baudó et le littoral pacifique. Ces zones comprennent les villes les plus importantes ainsi que les résidences du secteur rural situées dans les plaines inondables. Même si cette carte a un caractère général, elle permet de localiser et de hiérarchiser les zones exposées à des inondations potentielles.
L'analyse du zonage de l'aléa d'inondation du département du Chocó a permis de mettre en évidence que: la partie du territoire départementale qui est dans la zone d'aléa élevé est de 17'145 km2, constituant le 37 % du département. L'aire correspondant au niveau d'aléa moyen est de 15'425 km2, qui représente le 33 % de l'aire totale, et l'aléa modéré à faible est de 13'959 km2, qui correspondent au 30 % de la surface départementale.
Pour la surface totale analysée, qui est de 46'530 km, la part de territoire susceptible d'être inondé est de l'ordre de 32'571 km2, soit le 70% et celle de la population potentiellement touchée est d'environ du 60 %. Les villes principales du département tels que Quibdó, Rio Sucio, Bojaya, Bahia Solano, Ismina, Nuqui, et Canton de San Pablo, sont situées dans la zone d'aléa élevé.
Etant donné qu'il faut vivre avec les crues, un aménagement raisonné des zones inondables, adaptant le risque d'inondations au besoin de protection est donc nécessaire. Ce document ainsi que la carte disponible sous forme numérique, peuvent servir de support à des nombreux travaux à l'échelle régionale, constituant aussi un outil précieux pour la prise de décision.
La gestion des zones inondables afin de réduire les dégâts doit donc retenir toute l'attention des décideurs, elle doit s'intégrer en effet dans toute politique d'aménagement du territoire et pour se faire l'analyse de l'aléa inondabilité faite dans ce chapitre constitue un premier pas fondamental.
"Mieux vaut prévenir que guérir". Ce vieil adage revêt une toute autre importance lorsqu'on songe aux méfaits possibles des tremblements de terre.
Les dommages dus aux tremblements de terre dépendent de la façon dont le sol bouge et dont les édifices sont construits dans la région touchée, ce ne sont pas les tremblements de terre qui tuent, mais les effets directs et indirects tels que: effondrements des bâtiments, les glissements de terrains provoqués par les séismes, les incendies, etc. Il serait fort utile de prévoir quand et où doit se produire un séisme avec des conséquences catastrophiques, mais les progrès réalisés en recherche dans cette voie sont toutefois insuffisants. Il est par contre possible de prévoir la probabilité d'occurrence à long terme d'un séisme dans une région donnée. En étudiant les événements historiques et instrumentaux, il est possible de faire un zonage de l'aléa sismique, c'est à dire de créer des cartes spécifiant avec une précision raisonnable, où peut-on s'attendre à des événements sismiques qui provoqueront une accélération susceptible de produire des dommages et pertes.
Dans le cadre de la décennie internationale pour la prévention des catastrophes naturelles-IDNDR, quelques projets d'évaluation de dangers sismiques ont été réalisés à niveau global et pour la région andine d'Amérique du Sud.
Un programme global d'évaluation du danger sismique (GSHAP) a été mis en place en 1992 par le programme international de lithosphère (ILP) avec le support du Conseil international des syndicats scientifiques (ICSU). Le but de ce projet était la production d'une carte d'aléa sismique mondiale en accélération horizontale maximale de sol (PGA) pour une période de retour de 475 ans. Le projet de GSHAP s'est terminé en 1999.
Le centre régional CERESIS (1996) au Pérou a établi une carte de danger sismique pour la Amérique du Sud, en termes d'accélération maximale horizontale du sol, ainsi que des cartes de la sismicité du continent. Sous l'initiative de la CERESIS et avec la participation de la communauté économique européenne un projet sous le nom de PILOTO (1995-1997) a été mis en place. Le but principal étant la vigilance des séismes et le management du danger sismique pour l'Amérique latine. La production d'une carte d'aléa sismique pour la région fut le résultat principal de ce projet.
Une carte de zonage sismique de la Colombie a été établie par Auguste Espinosa (1984) et modifiée par le NSR-98. Elle délimite les diverses zones d'après l'importance probable des mouvements du sol en cas de séisme. Sans donner des spécifications quantitatives, elle donne un classement qualitatif des régions en haute, moyenne et basse sismicité (figure 5.1). Dans cette carte qualitative, le département du Chocó est situé dans la zone de haute séismicité. En fait d'importants tremblements de terre s'y sont produits et sont encore susceptibles de se produire encore. Voici quelques exemples :
Le premier séisme important dans le département du Chocó consigné par écrit remonte à 1759. Il provoqua des glissements de terrain dans la région du Baudó et fut ressenti loin dans les autres régions du département.
Le séisme du 26 septembre 1970 à Bahia Solano de magnitude Ms = 7.0 constitue un exemple plus récent. Personne ne fut blessé, mais il provoqua la destruction totale de la ville et la subsidence des plages. Aujourd'hui, comme conséquence de ce séisme, la commune d'Onetti est toujours inondée lors des hautes marées.
Soulignons d'autres tremblements de terre plus récents dans l'est du département dont ceux du 17 et 18 octobre 1992 à l'Atrato Medio et Bajo (Murindó), avec Magnitudes Ms = 6.8 et 7.3 respectivement. Ils n'ont pas provoqué des pertes en vie humaines, mais des dommages considérables furent occasionnés principalement par la liquéfaction du sol. Les municipalités de Bojaya et Rio Sucio furent partiellement détruites. Quelques villages furent complètement rayés de la carte. Jusqu'à maintenant, ces villes et villages sont encore en reconstruction.
Dans un département comme le Chocó, exposé à un fort risque sismique, et en sachant qu'on ne peut ni empêcher les séismes, ni les prévoir avec certitude dans l'espace, les mesures de prévention s'imposent. C'est pourquoi la protection sismique doit se concentrer sur l'atténuation des conséquences. Un préalable à la prise en compte du risque sismique est la cartographie. Mais pour faire de la mitigation on a besoin de plus que des cartes qualitatives, un vrai zonage sismique s'avère nécessaire. Dans ce contexte, cette étude se propose d'utiliser un système d'information géoréférée comme outil de modélisation et à l'aide des programmes spécialisés sur l'évaluation des aléas sismiques de produire des cartes de zonage séismique selon l'accélération maximale du sol.
Le nord-ouest de la Colombie se situe dans une zone d'interaction de trois plaques, tectoniques: Nazca, Caraïbes, et Sud-Américaine (figure 5.2). Cette zone est connue sous le nom d'union Triple du Darien et constitue une structure tectonique complexe.
Dans ce secteur la haute activité sismique est liée à la subduction de la plaque Nazca sous la plaque Sud-Américaine, lesquelles sont délimitées au nord par la plaque Caraïbe.
La plaque Nazca se déplace vers le nord-est sous la plaque Sud-Américaine, qui se déplace vers l'ouest. La vitesse de subduction est de l'ordre de 7 cm/an. La plaque Caraïbe se déplace en direction sud-est vers la plaque Sud Américaine mais plus lentement que la plaque Nazca, sa vitesse de déplacement est de 1.7 cm/an. La nature exacte des interactions entre ces plaques constitue depuis la fin des années 70 un pôle de recherche important. Un certain nombre de travaux ont ainsi été publiés.
Jordan (1975) en utilisant comme base la distribution des épicentres de la zone et le mouvement relatif des plaques, a proposé un modèle qui suppose l'existence d'une limite de transformation avec un mouvement senestre au sud de Panama.
Bowin (1976) a utilisé les données gravimétriques pour aboutir à la conclusion de l'existence d'un point de jonction triple des plaques, situé le long de la zone de fracture de la microplaque de Panama, cette dernière se colle ou se sépare progressivement de la plaque des Caraïbes en direction du nord.
Certains auteurs tels que Kellogg et autres (1985) ont interprété la tectonique de cette région en faisant intervenir deux microplaques: la microplaque du Panama et la microplaque des Andes du Nord. En se basant sur des observations d'amplitude dans des zones de failles, ils ont prédit un déplacement de la microplaque du Panama de l'ordre de 1cm/an vers le nord par rapport à l 'Amérique du sud.
Des mesures de déplacement des plaques réalisées entre 1988 et 1991 a l'aide des systèmes de positionnement par satellites (GPS: Global Position System) ont permis aux auteurs Freymuller et autres (1993) d'arriver à la conclusion selon laquelle, la bordure sud de la plaque Caraïbe passerait le long de la ceinture déformée du sud des Caraïbes et le long de la ceinture plissée du Panama.
Des études récentes en utilisant les données du Réseau Sismologique National de Colombie pour la période de 1993 à 1996, on conduit certains auteurs tels qu'Alfedro Taboada et autres (2000) à interpréter la géodynamique complexe du Nord-Ouest de l'Amérique du Sud ainsi: Les effets de l'accrétion de l'arc océanique de Baudó-Panama, qui débuta il y a 12 millions d'années est étroitement liée avec le soulèvement de la cordillère orientale. Les failles d'Itsmina et Ibague au sud et la faille de Santa Marta-Bucaramanga délimitent un prisme continental en direction est-soud-est. La sismicité de la croûte en Colombie est précisément corrélée avec des failles actives, montrant des évidences de morphologie néotectonique. La sismicité intermédiaire permet d'interpréter la subduction comme une relique du plateau Paleo-Caraibean, comme le révèle les profiles géologiques et tomographiques. Le Plateau Paleo-Caribean montre un faible angle de subduction en direction du nord et se trouvé limité au sud par une zone de cisaillement transpersif de direction est-ouest. La subduction océanique de la plaque Nazca se termine abruptement à la limite sud de plateau Paleo- Caribean.
Finalement un modèle issu de l'analyse des modèles exposés précédemment est illustré par la figure 5.3. Il montre que la zone de subduction de la plaque Nazca sous la plaque Sud-américaine finit au point de triple jonction du Darien, limité le long par une ligne imaginaire entre le Darien et Bucaramanga.
Cette situation tectonique, telle qu'on peut l'observer, n'est valable que pour la période la plus récente de l'histoire du Chocó. Elle constitue le résultat d'une longue évolution durant laquelle ces interactions entre plaques ont pu changer suite à des variations de direction de la compression et du mouvement de ces mêmes plaques.
Le bloque du Chocó est caractérisé par des systèmes de failles orientées NE et NW, Au Nord et NE la tendance prédominant est N 10° W à N 20° E, mais il existe aussi l'orientation W-E (Fig. 5.4)
La cordillère occidentale est délimitée à l'est par la fosse tectonique déterminée par les anomalies négatives de Bouger (Case, J, et A., 1969). Le bassin est de la cordillère occidentale au Chocó est intensément plissé ; et au nord de Mutata la présence d'une faille inverse est bien claire, elle est connue sous le nom de faille Murri-Mutata, on trouve aussi la faille de Murindo.
Le contact avec le bassin du Pacifique ou bassin Atrato-San Juan, est associé à un système de failles nommé mégafaille du Chocó. Ce système est aussi connu sous le nom de zone de failles Atrato.
La "Serranía" du Baudó aussi connu sous le nom de cordillère du Pacifique, est constituée par un groupe de failles décrochantes associées à des failles transversales; ces dernières semblent être actives à partir du Crétacé. Il existe également de nombreux linéaments topographiques qui pourraient bien s'avérer être des failles. Dans la partie supérieure du fleuve Baudó, vers la latitude 6°N, on trouve une faille orientée N-NW qui contrôle son cours. Les aspects structuraux les plus importants dans le bassin versant de l'Atrato dans la section correspondant à la 'Serranía' du Baudó sont: la faille Uva, la faille de Los Saltos et les anticlinaux et synclinaux des roches du Tertiaire. Des failles transformantes orientées W-E et N-EE, croisent la vallée de l'Atrato. Ces failles sont actives selon les linéaments présents dans les dépôts alluviaux récents du fleuve. Dans la capitale du département Quibdó il y a les vestiges des linéaments N-NW, qui supposent l'existence de la faille de Quibdó.
Elle est située à l'est de la faille Mutata, et sa confirmation a été faite par Woodward Clyde consultants (1981) pendant une étude aérienne. Elle est orientée N10°O et a une longueur approximative de 100 Km, à partir de la rivière Arquia, jusqu'à la rivière Rio Sucio. C'est une faille active, qui est à l'origine de quelques tremblements de terre; avec des conséquences désastreuses comme celui d'octobre 1992 qui a rayé de la carte quelques villages et villes.
Elle est située à l'ouest de la faille Garrapatas, et sa confirmation a été faite par ECOPETROL (1977) pendant une étude aérienne. C'est une faille de chevauchement, orientée N-S et à la hauteur d 'Istmina elle prend une orientation N60.
Elle est située dans la 'Serranía' du Baudó et Los Saltos dans le bassin occidental du fleuve Atrato. Au sud elle est nommée faille du Baudó et au nord faille de Los Saltos. Ce système de failles est actif apparemment depuis le Crétacé.
Elle est connue aussi sous le nom de faille Utria. Il s'agit d'une faille inverse, avec une orientation N50°W. Elle présente une zone de brèches qui dépasse les 5 km de largeur. Elle est une faille dangereusement active, à l'origine du tremblement de terre de Bahia Solano en septembre de 1970.
Ce chapitre concerne l'étude de l'aléa sismique du département du Chocó tenant compte des influences dues aux tremblements de terre avec des épicentres situés dans les zones limitrophes du département dans un rayon approximatif de 200 Km au-delà de notre région, c'est à dire la zone située entre les latitudes 3° et 9° N et les longitudes -74° et -81° W, elle est illustrée par la figure 5.4. Aucune étude exhaustive n'a jusqu'à présent été entreprise dans la région sur ce sujet.
En Amérique latine on parlait déjà des tremblements de terre en 1460 avant l'arrivée des espagnoles. Cela faisait partie des contes des Aztèques. Mais l'histoire des tremblements de terre d'Amérique commence à partir de l'année 1500, et en Colombie à partir de l'année 1530. Même si en ce temps, il n'existait pas encore des sismographes, il existait par contre des écrits sur les séismes, les quels ont été utilisés pour les études de la sismicité historique du pays.
L'histoire de la sismicité de la Colombie, peut être divisée en deux périodes: La sismicité historique et la sismicité instrumentale. La période pour laquelle existent de données non instrumentales sur la sismicité du pays, est âgée de plus de 400 ans. L'étude systématique de la sismicité historique du pays a été initiée par Jésus Emilio Ramirez, qui a compilé un grand nombre de récits sur les tremblements de terre, et qui utilisait comme méthodologie la transcription littérale des textes. Les travaux de Ramirez ont débuté en 1933, mais sa contribution fondamentale a été son oeuvre "historia de los terremotos en Colombia" (première édition 1969, et deuxième 1975).
La localisation des épicentres à l'aide des instruments commence en Colombie en 1923, avec l'installation de la première station sismologique à Bogota par Simon Sarazola. Ce premier instrument était mécanique de type Cartuja, sensible aux vibrations de longue période avec deux composantes horizontales. En 1928 une amélioration a été faite en ajoutant à la station un sismographe type Wiechert et d'un autre de type Cartuja. Ceci a permis un enregistrement sismologique régulier.
Le 27 septembre 1941, commence la vraie ère de la sismologie en Colombie avec la création de l'Instituto Geofísico de Los Andes-IGA. Tout d'abord en changeant de place l'instrument de type Wiechert en 1943, en suite en 1947 avec l'installation d'une nouvelle station Sprengnether de deux composantes horizontales avec une période de 16 secondes à la place du Wiechert, et un accélérographe de type Montana. Plus tard trois nouvelles stations furent installées. L'installation de deux nouveaux Sprengnether en 1949, l'un à Galerazamba (au nord du pays), et l'autre au Chinchina (centre du pays), et une troisième station à Fuquene en 1957, permis de nouveaux progrès dans l'observation. A partir de 1940 l'IGA commence à faire des analyses des séismes, en 1942 il publie les premiers bulletins, publications qui se font régulièrement jusqu'à 1960.
Pendant la décennie des années 80 furent créés en Colombie les observatoires vulcanologiques de Manizales, Pasto et Popayán qui font partie de INGEOMINAS. On crée aussi l'observatoire sismologique 'del Sur Occidente Colombiano'-OSSO, lequel appartient à l'Université du Valle. Celui-ci est un observatoire régional qui compte 10 stations de composantes verticales de courte période, qui couvrent cette zone du pays, et l'on ajoute encore l'observatoire sismologique "del Eje Cafetero".
Actuellement l'avance la plus importante en matière d'instrumentation sismologique en Colombie est constituée par la création du réseau sismique national de INGEOMINAS-RSNC, lequel a initié son opération en 1993 avec 15 stations digitales de courte période distribuées dans les zones des Andes et du Pacifique. La figure 5.5 illustre l'évolution et la distribution des stations sismiques en Colombie au moment de réaliser cette étude.
Le catalogue utilisé pour ce travail est le résultat de la compilation des données sismiques de la Colombie à partir de plusieurs sources. La source principale étant le catalogue sismique d'INGEOMINAS.
Pour obtenir le catalogue de notre région d'étude nous sommes passé par trois étapes :
La première étape fut la prise en compte des données historiques à partir de 1566. La deuxième étape inclue les données instrumentales à partir des années 1900. Et la troisième étape est l'extraction du catalogue du Chocó à partir du catalogue complet de la Colombie. Ci-dessous nous énumérons les diverses sources utilisées pour notre catalogue.
Une fois le catalogue compilé, on a procédé à l'élimination des répliques, pour cela on s'est servi des relations de Maeda (1996) lesquelles donnent les critères temporels et spatiaux et des magnitudes pour éliminer les répliques du catalogue original :
La compilation de notre catalogue issue de différentes sources est caractérisée par la présence de différents types de magnitudes, ceci est dû aux différents types de magnitude utilisée par chaque source.
Un moment de vitale importance, lors de la compilation du catalogue est la présentation finale du catalogue général obtenu. Pour ce faire, il faut commencer par l'homogénéisation des magnitudes. Nous présentons un résumé des principales formules utilisées pour le calcul des magnitudes dans les différentes étapes de la compilation :
Pour la sismicité historique les magnitudes des ondes de surface Ms ont été calculées par Ramirez, J. à partir de l'intensité maximale I0 au moyen de la formule :
L'IGA a calculé les magnitudes des ondes de volume mb en utilisant le programme de détermination HYPO 71 (Lee et Lahr, 1975) à l'aide l'équation :
Le catalogue du UVC contient des magnitudes de durée type
Les événements du RSCN ont des Magnitudes Mi calculées à partir de la formule :
Afin d'homogénéiser notre catalogue nous nous sommes servis de la magnitude Ms. Elle a été calculée pour tous les événements conformant notre catalogue à partir des équations suivantes :
Avant de procéder à l'étude des paramètres de la sismicité de notre région, une étude critique du catalogue s'impose. Un des premiers problèmes à résoudre quand on doit faire une étude en utilisant les donnés d'un catalogue est de savoir à partir de quelle période et pour quelle classe d'événements le catalogue est cohérent.
Pour analyser la période de complétude du catalogue toutes les magnitudes versus années ont été mises en graphique, figure 5.6. Les événements forts sont plus faciles à repérer par les instruments, mais étant peu fréquent, ils nécessitent des périodes plus longues pour pouvoir mieux établir leur cohérence.
Pour obtenir une analyse plus spécifique et fiable du catalogue pour chaque classe de magnitude, on utilise les graphiques du nombre cumulé des événements contre les années. On admet que le catalogue est complet à partir du moment ou les données forment une droite à forte pente. Ceci est illustre par les graphiques de la figure 5.7.
Pour construire les graphiques de notre analyse, on a divisé le catalogue en 6 classes ainsi:

Classe 3 : 2.6 £Ms £3.5
Classe 4 : 3.6 £Ms £4.5
Classe 5 : 4.6 £Ms £5.5
Classe 6 : 5.6 £Ms £6.5
Classe 7 : 6.6 £Ms £7.5
Classe 8 : 7.6 £Ms £8.5
En analysant la complétude du catalogue, on note qu'il y a une dépendance certaine avec l'évolution du réseau sismique de Colombie. Cela est du à une observation plus fine des événements de faible magnitude. Le tableau 5.1 résume les résultats de l'analyse du catalogue de la Colombie.
|Classe||Complète à partir de l'année||Nombre de séismes pour la période de complétude|
|3||1951||2307|
|4||1946||1282|
|5||1937||246|
|6||1914||81|
|7||1911||56|
|8||1827||7|
A partir de la compilation des événements sismiques de la Colombie basée sur les différentes sources d'information, nous avons obtenu notre premier catalogue général du pays. Etant établi sa complétude pour chaque classe, on a procédé à l'extraction du catalogue de la zone d'étude; pour se faire nous nous sommes servis d'EXCEL. Le catalogue ainsi obtenu comporte 4377 événements.
Pour l'analyse de la cohérence du catalogue du Chocó, nous avons utilisé la même méthodologie que pour la Colombie. La figure 8 montre de façon générale la complétude du catalogue du Chocó.
L'analyse spécifique de la complétude du catalogue du Chocó est illustrée par les figures 5.9.
Les résultats de cette analyse sont présentés dans le tableau 5.2.
|Classe||Complète à partir de l'année||Période de Complétude [Années]||Nombre de séismes pour la période de Complétude|
|3||1959||39||1062|
|4||1952||46||448|
|5||1934||64||103|
|6||1924||74||41|
|7||1924||74||22|
|8||1904?||94?||1|
Dans le département du Chocó les tremblements de terre sont dus à l'activité tectonique résultant de l'interaction des plaques Nazca, Caraïbes et Sud-Américaine.
Pour l'analyse de la sismicité on a utilisé la carte des épicentres pour la période de 1904 à1998.
En regardant la carte générale de la sismicité du Chocó, fig. 5.9, on note que celle ci présente une distribution non uniforme avec deux tendances principales: la sismicité très diffuse probablement due aux accidents tectoniques de la zone, et des groupements de séismes en nids, qui semblent directement liés failles. On peut faire une corrélation entre ces nids de séismes et les zones de failles ainsi :
La figure 5.10 montre la sismicité de 1900 à 1998 de la zone d'étude, 1726 séismes ont été localisés, leur nombre est croisant au cours de temps jusqu'à 1980, durant la décennie des 80 on observe une légère baisse du nombre d'événements pour remonter dans la décennie des 90. Notons que la figure 5.10 illustre seulement la généralité des séismes de la région étudiée, sans rentrer dans les détaillés sur la distribution des séismes en profondeur. Etant donné que les hypocentres de la zone d'étude varient dans une gamme très étendue (0 <H < 500 Km) nous avons fait une analyse des hypocentres des séismes, ainsi qu'une analyse des mécanismes au foyer de séismes forts et en différentes profondeurs pour aboutir à la création d'un modèle des sources sismogènes en profondeur, qui nous permettra de faire des cartes de sismicité de la zone étudiée pour différente profondeur.
En général, l'étude en profondeur de la lithosphère est très complexe dû aux limitations existantes pour les données concernant la composition des formations, la structure et les propriétés du milieu géophysique. La majorité de ces données peuvent être évaluées à partir de l'analyse et de l'interprétation des séismes profonds de grandes magnitudes.
Salcedo et Boronina (1991) firent une analyse tectonophysique des mécanismes au foyer des séismes de la Colombie avec Ms > 5.3 du période 1969 à 1979. Ils ont analysé l'angle d'inclinaison des axes des contraintes normales principales sn pour différentes profondeurs. Les résultats sont illustrés par les figures 5.11 et 5.12.
Dans la figure 5.11a, on note que le mécanisme au foyer change avec la profondeur. Des changements importants ont lieu vers 60 km de profondeur et aussi vers les 120 km. Ces changements sont accompagnés des changements de directions des déplacements dans les foyers des séismes. Il y a aussi un changement des directions des vecteurs de déplacements au foyer des séismes vers 30 km, ceci confirme les divisions faites dans le modèle général de la lithosphère.
Dans la figure 5.11 les flèches noires nous montrent les directions de déplacement des contraintes manière générale et les flèches blanches montrent la direction de déplacement des différents blocs. Dans la zone de transition du continent à l'océan l'interaction des éléments de la lithosphère s'effectue en accord avec la théorie de la tectonique globale et le plan focal reflète la situation de la zone de Benioff. Il est connu que dans ces zones a lieu une déformation liée au fait que la plaque la plus lourde (Nazca) s'enfonce sous la plus légère (Sud-Américaine) pénétrant ainsi dans l'asthénosphère jusqu'à une profondeur qui peut atteindre 700 km. D'abord relativement froide, elle est progressivement chauffée et glisse facilement jusqu'à 130-150 km, où l'on note un changement de l'angle d'inclination de 30° vers 45° et, finalement par fusion, finit par perdre toute identité.
La figure 5.12 illustre la distribution des séismes de la zone d'étude en profondeur.
Les résultats qui découlent de l'analyse des mécanismes au foyer pour le nord-ouest de Colombie, où on note le changement des contraintes vers les 60 kilomètres de profondeur, conjuguées avec la distribution des magnitudes des séismes en fonction de la profondeur, ainsi que l'histogramme des profondeurs des séismes, ont servi de base pour la création de notre modèle définitif des sources sismogènes en profondeur. Ces résultats sont illustrés dans le tableau 5.3.
|Couches des sources sismogènes||Profondeur en Km|
|Superficielle||0 - 60|
|Intermédiaire||61 -120|
|Profonde||> ; 120|
On évalue le danger sismique en un lieu déterminé à partir de nombreux facteurs. On a divisé le Chocó en régions qui sont à l'origine de séismes en fonction de l'activité sismique passée et de la structure tectonique(zones sismogènes). La relation entre la magnitude des tremblements de terre et leur fréquence moyenne dans chaque région est pondérée. Il en va de même pour les variations dans la diminution du mouvement du sol selon la distance. Au moment d'évaluer le danger sismique, nous avons considéré toutes les régions qui sont à l'origine de séismes dans un rayon de 200 kilomètres de l'endroit étudié. La figure 5.13 montre la démarche adoptée en vue d'obtenir la carte de l'aléa sismique du département du Chocó.
L'aléa sismique peut être estimé à l'aide des méthodes déterministes ou des méthodes probabilistes. Nous avons opté pour la méthode probabiliste. Les trois éléments majeurs de la méthode probabiliste sont: les caractéristiques des sources sismogènes, la caractérisation d'une loi d'atténuation des ondes sismiques et les calculs probabilistes.
L'objectif de l'analyse de l'aléa sismique est d'évaluer la probabilité de mouvement du sol exprime le dépassement probable, c'est-à-dire la probabilité qu'une accélération horizontale soit dépassée au cours d'une période précise. La probabilité utilisée dans le Code national des constructions séismoresistentes-NSR-98 est de 0,0021 par année, ce qui équivaut à une probabilité de dépassement de 10 % au cours de 50 ans. Cela signifie qu'au cours d'une période de retour de 50 ans, il y a 10 % de risque qu'un séisme cause un mouvement du sol plus important que prévu. Ceci représente la médiane des accélérations horizontales maximales du sol pour la région étudiée pour les prochaines 475 années.
Le programme utilisé pour les calculs de l'aléa sismique du Chocó est SEISRISK III (Bender, B. and Perkin, D.M. 1987). Les résultats qui se découlent de l'application de ce programme, sont des valeurs de l'accélération horizontale maximale de sol en g, pour différentes périodes de retour et pour différentes probabilités.
La complexité de la zone rend très difficile la tâche de définition des sources sismogènes en utilisant les donnés sismiques connues. Pour rendre cette tâche plus efficace et fiable on a tenu compte des considérations suivantes pour définir la géométrie des sources sismogènes pour le Chocó :
Nous avons ainsi défini nos modèles sismogènes pour les trois niveaux correspondant à chaque profondeur.
La figure 5.14 illustre la sélection des 8 sources les sources sismogènes de couche superficielle. Pour la couche intermédiaire, nous avons défini 5 zones sismogènes (figure 5.15) et finalement pour la couche profonde nous avons sélectionné 4 sources sismogènes, figure 5.16. On note que les sources des couches superficielle et intermédiaire suivent plus au moins la même direction et correspondent aux même structures géologiques, chose qui n'est pas de tout évidente pour la couche profonde.
En 1938, deux scientifiques japonais ont montré qu'il existe une corrélation inverse entre la fréquence des séismes et leur taille, exprimée en termes de magnitude. Autrement dit, les séismes sont d'autant plus fréquents que leur magnitude est faible. En 1956, Gutenberg et Richter ont spécifié une relation entre le nombre de séismes et leur magnitude, dont les coefficients dépendent des caractéristiques sismiques et géologiques d'une région ou d'un système de faille. Cette relation montre que les séismes se distribuent de façon logarithmique en fonction de la magnitude suivant la loi :
La signification tectonique du coefficient b n'a pas jusqu'à présent été clairement établi et son interprétation physique est encore l'objet de recherches. Cependant une relation entre les valeurs de b et le degré d'hétérogénéité des structures et des contraintes a été propose par Mogi (1979). Certains pensent que la valeur de b peut être reliée, dans une région et pour une période donnée au degré de fracturation et/ou à la valeur des contraintes dans le milieu. Des travaux de fracturation effectués en laboratoire ont montré une relation entre la valeur de b et les contraintes appliquées (Scholtz, 1968; Wyss, 1973).
Nous avons calculé la courbe log N = a - bM pour chaque source sismogène de notre zone d'étude. Les graphiques de la figure 5.17, ci-dessous, illustrent la relation Gutemberg-Richter pour la couche 0-60 km.
Les paramètres a et b calculés, ont permis d'obtenir les lois de fréquence-magnitude pour chaque zone sismogène. Le tableau 5.4 donne par classe magnitude, le nombre de séismes qui se sont produits dans le période 1900 à 1998, dans chaque source sismogène dans les différents secteurs de profondeur de la zone d'étude.
|Magnitude||3||4||5||6||7||8|
|Source 1/60||45||20||9||8||2||1|
|Source 2/60||180||76||32||4||5||0|
|Source 3/60||40||10||4||3||4||0|
|Source 4/60||150||152||20||5||0||0|
|Source 5/60||20||18||2||1||0||0|
|Source 6/60||100||13||1||1||3||0|
|Source 7/60||102||68||17||6||2||0|
|Source 8/60||41||12||2||1||1||0|
|Source 1/120||30||13||3||0||0||0|
|Source 2/120||21||7||1||1||0||0|
|Source 3/120||55||5||4||1||0||0|
|Source 4/120||102||22||2||2||2||0|
|Source 5/120||39||6||1||1||0||0|
|Source 6/120||68||8||2||1||0||0|
|Source 1/121||11||0||1||0||0||0|
|Source 2/121||10||1||1||2||0||0|
|Source 3/121||20||0||1||0||1||0|
|Source 4/121||28||17||1||4||2||0|
|Total||1062||448||104||41||22||1|
Une fois déterminées, les sources sismogènes de la région d'étude, on évalue comment les séismes qui auront lieu vont affecter le site sur lequel on doit calculer l'aléa sismique. Pour cela, on a besoin d'un modèle mathématique qui représente la perte d'énergie des ondes sismiques jusqu'au site étudié.
En général l'atténuation est fonction de la profondeur du foyer du séisme, du mécanisme au foyer ainsi que des conditions géologiques le long du chemin parcouru par les ondes ainsi que de la structure du sol.
Traditionnellement pour le calcul de l'aléa sismique en Colombie ont été utilisées des relations d'atténuation de Donovan (1978) et McGuire (1974) les quelles ont la forme suivant:
Gajardo (1990) calcula pour Venezuela deux lois d'atténuation basées sur les intensités observées. Après il fit la conversion en accélération Magnitude Ms. Il a obtenu une loi pour la province sismique occidentale, et pour la province centrale :
et une autre pour la province orientale :
Salcedo et Coral Gomez (1995) prenant comme base les cartes d'isoséistes existantes pour quelques tremblements de terre de Colombie, ont trouvé des valeurs des coefficients d'atténuation s et c pour les nids sismiques du pays utilisant la méthode de Sheballin (1968).
Ils ont obtenu les résultats suivant pour la zone du Chocó :
Cette approche mélange magnitude et intensités isoséismales, ce qui n'est pas nécessairement très cohérent. De plus on peut noter que la distribution d'isoséistes n'est pas isotrope. C'est bien anisotrope avec une élongation en direction nord-sud. Ce qui n'est pas prise en compte dans cette analyse. Ce qui conduit à des lois d'atténuation très approximatives. Une comparaison entre les courbes liées aux ajustes de régression obtenus par les auteurs pour la zone du Chocó et les valeurs de base, montre une très grande dispersion. C'est pour quoi nous avons renoncé à l'emploi de cette loi d'attestation.
Martinez et Chica (1996) ont défini un certain nombre des relations empiriques pour la Colombie, basées sur les données du Réseau National d'accélérographes-RNAC. Ces résultats son les suivantes :
Ojeda et Martinez (1997) présentent trois modèles d'atténuation de l'accélération maximale du sol colombien en utilisant les données de la RNAC de 1993 à 1996. Pour cette analyse, ils ont divisé le territoire colombien selon le type d'activité sismique ainsi :
Zone tectonique active :
Zone de subduction :
Il était aussi intéressant d'analyser d'autres modèles pour des zones de subduction. Crouse (1991), présente une relation qui permet l'estimation de l'accélération horizontale maximale du sol pour la zone de subduction de Cascadia en utilisant des données combinées de quelques régions du nord-est du Pacifique :
Finalement nous avons analysé le modèle de Dahle, Climent et autres (1995). Ils ont obtenu un modèle d'atténuation pour l'Amérique centrale (Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua, Costa Rica et Panama). Pour se faire, ils ont utilisé des données de tous ces pays, plus des données de Guerrero au Mexique afin d'obtenir une couverture majeure de la zone du point de vue des distances épicentrales et des magnitudes. Cette loi d'atténuation est calculée pour les sols fermes :
Après avoir comparé toutes ces lois d'atténuation, nous avons opté pour celle de Dahle et autres. Notre choix a été influencé parce que cette loi a été élaborée avec des données de pays très proches géographiquement du Chocó, comme ce fut le cas de Panama, limite nord-occidentale du Chocó.
La figure 5.18 montre la comparaison entre les modèles utilisés traditionnellement en Colombie (Esteva, Donovan, McGuire), les modèles utilisés dans des pays voisins (Gajardo), les modèles des auteurs colombiens (Ojeda et Martinez), le modèle calculé pour la zone de subduction de Casscadia (Crouse) et le modèle d'atténuation de Dahle, Climent et autres (1995) pour l'Amérique centrale.
Une fois choisi le modèle d'atténuation pour notre zone d'étude, on a procédé à la création des fichiers d'entrée pour calculer l'aléa sismique du Choco à l'aide de SEISRISK III. Trois inputs on été créé, un pour chaque secteur de profondeur, en respectant leur séquence, car les résultats des uns constituent des données d'entrées des prochaines. Les fichiers crées pour l'analyse de l'aléa sismique du Chocó sont les suivants :
Par SEISRISK nous avons obtenu, une matrice de données en accélération horizontale maximale du sol en g pour s = 0.0 et pour s = 0.5. A l'aide de SURFER nous avons interpolé toutes les 0.15 degrés et créée les lignes d'isoaccélérations horizontale maximale du sol (PGA) pour une période de retour de 475 années. Les cartes ainsi obtenues sont illustrées par les figures 5.19 et 5.20.
L'évaluation de l'aléa sismique du département du Chocó réalisée dans cette étude est un premier résultat concret, qualitatif et quantitatif établi spécifiquement pour cette région de la Colombie. Elle a été calculée pour des sols fermes, pour une période de retour de 475 ans. Les valeurs des accélérations obtenues confirment que le Chocó, est situé dans une zone de fort danger sismique.
Les résultats obtenus ici sont parfaitement cohérents avec la classification de l'aléa sismique du Chocó réalisée préalablement dans le cadre des projets mondiaux, régionaux et même nationaux.
Prenons par exemple la carte de danger sismique global obtenu comme résultat du projet GSHAP, les PGA pour Chocó sont de l'ordre 0,24 à 0,45 g, mais l'échelle et la précision de cette carte donne seulement un aperçu global du danger, elle ne serait pas utile pour la construction séismoresistente locale. Mais ces résultats restent en cohérence avec notre carte à l'échelle départementale pour s= 0.5.
La carte d'aléa sismique obtenue par le projet PILOTO, basée sur le catalogue du CERESIS montre des valeurs d'accélérations du nord-ouest de Colombie comprises entre 0,30 et 045 g, mais encore il s'agit d'une carte régionale, qu'indique les PGA suivant toutes la même direction au nord-ouest de la Colombie, les valeurs des accélérations augmentent d'ouest à est Les valeurs obtenues sont cohérentes avec les nôtres mais la direction des isolignes et sa progression augmente dans l'autre sens.
La carte d'aléa sismique utilisée par le zonage sismique de Colombie dans le NSR-98, situe le département du Chocó dans une zone d'aléa sismique élevé, avec des valeurs de g qui varient de 0,30 à 0.40, ceci a été parfaitement corroborée par notre carte (s=0.5) figure 5.20, où les valeurs de g varient de 0.25 à 0.44 Ces cartes sont aussi semblables du point de vue de la direction des isoaccélérations.
Un regard analytique sur les cartes obtenues dans ce chapitre met en évidence que :
En matière de prévention ces cartes apportent les accélérations maximales possibles du sol pour chaque municipalité du Chocó. Elles pourraient constituer un outil de base pour la prise des décisions lors de la planification et le développement rurale et urbaine à travers l'application correcte du NSR-98.
Les cartes d'aléas inondation, instabilités de terrains et sismiques créées pour le département du Chocó dans les chapitres précédents ont permis une avance certaine dans la connaissance et l'interprétation des phénomènes naturels générateurs de menaces dans le département du Chocó. Elles donnent un aperçu de la situation du département vis à vis de chaque phénomène naturel étudié. Ceci dit, les principaux aléas ont été identifiés, bien localisés et classés par un ordre d'importance. Ce classement est fondé sur l'expérience, la fréquence de l'événement et sur les effets potentiels. Comme nous l'avons précisé, ces cartes constituent un outil de travail nécessaire pour la prise de décisions départementales concernant les plans de développement et l'aménagement du territoire. En utilisant les SIG comme environnement de comparaison des différentes cartes d'aléas par le biais de la juxtaposition des différents plans d'informations, nous pouvons faire une analyse multialéa approfondie du département et ces municipalités.
Le but de ce chapitre est de combler une lacune importante dans le domaine de la cartographie synthétique multialéas, afin de présenter quelques recommandations aux autorités et à la population en général pour leur gestion. Les aléas sont habituellement considérés indépendamment les unes des autres. Il est fondamental de disposer d'une vision globale des aléas, de leur association ou croisement, dans des municipalités partiellement et parfois entièrement confrontées à deux ou à trois phénomènes naturels menaçants. L'absence d'une vision multialéas satisfaisante peut avoir des conséquences négatives en termes de préparation et prévention.
Nous allons faire deux types d'analyse: la première est une analyse qualitative des aléas présentes dans chaque municipalité du Chocó à partir de la comparaison et juxtaposition des cartes d'aléas créés dans cette recherche. La deuxième analyse est la continuation et complément de la première, elle est faite à partir de la simulation de 4 scénarios hypothétiques pour différentes municipalités du Chocó.
La première partie de cette analyse comprend une évaluation qualitative des aléas présentes dans chaque municipalité. Elle nous montre les aléas présents dans chaque municipalité du département sous la forme d'un pourcentage des dégâts provoqués par chaque type d'aléa.
La figure 6.1 illustre la carte synthétique multialéas du Chocó, elle permet d'avoir une idée sommaire de la situation des aléas naturels dans chaque municipalité ces trente dernières années.
Il ressort de cette carte que :
L'analyse des différents scénarios possibles dans chaque municipalité font l'objet du § 6.2.
Les scénarios qui nous avons tenu en compte pour la deuxième partie de notre analyse sont :
Par le SIG et étant donné que les cartes créées pour le département du Chocó font partie d'une base de données géoréférée élaborée dans cette recherche, nous pouvons visualiser les zones sensibles à l'occurrence de différents scénarios décrits et, de cette façon, nous pouvons aussi prendre les mesures préventives nécessaires.
La réduction des dégâts causés par des catastrophes naturelles peut se faire si l'on tient compte des deux aspects principaux qui interviennent dans la catastrophe: l'aléa et les enjeux.
Nous ne pouvons pas agir sur le phénomène, mais nous pouvons par contre prendre des mesures pour réduire les effets de ces phénomènes sur les biens et les personnes. Il existe en Colombie la Direction Nationale pour la Prévention et l'Attention de Desastres-DNPAD, légalement très bien structurée. Mais à l'heure actuelle, la DNPAD s'occupe surtout d'intervention, négligeant complètement la phase de PREVENTION.
En Colombie, le facteur risque est parti intégrale des plans de développement départementaux et municipaux, mais seulement de façon 'théorique'. Il faut donc réduire le fossé existant entre la réglementation et l'application. Les cartes d'aléas créées pour le Chocó constituent déjà un premier pas pour traiter ce problème.
La très faible place occupée par la prévention rend indispensable le développement des vrais plans de préparation (d'abords les plans de préparation pour les aléas individuels, comment par exemple, les plans de préparations en cas d'inondations, en cas des séismes, etc.). Chaque municipalité devrait établir un plan de préparation pour chaque type d'aléa présent. Ces plans devraient faciliter leur combinaison en cas d'occurrence simultanée de phénomènes menaçants. Ils doivent faire partie intégrale de la politique générale de prévention, laquelle doit aussi être partie intégrale de la politique de développement et management du territoire.
Citons un exemple concret: Pour toute nouvelle construction, il faut obtenir un permis de construction, acquis à l'office de planification municipale. Pour donner le permis, la mairie doit tenir compte de la situation des terrains, du point de vue sismique (faire appliquer le NSR-98), de point de vue des glissements de terrain et aussi tenir compte de l'aléa inondation. Ceci exige la mise en place de codes de construction pour les zones inondables (distance minima des rives, hauteurs d'eaux, etc) de la même façon avec ceux qui existent en Colombie par les séismes (NSR-98).
Prenons l'exemple de Quibdó, pour faire une l'analyse quantitative multi-aléas de la capitale du département:
L'insuffisance des données disponibles pour d'autres municipalités rend difficile l'évaluation détaillée d'autres municipalités, en ce qui concerne la vulnérabilité et le risque. Une analyse détaillée de la capitale du Chocó face aux aléas inondation et sismique, suivie de l'évaluation de la vulnérabilité afin de produire des cartes des risques, font l'objet des chapitres 7 et 8 respectivement.
Le but du présent chapitre est le zonage de Quibdó par rapport aux inondations causées par le fleuve Atrato et ses affluents la Yesca et l'Aurora. Pour se faire nous avons utilisé une démarche basée sur une modélisation hydraulique et sur une topographie plus fine à partir d'un MNA de Quibdó, ainsi que des profils du fleuve Atrato et son affluent la Yesca.
La municipalité de Quibdó se situe sur la rive droite du Fleuve Atrato à 35 mètres d'altitude (IGAC). Les limites de Quibdó sont: l'Atrato à l'ouest, la rivière Caraño au nord, la route Medellin-Quibdó à l'est, et la rivière Cabi au sud, figure 7.1.
La municipalité de Quibdó a une superficie totale de 6164 km² et une extension de 25 km. Elle est composée d'une zone urbaine avec 80'000 habitants et d'une zone rurale avec 34'318. Pour l'analyse de l'aléa inondation seulement la zone urbaine de Quibdó a été étudiée.
Le développement de la ville se caractérise par le manque de planification à tel point qu'il y a des maisons directement construites dans les lits des rivières, figures 7.2a, b et c.
Dans cette zone les précipitations sont très intenses avec une valeur moyenne annuelle de 8,7 m. La température moyenne est de 27°C et l'humidité relative est de 98%.
A Quibdó, on peut délimiter deux zones géologiquement différentes: à l'ouest et limitée par l'Atrato, se trouve la zone basse constituée de dépôts de pentes alluviaux récents provenant de l'Atrato et du reste de ses affluents. Sur le côté est de Quibdó, on trouve la zone plus haute, formée des collines de lithologie composée essentiellement de pélites, de grès, et de conglomérats marins. Structurellement, cette zone est marquée par des alignements orientés nord-sud, associés à des processus érosifs, aux changements brusques dans le drainage et aux incisions profondes dans les lits des rivières ainsi qu'à la disposition stratigraphique de sa lithologie.
Le réseau hydrographique de Quibdó est formé du fleuve Atrato et ses affluents Cabi, La Yesca (et son affluent l'Aurora), Guayabal, Quito, La Platina, et Tutunendo. De tous ces cours d'eau, c'est tout d'abord l'Atrato la première cause des inondations à Quibdó, puis la Yesca, rivière qui draine une partie assez importante de la ville, joue aussi un rôle qui n'est pas négligeable dans les inondations.
Le réseau de drainage est composé du cours d'eau principal et ses affluents. La disposition du réseau de drainage, la densité des cours d'eau pérennes et intermittents et leurs caractéristiques sont des facteurs fondamentaux pour l'efficacité du système du drainage.
La vitesse de réponse des courants superficiels et les caractéristiques des hydrogrammes dépendent de l'efficacité du système de drainage. Pour cette raison, on considère son influence comme un facteur fisiographique d'importance dans la caractérisation du bassin versant.
On décrit les caractéristiques du réseau de drainage par la densité des canaux, le lit principal, la sinuosité, la pente du lit, et la distribution de débits le long du fleuve. Calculons quelques paramètres, qui nous aideront à mieux définir les caractéristiques du réseau du drainage à Quibdó.
Le canal principal, est le cours d'eau de longueur majeure d'un réseau de drainage, où les eaux confluent au même point de sortie. Le canal principal identifié en notre système de drainage est le fleuve Atrato.
La densité des canaux Dc, est un indicateur de l'efficacité du drainage du bassin versant. On peut la représenter à partir de l'équation :
Plaçant ces valeurs dans l'équation (7-1), on obtient Dc = 0.0273 canaux/km².
Ceci est une première approximation étant donné l'échelle utilisée (1:5'000). En plus il y a la difficulté d'identifier les cours d'eaux intermittents. D'après notre calcul le bassin versant de l'Atrato a une basse efficacité de drainage.
La densité du drainage Dd nous permet de parfaire la connaissance de l'efficacité du système de drainage superficielle du bassin versant. Elle est un facteur plus sûr que l'intensité de drainage des canaux Dc, car celle-ci permet de faire une corrélation entre la longueur des canaux et leur unité d'aire, c'est à dire :
D'où, la densité de drainage Dd = 0.344 km/km². Ce résultat confirme que l'Atrato a une baisse efficacité de drainage.
La sinuosité se définit comme la relation existant entre la longueur totale du canal principal L (considérant ses courbes et méandres) et la longueur totale du canal principal, prise sur un traçage doux du même (Ls).
La relation est présentée par l'équation :
Remplaçant ces valeurs dans l'équation (7-4), on obtient Sn = 1.56 km/km, indiquant que le canal principal peut être considéré comme modérément sinueux.
Le sous-bassin versant la Yesca a une aire de 2,42 km². Elle est située entre la rivière Cabi et la rivière El Caraño. Son principal affluent, l'Aurora, draine une aire de 0.76 km². Ce sous-bassin comprend des zones densément peuplées comme San Vicente, Chambacú, La Esmeralda, la Cohimbra, l'Aurora, Las Mercedes, Niño Jesus, Garcia Gomez, las Margaritas, el Jardin, etc.
Du point de vue morphologique, ce sous-bassin versant est constitué de deux zones: la zone basse entre 23 et 30 m.s.n.m (zone de plaine occidentale), et la zone haute entre 30 et 55 m.s.n.m (zone orientale d'un incrément majeur avec la pente). Des pourcentages de pentes inférieures à 15% se trouvent à partir d'un kilomètre avant l'embouchure de la Yesca dans sa marge gauche. Vers la partie moyenne de la rivière, on observe un incrément des valeurs des pentes entre 15 et 50 %. Cette zone est constituée de petites collines et terrasses, où les cours de drainage ont un comportement plus rectiligne avec un caractère majeur érosif. Les pourcentages des pentes majeurs à 50% sont présents dans des petits tronçons du terrain, généralement vers la bordure des collines (coté est de Quibdó) ou vers la zone de naissance des rivières l'Aurora et la Yesca.
Nous avons évalué de façon indépendante pour la Yesca et son tributaire l'Aurora quelques paramètres morphométriques, les résultats de cette analyse sont résumes dans le tableau 7.1.
|L'Aurora||La Yesca|
|aire 0.76 km²||aire 1.5 km²|
|longueur du lit 1.82 Km||longueur du lit 3.40 Km|
|longueur du basin versant 1.86 km||longueur du basin versant 3.50 km|
|pente moyenne du lit 1.28%||pente moyenne du lit 0.41%|
|densité de drainage 9.5 km/km²||densité de drainage 6.9 km/km²|
|temps de concentration 1 heure||temps de concentration 2 heures|
|chiffre d'ordre = 4||chiffre d'ordre = 3|
Pour l'analyse des crues, on doit tenir compte de l'ensemble des paramètres qui vont directement influencer le comportement hydrologique de notre zone d'étude. Les caractéristiques topographiques, géologiques, climatiques et pédologiques du bassin versant jouent un rôle essentiel dans son comportement hydrologique. Pour notre analyse nous avons utilisé deux types de données :
Données cartographiques : altitude, pente, orientation des pentes, l'occupation du sol, couverture végétale, la géologie. Etant donné le détail requis pour cette étude, il s'est avéré nécessaire de compléter l'information topographique au moyen de levés topographiques du lit de la Yesca et l'Aurora et de quelques profils transversaux le long de ces deux rivières et de l'Atrato.
Données hydrométéorologique, achetés à l'Institut d'études hydrométéorologique et de l'environnement - IDEAM. Les données disponibles sont énumérées dans le tableau 7.2.
|Type de station||Paramètres disponibles|
|Pluviograhiques et Pluviométriques||précipitations totales, précipitations journalières, précipitations maximales journalières|
|Limnimétriques et Limnographiques||débit moyen, débit maximum, débit minimum, hauteur d'eau maximale, hauteur d'eau minimale, hauteur d'eau moyenne, sédiments, transport de sédiments|
|Climatologiques principales et

Climatologiques ordinaires
|précipitations, débits, température, humidité relative, évaporation, luminosité solaire, vitesse du vent, nébulosité,|
|Agrométéorologiques||précipitations, débits, température, humidité relative, évaporation, luminosité solaire, vitesse du vent, nébulosité|
Les données que nous avons utilisées sont évidemment constituées par une série d'observations relatives aux périodes où l'enregistrement est le plus long possible (voir tableau 7.3).
Le réseau hydrométrique de l'Atrato est constitué de 23 stations, 11 d'entre elles sont sur l'Atrato même et les 12 restantes sont situées sur les affluents. Le réseau des stations pluviométriques est constitué de 10 stations, dont la station synoptique située à l'aéroport El Caraño de Quibdó.
|Registres disponibles de débit et de hauteur d'eau|
|Stations sur le canal principal|
|Registre de débits||Registres de niveaux|
|Cours d'eau||station||début||années disponibles||année de début||années disponibles|
|Atrato||El Siete||1980||19||1980||18|
|Atrato||Pte las Sanchez||1976||23||1976||23|
|Atrato||Los Arrayanes||1983||15||1983||15|
|Atrato||Gindrama||1982||17||1981||18|
|Atrato||Quibdó||1985||14||1980||18|
|Atrato||Belén||1974||25||1974||25|
|Atrato||Tagachi||1966||30||1980||18|
|Atrato||San Antonio||1976||23||1977||21|
|Atrato||Bellavista||1968||31||1979||20|
|Atrato||Domingodo||1969||14||1980||18|
|Atrato||Riosucio||-||-||1980||19|
|Quito||San Isidro||1969||19||1973||26|
|Negua||Negua||1976||21||1979||20|
|Murri||La Playa||1976||11||1979||14|
|Truando||La Nueva||1978||20||1978||20|
|Certegui||Certegui||1971||28||1971||25|
|Andagueda||Aguasal||1977||21||1979||20|
|Penderisco||La Magdalena||1974||25||1975||23|
|Atrato||EEPPMM-RPA||1967||25||-||-|
|Riosucio||Mutata||1976||23||1979||20|
|Riosucio||El Añil||1972||26||1972||24|
|Riosucio||Dabeiba||1976||23||1978||21|
|Riosucio||Tascon||1977||8||1979||6|
Une analyse statistique des données hydropluviometriques (précipitations et débits) a été effectuée. Elle fait l'objet du § 7.3.
L'objectif principal de l'étude hydrologique est de déterminer les conditions critiques d'inondation de notre zone, c'est à dire :
Pour atteindre notre objectif il faut répondre à la question suivante :
Quelle valeur prend le débit pour une telle période de retour ?
Nous devons donc, calculer des débits pour différents cours d'eau en utilisant les données à disposition. Ainsi, pour l'analyse des débits de l'Atrato à Quibdó, nous allons nous servir des données hydrométéorologiques disponibles pour cette station et les corréler avec les données de la station de Belén, située 7 km à l'amont de Quibdó. Ensuite nous utiliserons la courbe IDF de Quibdó pour le calcul des débits de projets de la Yesca. Finalement, nous comparerons les débits obtenus pour la Yesca avec les débits moyens de l'Atrato, afin de déterminer si la Yesca joue un rôle important lors des inondations de l'Atrato. Si c'est le cas, ceci doit être pris en compte au moment de faire la modélisation hydraulique de l'Atrato (§ 7.4.1).
Il n'y a pas de stations hydrométérologiques dans le lit de la Yesca. Pour cette raison, nous nous sommes servis des modèles précipitation-ruissellement pour le calcul des débits maxima. Pour l'analyse des fréquences des pluies, on a sélectionné pour chaque année des périodes les registres disponibles, les valeurs maximales enregistrées (de 4 à 5 événements par année). De cette manière, nous avons obtenu les pluviogrammes, qui ont servi pour l'élaboration des courbes fréquence-durée. Les résultats sont montrés dans la figure 7.3.
Nous avons fait une analyse de régression pour chacune des fréquences 1, 10, 20 et 50 années, utilisant l'équation de Montana. Les résultats se pressentent dans les tableaux 7.4. et 7.5.
|T (période de retour en ans)||Intensité (mm/h)||R (coefficient de corrélation)|
|1||I = 28.923* D-0.779||0.9961|
|10||I = 104.430*D-0.559||0.9874|
|20||I = 121.451*D-0.574||0.9856|
|50||I = 134.356*D-0.565||0.9838|
|T : intervalle de récurrence en années ; I : intensité spécifique moyenne d'une pluie d'une durée de D heures atteinte ou dépassée en moyenne une fois tous les T années, [ mm/h] ; R : coefficient de corrélation.|
|Intensités calculées|
|D (durée, h)||T = 1 an||T = 10 ans||T = 20 ans||T = 50 ans|
|1||28.923||104.430||121.451||134.456|
|2||16.852||70.895||81.588||90.802|
|3||12.287||56.522||64.648||72.203|
|4||9.819||48.128||54.808||61.367|
|5||8.252||42.486||48.220||54.094|
|6||7.159||38.371||43.429||48.797|
|7||6.349||35.204||39.752||44.725|
|8||5.721||32.673||36.819||41.473|
|T : intervalle de récurrence en années ; I : intensité spécifique moyenne d'une pluie d'une durée de D heures atteinte ou dépassée en moyenne une fois tous les T années, [ mm/h] ; D : durée en heures.|
L'équation utilisée est celle de Montana :
Dû à ce que la série des débits enregistrés par la station limnimétrique de Belén est plus complète que celle de Quibdó, nous avons utilisé cette série (figure 7.4a) pour le calcul des niveaux maximaux liés à l'Atrato à l'embouchure de la Yesca. Pour transférer ces données à Quibdó, nous avons utilisé la courbe de tarage de la station de Quibdó (figure 7.4b) en attachant sa mire au réseau géodésique au moyen de levés topographique réalisé aux alentours de l'embouchure de la Yesca.
Pour le calcul des débits maxima de la Yesca et de l'Aurora, on a utilisé le modèle précipitation-ruissellement XSRAIN (Faculté des mines de l'Université nationale de Colombie Section de Medellin). Le modèle XSRAIN, se base sur la méthode du SCS (Soil Conservation Service, USA) très employée en hydrologie. Elle permet de faire intervenir directement l'état du sol à travers l'hypothèse suivante: à un instant t donné, le rapport entre l'infiltration cumulée jusqu'à l'instant t et l'infiltration potentielle en début d'épisode est égal au rapport entre le ruissellement cumulé et la pluie cumulée. Ce modèle considère 4 approches, qui sont le résultat de la combinaison des précipitations variables et constantes avec deux méthodes pour estimer l'infiltration et ainsi obtenir la pluie effective, et le volume de cette pluie est notre débit de projet.
Les paramètres requis pour l'application de XSRAIN sont: l'aire du bassin versant, la longueur et la pente du cours d'eau, les temps de concentration et les précipitations maximales obtenues à partir de la courbe intensité- durée-fréquence pour des durées égales ou majeures que les temps de concentration et le CN (Curve Number) est un coefficient de ruissellement que l'on prend ici égal à 90. Ce coefficient est fonction de la nature du sol et de l'antécédent pluviométrique. Les résultats du modèle sont des débits de projets pour les différents périodes de retour retenues en fonction de la durée des précipitations, selon l'approche utilisée, tableaux 7.6, 7.7 et 7.8.
|Approche||Durée (heures)||Débits (m3/s)

pour différents périodes de retour (années)
|T = 1||T = 10||T = 20||T = 50|
|Précipitation variable, approche par infiltration||2

3
|3.18

2.89
|17.38

17.39
|20.18

20.04
|22.60

22.50
|Précipitation constante approche par infiltration||2

3
|2.37

1.81
|12.16

10.86
|14.81

12.51
|16.57

14.05
|Méthode S.C.S, cas de précipitation variable||2

3
|1.95

1.96
|15.43

15.97
|18.23

18.60
|20.64

21.06
|Méthode S.C.S, cas de précipitation constante||2

3
|1.77

1.57
|12.09

11.79
|14.18

12.48
|15.98

14.06
|Approche||Durée (heures)||Débits (m3/s)pour différents périodes de retour (années)|
|T = 1||T = 10||T = 20||T = 50|
|Précipitation variable, approche par infiltration||2

3
|2.9

2.8
|16.4

17.9
|19.1

20.6
|21.3

23.2
|Précipitation constante approche par infiltration||2

3
|2.5

2.5
|14.6

15.5
|16.9

17.9
|19.0

20.1
|Méthode S.C.S, cas de précipitation variable||2

3
|1.8

1.9
|14.4

16.3
|17.1

19.0
|19.4

21.6
|Méthode S.C.S, cas de précipitation constante||2

3
|1.7

1.8
|13.0

14.5
|15.4

16.9
|17.4

19.2
|Approche||Durée (heures)||Débits (m3/s)

pour différents périodes de retour (années)
|T = 1||T = 10||T = 20||T = 50|
|Précipitation variable, approche par infiltration||2

3
|3.8

3.7
|21.8

24.0
|25.4

27.7
|28.5

31.2
|Précipitation constante approche par infiltration||2

3
|3.3

3.1
|19.5

21.2
|22.7

24.5
|25.4

27.6
|Méthode S.C.S, cas de précipitation variable||2

3
|2.4

2.6
|19.3

21.9
|22.8

25.5
|25.8

29.0
|Méthode S.C.S, cas de précipitation constante||2

3
|2.3

2.5
|17.5

16.1
|20.6

23.0
|23.3

26.0
Pour notre comparaison avec les débits de projet de l'Atrato, nous avons sélectionné les débits obtenus pour la pluie de trois heures avec l'approche par infiltration pour être en général les valeurs les plus grands. Les débits de projets retenus pour la Yesca, sont synthétisés dans le tableau 7.9.
|Cours d'eau||Débits (m3/s) pour différents périodes de retour (années)|
|T = 1||T = 10||T = 20||T = 50|
|l'Aurora||2.9||17.4||20.0||22.5|
|La Yesca, confluence avec l'Aurora||2.8||17.9||20.7||23.2|
|La Yesca en confluence avec l'Atrato||3.7||24.0||27.8||31.2|
L'analyse comparative des niveaux maximum estimés pour la Yesca, avec les niveaux moyens de l'Atrato, tenant compte de la topographie de la zone basse du sous-bassin met en évidence que le débit de projet de la Yesca, ne joue pas un rôle significatif sur les inondations de l'Atrato. Au contraire, se sont les niveaux de l'Atrato qui peuvent contrôler les niveaux d'inondation de la Yesca.
Dans le paragraphe précédent, nous avons calculé les débits de projets pour la Yesca, et nous avons fait une analyse comparative des résultats, afin d'établir de quelle façon les eaux de la Yesca influent sur les crues provoquées par le fleuve l'Atrato. Nous avons conclu que c'est plutôt les eaux de l'Atrato qui jouent un rôle déterminant sur les inondations critiques de la zone d'influence de la Yesca.
Notre étude hydrologique nécessite encore le calcul des débits de projet de l'Atrato qui seront utilisés comme entrée pour la modélisation des crues à Quibdó. Pour représenter la courbe cumulée des fréquences de crue, nous avons choisi la distribution de Gumbel, qui est le modèle statistique fréquemment utilisé en Colombie pour le calcul de crue de projet.
Gumbel postule (Gumbel 58) une loi doublement exponentielle :
En pratique, on utilise pour la loi de Gumbel la variable réduite de Gumbel 'u' :
Le grand intérêt pratique de la loi de Gumbel est encore accentuée par la facilité de sa représentation graphique permettant de linéariser la répartition théorique de la variable, ainsi le calcul des quantiles peut se faire soit par lecture directe du graphe, soit en utilisant l'équation de distribution.
La figure 7.5 montre un exemple des graphiques de Gumbel calculés pour Quibdó (1970 à 1998).
Pour le calcul des débits de projets de l'Atrato nous avons utilisé la Méthode du Gradex. La méthode de GRADEX montre, dans une voie simple, la relation statistique entre l'écoulement et des précipitations.
Le Gradex des précipitations maximales annuelles ou saisonnières est une grandeur climatologique exprimée en mm d'eau. Elle dépend de la localisation géographique de la station considérée (Gradex de pluie locale) ou du bassin versant (Gradex de pluie de bassin) et correspond au gradient des valeurs extrêmes de précipitations qui suivent une droite de répartition asymptotique dite droite d'ajustement statistique de Gumbel. Le Gradex des pluies maximales annuelles ou saisonnières peut être utilisé pour calculer les débits de crue extrême en faisant l'hypothèse que pour ce type d'événement la fonction de répartition des volumes de ruissellement direct suit le même comportement asymptotique que celle des précipitations maximales annuelles. En d'autre terme, on suppose que la rétention moyenne du bassin versant tend vers une valeur limite liée à la réserve en eau initiale des sols et que, pour ces événements extrêmes, le volume de la crue de ruissellement direct correspond au volume des précipitations diminué de la valeur limite de la rétention. Le point pivot est le point au-delà duquel la valeur limite de la rétention du bassin est atteinte. Au-delà de ce point, l'évolution des débits de crue extrême suit une droite en coordonnées de Gumbel, de pente égale au Gradex des pluies maximales annuelles ou saisonnières. On considère que ce point est atteint pour une période de retour de 10 à 20 ans en fonction de la taille et des conditions initiales du bassin versant.
En résumé la Méthode du Gradex se base sur les hypothèses suivantes (Musy, 1996) :
La loi de probabilité des valeurs maximums de précipitations P présente asymptotiquement un caractère exponentiel pour les fortes valeurs. Si la distribution des précipitations suit une loi de Gumbel, alors le caractère exponentiel est décrit par la pente de la droite :
La précipitation journalière moyenne sur un bassin versant où les précipitations ponctuelles sont fortement corrélées entre elles a pour GRADEX la moyenne des Gradex individuels.
Le volume de la crue Q est égal au volume de l'averse P diminué d'une perte D due à l'évaporation, la rétention, etc. On peut écrire (P et Q étant exprimés en [mm]) :
En cas de saturation du bassin Versant, il est raisonnable d'admettre que les pertes tendent vers une valeur constante D0. A partir de ce moment, tout accroissement dP de la précipitation tend à produire un accroissement identique du débit dQ.
Le déficit d'écoulement D dépend de nombreux facteurs d'ordre climatologique, géographique, géomorphologique, etc. Sont d'importance capitale les conditions antécédentes d'humidité avant l'averse. Il est donc préférable de considérer D comme une variable aléatoire.
Si P suit une loi de Gumbel et D est une variable aléatoire bornée et indépendante de P, on peut démontrer que Q approche asymptotiquement P et présente un GRADEX identique a celui de P. Une fois le GRADEX de A déterminé, on part du quantille le plus rare de Q et on extrapole les Q en prenant comme GRADEX celui des P. Etant donné que la méthode du GRADEX fournit une estimation d'un débit moyen, journalier, pour passer à des valeurs instantanées on doit le multiplier par le coefficient de pointe. La figure 7.6 illustre sur la forme des Gradex calculés pour Quibdó.
A partir des lois de Gumbel calculés pour Quibdó et en utilisant la méthode du Gradex, nous avons calculé les débits de projets pour différentes périodes de retour. Ces résultats sont présentés dans les tableaux 7.10 et 7.11.
|Mois||Q pour T=1||Q pour T=10||Q pour T=20||Q pour T=50|
|Janvier||2015.5||2559.3||2761.3||3002.1|
|Février||1935.5||2019.3||2148.3||2300.1|
|Mars||1979.2||2457.5||2638.5||2888.5|
|Avril||1992.2||2520.2||2732.3||3009.1|
|Mai||1986.3||2449.0||2569.6||2723.1|
|Juin||2200.1||2666.5||2867.5||3027.1|
|Juillet||2231.0||2303.3||2450.0||2633.1|
|Août||2213.1||2654.9||2875.9||3036.1|
|Septembre||2092.3||2514.2||2686.5||2921.5|
|Octobre||2111.2||2589.6||2767.6||2990.1|
|Novembre||2100.2||2544.7||2692.0||2981.5|
|Décembre||1991.1||2349.4||2485.0||2669.3|
|Mois||Q pour T=1||Q pour T=10||Q pour T=20||Q pour T=50|
|Janvier||2035.3||2575.50||2825.3||3042.1|
|Février||1944.7||2032.25||2252.4||2358.1|
|Mars||1950.0||2457.08||2578.1||2912.4|
|Avril||1989.9||2498.18||2761.1||3028.1|
|Mai||1996.2||2461.01||2591.6||2741.3|
|Juin||2198.2||2675.51||2833.3||3053.6|
|Juillet||2251.2||2320.25||2460.4||2644.2|
|Septembre||2099.8||2544.13||2697.3||2930.6|
|Octobre||2131.1||2599.56||2777.6||2990.1|
|Novembre||2089.8||2562.75||2720.1||2908.5|
|Décembre||1997.8||2289.26||2425.2||2718.3|
Nous avons observé une tendance d'ascensionnel dans le papier probabiliste de Gumbel pour les volumes de fréquence, celles- ci ont été dessinées en leurs positions respectivement de traçage, indiquant une non-homogénéité statistique des populations de l'échantillon 'de précipitation pertinente'. L'utilisation de ces dernières, assumées comme étant homogènes, peut mener à une sous-estimation de la décharge ou de sa non-représentation et ceci a pu conduire à la sous-estimation des débits de projets calculés.
Etant donné que la méthode du Gradex a été crée initialement pour l'estimation des crues extrêmes dans des barrages, elle suppose qu'il y a un refus total de l'infiltration des les débits de fréquence décennal. Elle considère qu'au cours des épisodes pluvieux le bassin versant du fleuve est rapidement saturé. Il n'y a donc plus d'infiltration et, dès lors, toute précipitation parvient à la rivière, mais en effet il doit s'agir d'une augmentation progressive du coefficient de ruissellement. Cette méthode a donc par fois tendance a surestimer les débits lorsqu'on applique aux crues seulement rares.
Pour la simulation des crues et les calculs des niveaux d'inondation pour les différents périodes de retour on a utilisé le logiciel HEC-RAS, développé par l'Hydrologic Engineering Center-USA. Ce modèle est utilisé pour la modélisation aussi bien de la situation stable et instable, unidimensionnel, et graduellement variable de l'écoulement naturel ou synthétique. Le procédé du calcul se base sur la solution de l'équation unidimensionnelle de l'énergie de Manning associe à la loi de la continuité hydraulique :
La perte d'énergie he entre deux profils du fleuve est composée des pertes par friction, par contraction et par expansion. L'équation pour les pertes d'énergie est la suivante :
L est calculé à l'aide de l'équation suivante :
Pour calculer le débit total au travers du profil du fleuve, ainsi que les coefficients de vitesse, le flux est divisé de telle façon que la vitesse de chaque subdivision est distribuée uniformément. On peut écrire l'équation de Manning pour Q pour chaque subdivision du canal du flux de la façon suivante :
L'objectif principal de l'application HEC-RAS est de calculer les hauteurs d'eau dans tous les emplacements d'intérêt pour des valeurs données d'écoulement.
Les données requises pour exécuter ces calculs sont de type géométrique et des paramètres dynamiques caractéristiques des écoulements stationnaires. La constitution des données d'entrée intervenant dans la simulation avec HEC-RAS a été réalisée en plusieurs étapes à l'aide des logiciels Idrisi, Arcinfo et Excel :
Pour le calcul des coefficients de Manning n pour l'Atrato nous nous sommes inspirés de la classification du (Chow, 1959), tableau 7.12.Repris de Chow, 1959
|Types de Cannel et leur description||Minimum||Normal||Maximum|
|A. Natural Streams|
|1. Main Channels|
|a. Clean, straight, full, no rifts or deep pools||0.025||0.030||0.033|
|b. Same as above, but more stones and weeds||0.030||0.035||0.040|
|c. Clean, winding, some pools and shoals||0.033||0.040||0.045|
|d. Same as above, but some weeds and stones||0.035||0.045||0.050|
|e. Same as above, lower stages, more ineffective||0.040||0.048||0.055|
|slopes and sections|
|f. Same as 'd' but more stones||0.045||0.050||0.060|
|g. Sluggish reaches, weedy. deep pools||0.050||0.070||0.080|
|h. Very weedy reaches, deep pools, or floodways|
|with heavy stands of timber and brush||0.070||0.100||0.150|
|2. Flood plains|
|a. Pasture no brush|
|1. Short grass||0.025||0.030||0.035|
|2. High grass||0.030||0.035||0.050|
|b. Cultivated areas|
|1. No crop||0.020||0.030||0.040|
|Types de channel et leur description||Minimum||Normal||Maximum|
|2. Mature row crops||0.025||0.035||0.045|
|3. Mature field crops||0.030||0.040||0.050|
|c. Brush||0.035||0.050||0.070|
|1. Scattered brush, heavy weeds||0.035||0.050||0.060|
|2. Light brush and trees, in winter||0.040||0.060||0.080|
|3. Light brush and trees, in summer||0.045||0.070||0.110|
|4. Medium to dense brush, in winter||0.070||0.100||0.160|
|5. Medium to dense brush, in summer|
|d. Trees|
|1. Cleared land with tree stumps, no sprouts||0.030||0.040||0.050|
|2. Same as above, but heavy sprouts||0.050||0.060||0.080|
|3. Heavy stand of timber, few down trees,||0.080||0.100||0.120|
|little undergrowth, flow below branches|
|4. Same as above, but with flow into||0.100||0.120||0.160|
|branches|
|5. Dense willows, summer, straight||0.110||0.150||0.200|
|3.Montain Stream, no vegetation in channel,|
|banks usually steep, with trees and brush on banks submerged|
|a. Botton: grtavels, cobbles, and few boulders||0.030||0.040||0.050|
|b. Botton: cobbles with large boulders||0.040||0.050||0.070|
Les coefficients de Manning n utilisés pour les différentes zones de notre canal varient entre : n = [0.048, 0.06 ].
Pour la simulation de la crue, on a tenu compte des conditions extrêmes, c'est à dire, on a choisi les débits majeurs de chaque période de retour retenue. Les résultats de la modélisation se trouvent dans le tableau 7.13.
|Période de retour||T = 10 ans||T = 20 ans||T = 50 ans|
|Débit Q (m3/s)||2676||2868||3054|
Un exemple de paramètres géométriques de sortie associés aux simulations effectués sont présentés dans le tableau 7.14.
|River Sta.||Q Total||W. S. Elev.||Left Sta Eff||Rght Sta Eff|
|m³/s||m||m||m|
|129||2666.5||30.6||833.8||1101.5|
|129||2868.0||34.9||920.5||1226.6|
|129||3036.4||31.0||1080.8||1577.4|
|Où :River Sta est le numéro de la station du canal ; Q Total est le débit total ; W. S. Elev est la hauteur du niveau de l'eau calculé à partir de l'équation de l'énergie ; Left Sta Eff est la limite de la surface inondable sur la rive gauche ; Right St Eff est la limite de la surface inondable sur la rive droite.|
Pour cartographier l'aléa inondation a Quibdó quelques étapes se sont avérées nécessaires
La démarche suivie a consisté en la mise au point d'une méthodologie qui se base sur une approche hiérarchisée de la combinaison des SIG avec des méthodes hydrologiques et hydrauliques. Elles ont permis d'étudier l'aléa inondation à Quibdó et d'estimer la vulnérabilité de la ville.
A niveau de la modélisation, notre simulation a permis d'obtenir pour des périodes de retour standard de 10, 20 et 50 ans, les hauteurs d'eau pour les crues potentielles pouvant toucher la ville de Quibdó. Et du point de vue de la vulnérabilité de la ville en cas d'inondation, cette approche nous a permis d'estimer la quantité des constructions qui pourraient être submergées partiellement lors des crues de l'Atrato.
Les paramètres des crues calculés pour les deux rives de 'Atrato sont différents en raison de la différence d'altitude des mêmes. Ces résultats sont résumés dans le tableau 7.15.
|Période de retour||Altitude moyenne sur la rive droite||Hauteur d'eau sur la rive gauche||Surface inondable||Altitude moyenne sur la rive droite||Hauteur d'eau sur la rive droite|
|Années||m||m||Km²||m||m|
|10||28.5||2.1||3.7||30||0.60|
|20||28.5||2.3||4.5||30||0.75|
|50||28.5||2.9||5.6||30||1.00|
Les cartes d'inondation de Quibdó, mettent en évidence que :
Ces résultats permettent de mettre en évidence que le risque d'inondation a Quibdó est importante.
Cette analyse de l'inondabilité de Quibdó pourra devenir une aide importante pour l'administration municipale et départementale lors de la prise de décision concernant le développement de la capitale départementale et la gestion du territoire.
Cette Analyse pilote pour Quibdó une fois testé pourra servir de base pour l'analyse du risque d'inondation pour d'autres municipalités du Chocó voire de la Colombie.
Evaluer le risque sismique revient à évaluer conjointement l'aléa sismique (probabilité d'occurrence, amplitude, durée et fréquence du mouvement du sol lors d'un séisme) et la vulnérabilité physique (effets induits par le mouvement du sol sur les constructions humaines). Il existe différentes façons d'étudier le risque sismique. Pour cette étude nous allons utiliser les SIG par le biais de la méthodologie "earthquake loss estimation HAZUS".
Cette méthodologie d'évaluation du risque HAZUS a été développée par l'agence fédérale de gestion des urgences aux Etats Unies (FEMA). Elle a pour but de fournir aux autorités locales, régionales, nationales, ainsi qu'aux fonctionnaires de l'état et à la population en général, les outils nécessaires pour projeter et stimuler les efforts pour réduire le risque des tremblements de terre et de préparer la meilleure réponse possible pour y faire face.
La méthodologie HAZUS fut conçue spécialement pour l'analyse des pertes dues aux tremblements de terre aux Etats Unies d'Amérique. Pour cette raison toutes les données de base incluses dans le programme sont pour les E.U. Le tableau 8.3 énumère les 'inputs' minimums nécessaires pour faire une analyse des pertes dues aux tremblements de terre de niveau 1, c'est-à-dire en utilisant uniquement les données par défaut de la méthodologie.
Hazus donne la possibilité de faire l'analyse à trois niveaux: le niveau 1 avec les données de base ("default data Analyse"); le niveau 2 exige plus de données, elles doivent être complétées par l'utilisateur ("user suplied data Analysis"), ce niveau permet à l'utilisateur une meilleure exploitation des méthodes standards du programme; finalement le niveau 3 qui est le modèle avancé pour les analyses plus précises à niveau local ("Advanced data and models analysis").
Pourquoi avons nous choisi la méthodologie Hazus pour l'évaluation du risque sismique à Quibdó?
L'aléa sismique dans HAZUS est pris en compte en termes d'accélération maximale du sol ou de réponse spectrale. Les analyses des conséquences des tremblements de terre ont montré que les pertes économiques et sociales sont une fonction directe des dégâts des bâtiments. Deux raisons à cela :
Les bâtiments sont l'élément prédominant dans l'environnement construit par l'homme.
Les bâtiments sont vulnérables aux dégâts causés par les tremblements de terre.
Pour une analyse complète des pertes potentielles dues aux tremblements de terre, la méthodologie tient compte des facteurs énumèrés dans la figure 8.1.
L'approche modulaire de HAZUS est illustrée par l'organigramme de la figure 8.2. Les modules sont regroupés sous le nom de 'Potential Earth Science Hazards-PESCH'. En général, chacun des composants est exigé pour l'évaluation des pertes, comme indiqué par des flèches dans la figure 8.2, les modules sont interdépendants avec des sorties des uns agissant en tant qu'entrée à d'autres.
PESH est ce groupe d'attributs et de conséquences physiques qui décrivent les dommages potentiels dus aux tremblements de terre. Ceux-ci incluent l'accélération maximale du sol- PGA, la vitesse maximale du sol-PGV, l'accélération spectrale, le déplacement spectrale, la rupture du sol (liquéfaction, l'éboulement) et le tsunami.
Les calculs liés aux mouvements du sol sont estimés à partir de la localisation de l'événement, la magnitude, le type de tremblement de terre, la géologie locale, et le type de sol. Le Module PESH a été développé pour estimer les caractéristiques spectrales spécifiques du site et à partir de ces caractéristiques calculer les dégâts des infrastructures en utilisant les fonctions de dommages.
L'ampleur et la sévérité des dommages des composants structuraux et non- structuraux d'un bâtiment sont qualifiée par un des 5 états de dommages: rien, léger, modéré, étendu et complet. La probabilité d'atteindre ou de dépasser un état de déformation permanente du sol pour une accélération donnée est caractérisée par des fonctions de dommages. Dans HAZUS, les fonctions de dommages utilisées sont: les courbes de fragilité et les courbes de capacité du bâtiment (repris du manuel technique Hazus 99).
Chaque courbe de fragilité est définie par une valeur moyenne de l'accélération horizontale maximale du sol- PGA (ou de déplacement maximale-PGD) calculé par le module PESH, qui correspond au seuil de l'état de dommages et par la variabilité associée à cet état de dommages. Par exemple, on assume que le déplacement spectral, l'écart-type, qui définit le seuil d'un état particulier de dommages (ds) est :
La probabilité d'atteindre ou dépasser un état particulier de dommage ds pour une accélération horizontale maximale du sol donné Sd (ou un autre paramètre calculé par le PESH) est défini par la fonction :
La figure 8.3, illustre des courbes de fragilité pour des différents états de dommage.
La variabilité totale de chaque état de dommage est modélisé par la combinaison des composants qui contribuent à cette variabilité, comme le décrit l'équation suivante :
Les probabilités d'état de dommages pour les différents types de bâtiment sont combinées pour rapporter les probabilités d'état de dommages des classes d'occupation auxquelles ils appartiennent. Pour chaque état de dommages, la probabilité des dommages de chaque type de bâtiment est pesée selon la fraction de toute la surface couverte de ce type de bâtiment et additionnée au-dessus de tous les types de bâtiment. Ceci est exprimé par l'équation :
La réponse des bâtiments aux tremblements de terre est caractérisée en construisant des courbes de capacité. Ces courbes décrivent le déplacement de chaque type de bâtiment selon leur modelé et selon le niveau séismique de conception, en fonction de la charge transversale appliquée par le tremblement de terre.
HAZUS emploie une technique, semblable à la méthode de spectre de capacité (Mahaney, et al, 1993), pour estimer la réponse maximale de bâtiment comme l'intersection de la courbe de capacité de bâtiment et du spectre de réponse du PGA calculée par PESH. La méthode de spectre de capacité est un des deux méthodes statiques non linéaires d'analyse décrites dans les directives de NEHRP pour la réadaptation séismique des bâtiments (FEMA, 1993).
Le spectre de dessin utilisé par PESH a un coefficient d'amortissement du 5 % de l'amortissement critique. L'amortissement critique inclus l'amortissement élastique et l'amortissement par hystérésis du bâtiment ('post-yield cyclic response).
La figure 8.4, illustre sur l'intersection d'une courbe typique de capacité d'un bâtiment avec un spectre de l'accélération (avec un coefficient d'amortissement du 5% du critique). Les points qui contrôlent la forme de la courbe de capacité sont : le point de capacité finale, le point de l'amortissement par hystérésis et le point d'amortissement élastique, les paramètres qui caractérisent ses points sont définis dans le manuel technique et présentés en forme de tables.
Pour estimer les pertes économiques des bâtiments, les probabilités d'états de dommages (formule 8-5) doivent être converties en pertes en dollar.
Pour une classe d'occupation des bâtiments et pour un état de dommages donné, les coûts de réparation et de remplacement des bâtiments est donné par la multiplication de la surface occupée par chaque type de bâtiment dans chaque classe d'occupation. La probabilité d'un type de bâtiment d'être dans un état de dommage donné, et les coûts de réparation et de remplacements per mètre carré pour un état de dommage donné nous donnent la somme de tous les types de bâtiment de chaque classe d'occupation.
Les dommages des bâtiments sont divisés en dommages des éléments structuraux des constructions et en dommages des éléments non-structuraux des constructions.
Pour les dommages structuraux, les pertes sont calculées ainsi :
Les calculs similaires ont été faits pour les dommages non-structuraux, qui tiennent compte de dommages des éléments dus à l'accélération y des dommages liés au déplacement du sol, ils sont calculés comme suit :
Les équations (8-10) et (8-11) doivent être additionnées pour déterminer le coût total des dommages non-structuraux (CNSi), pour la classe d'occupation i :
Le coût total des dommages des bâtiments (CBDi) pour la classe d'occupation i est donné par la somme des dommages structuraux et non-structurtaux :
Finalement, pour déterminer le coût total des dommages de tous les bâtiments (CBD), l'équation (8-13) doit être additionnée au-dessus de toutes les classes d'occupation :
Les étapes nécessaires pour la réalisation d'une analyse avec PESH sont :
Le tableau 8.1 donne un aperçu général de la complexité des bases de données nécessaires pour lancer une analyse des pertes dues aux tremblements de terre en utilisant la méthodologie HAZUS.
|'Outputs' désirés||'Inputs' requis|
|ALEAS POTENTIELS DES SCIENCES DE LA TERRE (PESH)|
|Intensité de secousse du sol selon le scénario du séisme||Définition du scénario du séisme, loi d'atténuation, type de sol|
|Cartes de liquéfaction et glissement de terrains induits||Cartes de sensibilité à la liquéfaction et de susceptibilité aux glissements de terrain|
|INVENTAIRE GENERAL DES BATIMENTS|
|Pertes des bâtiments selon leur type de construction et leur classe d'occupation||Pourcentage de distribution par kilomètre carré de chaque type de bâtiment selon leur occupation dans chaque quartier. Relation entre classe d'occupation et type construction des bâtiments|
|INSTALLATIONS ESSENTIELLES|
|Pertes et fonctionnalité de chaque institut essentiel||Situation et type de construction de bâtiment|
|Pertes de lits et coût et temps nécessaires pour leur remplacement ou réparation||Nombre de lits de chaque bâtiment essentiel|
|INSTALATIONS DE HAUTE RISQUE POTENTIEL|
|Carte des installations de haute risque||Localisation et types des installations|
|Dégâts et pertes pour les installations militaires||situation géographique, type de bâtiment, coût des installations militaires|
|LIGNES DE TRANSPORT|
|Dégâts dans les lignes de transport et leurs composants||Situation géographique et types de composants|
|Temps nécessaire pour remettre en fonctionnement les composants du transport||Temps estimé pour la réparation de chaque niveau de dégât des composants|
|SERVICES PUBLICS|
|Dégâts des composants des lignes vitales||Stuation géographique et type de composants|
|Temps de réparation des composants d'utilité publique||Estimation du temps nécessaire pour réparer chaque niveau de dégât|
|CONSEQUENCES PHYSIQUES INDUITES|
|Inondations||Carte d'inondation (HAZUS 99)|
|Nombre d'incendies par quartiers||Inventaire général des bâtiments, vitesse moyenne du vent, direction du vent, vitesse moyenne d'ignitions des objets susceptibles de brûler|
|Carte des installations contenant de matériaux dangereux||Inventaire des installations qui contiennent des matériaux dangereux|
|PERTES SOCIALES DIRECTES|
|Nombre de maisons détruites||Nombre de maisons par quartier|
|Nombre de personnes qui doivent être déplacées temporairement||Population par quartier|
|Victimes et blessés selon la période du jour de l'événement||Occupation de la population pendant les trois périodes de la journée|
|PERTES ECONOMIQUES|
|Coût des réparations et reconstructions structurales et non structurales||Coût par m² des réparations structurales et non structurales pour chaque niveau de dommage|
|Pertes du contenu des maisons||Valeurs des contenus des maisons par m² par type d'occupation|
|Dégâts commerciaux||Revenu annuels des commerces par m²|
|Coûts de relocalisation||Montant des locations des bâtiments par occupation par m²|
|Pertes commerciales||Revenu mensuelle par m² pour type d'occupation|
|Pertes des salaires des employés||Salaires mensuels par m² par type d'occupation|
|Pertes de revenue pour location||Montant des locations des bâtiments par occupation par m²|
|Pertes dans les composants du transport||Coûts de réparation des composants du transport|
|Dégâts des entreprises de services publics||Coûts de réparation des composants des services publics|
|PERTES ECONOMIQUES INDIRECTES|
|Effets à long terme dans l'économie de la région||Index d'emploi par quartier|
Le nombre d'éléments que nous trouvons dans la colonne des entrées pourrait être assimilé dans un premier analyse à des dossiers de base, lesquelles sont à la fois composées de multiples fichiers. Le nombre de fichier varie d'une façon très étendue d'un dossier à autre. Ceci dit, étant donné la flexibilité de dessin de la méthodologie HAZUS, elle peut être utilisée pour les analyses du risque sismique dans des régions qui ne font pas partie des Etats Unis. Pour ce faire, il faut changer les fichiers contenant les données de base par des fichiers contentant des données de la nouvelle région. Ceci dit, il ne s'agit pas d'une tâche facile qui pourrait être achevé directement. La figure suivante nous montre les étapes suivies pour le développement du HAZUS pour Quibdó, que nous appelons HAZQUIB.
Le diagramme de la figure 8.5, illustre sur les étapes suivis pour l'adaptation de la méthodologie HAZUS pour la ville de Quibdó-HAZQUIB.
Avant de procéder à l'analyse des données et des paramètres de base de HAZUS, souvenons-nous que pour faire une évaluation du risque dans une région donnée, une analyse exhaustive de la vulnérabilité de cette même région s'impose. En effet nous pouvons considérer le risque comme le produit de la conjugaison de l'aléa et de la vulnérabilité.
La vulnérabilité est un composant du risque très complexe. Ils existent différents types de vulnérabilité. On peut parler de vulnérabilité physique, sociétale, économique, etc.
Pour l'adaptation de HAZUS pour Quibdó, nous avons commencé par analyser la base de données de HAZUS afin de pouvoir répondre aux questions suivantes :
Pour répondre à ces questions, nous avons fait une analyse de la base de données de HAZUS et nous nous sommes remis au tableau 8.2.
|Nom de la base de données||Nom du fichier||Source|
|General Building Stock *|
|Occupancy Square Footage||-||United States Census Bureau (1990)

Dun and Bradstreet
|Building Type- Occupancy||-||ATC-13 (1985)|
|Essential Facilities|
|Medical Care Facilities||EFCARE.DBF||FEMA Database (1991)|
|Emergency Operation Centers||EFEMERG.DBF||(1995)|
|Schools||EFSCHOOL.DBF||(1995)|
|High Potential Loss Facilities|
|Dams||HPDAMS.DBF||National Dams Inspection Program (NATDAM-1993)|
|Nuclear Power Facilities||HPNPF.DBF||FEMA Database (1992)|
|Military Installations||HPMI.DBF||None|
|Transportation System|
|Highway Segments||HRD.DBF||ATC-25 (1991)|
|Highway Bridges||HBR.DBF||FHWA|
|Highway Tunnels||HTU.DBF||None|
|Railway Track Segments||RTR.DBF||ATC-25 (1991)|
|Railway Bridges||RBR.DBF||FEMA Database (1992)|
|Railway Tunnels||RTU.DBF||None|
|Railway Facilities||RFA.DBF||FEMA Database (1992)|
|Light Rail Track Segments||LTR.DBF||None|
|Light Rail Bridges||LBR.DBF||None|
|Light Rail Tunnels||LTU.DBF||None|
|Light Rail Facilities||LFA.DBF||None|
|Bus Facilities||BFA.DBF||None|
|Ports and Harbors Facilities||PFA.DBF||FEMA Database (1992)|
|Ferry Facilities||FFA.DBF||None|
|Airports Facilities||AFA.DBF||FEMA Database (1992)|
|Airports Runways||ARW.DBF||FEMA Database (1992)|
|Utility System *|
|Potable Water Pipeline Segments||PPL.DBF||ATC-25 (1991)|
|Potable Water Facilities||PWF.DBF||ATC-25 (1991)|
|Potable Water Distribution Lines||PDL.DBF||Population Proxy|
|Waste Water Pipeline Segments||WPL.DBF||None|
|Waste Water Facilities||WFA.DBF||None|
|Waste Water Distribution Lines||WDL.DBF||Population Proxy|
|Oil Pipelines Segments||CRP.DBF||ATC-25 (1991)|
|Oil Systems Facilities||CRF.DBF||FEMA Database (1990)|
|Natural Gas Pipelines Segments||NPL.DBF||ATC-25 (1991)|
|Natural Gas Facilities||NFA.DBF||ATC-25 (1991)|
|Natural Gas Distribution Lines||NDL.DBF||Population Proxy|
|Electric Power Facilities||EFA.DBF||FEMA Database (1992)|
|Electric Power Distribution Lines||EDL.DBF||Population Proxy|
|Communication Facilities||CFA.DBF||FEMA Database (1991&1990)|
|Communication Distribution Cables||CDL.DBF||Population Proxy|
|Population Inventory||POPHSNG.DBF||United States Census Bureau|
|Agriculture Product Inventory||AGP.DBF||None|
|Vehicle Inventory||VEH.DBF||None|
*les tableaux qui apparaissent en anglais sont extraits de la méthodologie HAZUS, publié en anglais.
Pour le développement de nos inventaires d'une façon logique et compréhensible, nous avons divisé les données à créer et à compiler en :
Etant donné que Quibdó, est une ville de petite taille, pas industrialisé du tout, notre liste de données à compiler ou à créer est ainsi réduite. Il n'existe pas à Quibdó d'industries, de centrales nucléaires, de dépôts de produits toxiques. Cependant, cela ne veut pas dire que la tâche a été moins difficile. On a constaté l'absence presque totale des archives organisées dans des institutions gouvernementales, ainsi que l'absence totale des données numérisées.
L'analyse de la vulnérabilité de Quibdó a été faite par étapes ainsi :
L'inventaire produit de l'analyse des bases de données de Quibdó, ainsi que l'institution qui est la source des dites bases et les caractéristiques et l'état des celles-ci, sont résumés dans le tableau 8.3.
|Types de données||Source||Etat des données|
|Carte géologique||INGEOMINAS; Université nationale de Medellin||Carte géologique du Chocó 1:500'000, carte géologique de Quibdó 1:10'000|
|Carte des sols||IGAG||Carte de sols de Quibdó

1: 5'000
|Inventaire démographique||DANE (Bogota)||Fichiers type texte, incomplets, recensement de la population 1993|
|Données démographiques||Mairie de Quibdó||Archives en papier, pas informatisés, désorganisés|
|Données démographiques||Ministère de santé publique et d'éducation à Quibdó||Archives en papiers, pas informatisées, et désorganisés|
|Inventaire général des édifices||DANE, Mairie, Planification départemental, CODECHOCO, INURBE, Banque agraire, Camera de commerce||Fichier type texte, archives en papier, désorganisés, pas centralisés par manque d'organisation interne et de coopération interinstitutionnelle|
|Inventaire de la distribution des bâtiments par quartier, selon leur type et leur occupation||Mairie, INURBE, CODECHOCO, office du cadastre, comités d'action communale||Fichiers en AUTOCAD, listes et archives en papier, information orale, levés topographiques.|
|Routes||Ministère des voies de Quibdó, Mairie||Plans 1:5'000, quelquesFichiers AUTOCAD|
|Ponts||Ministère de transport Quibdó, CODECHOCO||Plans des ponts sur papier, pas informatisé|
|Inventaire du système de santé publique||ministère de la santé, mairie||Plans sur papier, communication orale|
|Inventaires des Services des pompiers||Service des pompiers de Quibdó||Communication orale|
|Inventaires des services de sécurité et police||Police départementale, Mairie||Archives en papiers, pas informatisés|
|Inventaires des parcs et sites de domaine public||Mairie, IGAC, direction du gouvernement départemental, CODECHOCO, banque agraire||Plans sur papier, pas de fichiers informatisés|
|Inventaires du système de communication||Télécom Chocó||Annuaire téléphonique de Quibdó, format analogique|
|Inventaire du réseau électrique||Entreprise d'énergie électrique du Chocó

CODECHOCO
|Plans du réseau électrique en format analogique|
|Inventaire général du système du transport et ses composants||Ministère du transport, Intendance Fluviale de Quibdó, Office civile de l'aviation, armée nationale||Plans sur papiers et communications orales.|
|Inventaires des véhicules||Mairie, entreprises privées de transport||information orale|
|inventaire des centres d'éducation||Ministère d'éducation national, départementale et municipale, quelques collèges et universités||Communication orale,

plans de quelques établissements
Le traitement préliminaire des données compilées pour Quibdó, a nécessité de quelques étapes ainsi :
Les inventaires ainsi crées sont synthétisés dans le tableau 8.4. Chaque inventaire est le résultat de la conjugaison des données des différentes sources dû à ce que l'information en général était dispersée dans différents instituts et en règle générale n'était pas actualisée.
|Base de données||Nom du fichier||Changements faits pour Quibdó|
|General Building Stock|
|Occupancy Square Footage||-||Créé|
|Building Type- Occupancy||-||Créé|
|Essential Facilities|
|Medical Care Facilities||EFCARE.DBF||Créé|
|Emergency Operation Centers||EFEMERG.DBF||Créé|
|Schools||EFSCHOOL.DBF||Créé|
|High Potential Loss Facilities|
|Military Installations||HPMI.DBF||Créé|
|Transportation System|
|Highway Segments||HRD.DBF||Créé|
|Highway Bridges||HBR.DBF||Créé|
|Railway Track Segments||RTR.DBF||Créé|
|Railway Bridges||RBR.DBF||Créé|
|Railway Facilities||RFA.DBF||Créé|
|Light Rail Track Segments||LTR.DBF||Créé|
|Light Rail Facilities||LFA.DBF||Créé|
|Bus Facilities||BFA.DBF||Créé|
|Ports and Harbors Facilities||PFA.DBF||Créé|
|Airports Facilities||AFA.DBF||Créé|
|Airports Runways||ARW.DBF||Créé|
|Utility System|
|Potable Water Pipeline Segments||PPL.DBF||Créé|
|Potable Water Facilities||PWF.DBF||Créé|
|Potable Water Distribution Lines||PDL.DBF||Créé|
|Electric Power Facilities||EFA.DBF||Créé|
|Electric Power Distribution Lines||EDL.DBF||Créé|
|Communication Facilities||CFA.DBF||Créé|
|Communication Distribution Cables||CDL.DBF||Créé|
|Population Inventory||POPHSNG.DBF||Créé|
|Vehicle Inventory||VEH.DBF||Créé|
Pour la compilation de l'inventaire général des bâtiments de Quibdó, nous avons utilisé le guide "NEHRP Handbook for the Seismic Evaluation of Existing Buildings" de FEMA, ainsi que le Code colombien des constructions séismorésistantes (NSR-98). Le nouveau code des constructions séismorésistantes de Colombie, utilise pour la classification des bâtiments, la même classification proposée par le NEHRP, qui est la même utilisée dans la méthodologie HAZUS. La classification de HAZUS est illustrée dans les tableaux 8.5a et 8.5b. Elle est constituée de 36 types de construction de bâtiments et 28 classes d'occupation de bâtiments. Cette classification tient compte des matériaux de construction, des dimensions, ainsi que de la taille des bâtiments. La méthodologie fournit aussi une description des caractéristiques générales et spécifiques de chaque type de structure dans le manuel technique.
|Height|
|No.||Label||Description||Range||Typical|
|Name||Stories||Stories||Feet|
|1

2
|W1

W2
|Wood, Light Frame £ 5,000 sq. ft.)

Wood, Commercial and Industrial (> ; 5,000 sq. ft.)
|1 - 2

All
|1

2
|14

24
|3

4
5
|S1L

S1M
S1H
|Steel Moment Frame||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
13
|24

60
156
|6

7
8
|S2L

S2M
S2H
|Steel Braced Frame||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
13
|24

60
156
|9||S3||Steel Light Frame||All||1||15|
|10

11
12
|S4L

S4M
S4H
|Steel Frame with Cast-in-Place Concrete Shear Walls||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
13
|24

60
156
|13

14
15
|S5L

S5M
S5H
|Steel Frame with Unreinforced Masonry Infill Walls||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
13
|24

60
156
|16

17
18
|C1L

C1M
C1H
|Concrete Moment Frame||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
12
|20

50
120
|19

20
21
|C2L

C2M
C2H
|Concrete Shear Walls||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
12
|20

50
120
|22

23
24
|C3L

C3M
C3H
|Concrete Frame with Unreinforced Masonry Infill Walls||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
12
|20

50
120
|25||PC1||Precast Concrete Tilt-Up Walls||All||1||15|
|26

27
28
|PC2L

PC2M
PC2H
|Precast Concrete Frames with Concrete Shear Walls||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
12
|20

50
120
|29

30
|RM1L

RM2M
|Reinforced Masonry Bearing Walls with Wood or Metal Deck Diaphragms||Low-Rise

Mid-Rise
|1-3

4+
|2

5
|20

50
|31

32
33
|RM2L

RM2M
RM2H
|Reinforced Masonry Bearing Walls with Precast Concrete Diaphragms||Low-Rise

Mid-Rise
High-Rise
|1 - 3

4 - 7
8+
|2

5
12
|20

50
120
|34

35
|URML

URMM
|Unreinforced Masonry Bearing Walls||Low-Rise

Mid-Rise
|1 - 2

3+
|1

3
|15

35
|36||MH||Mobile Homes||All||1||10|
|No.||Label||Occupancy Class||Example Descriptions|
|Residential|
|1||RES1||Single Family Dwelling||House|
|2||RES2||Mobile Home||Mobile Home|
|3||RES3||Multi Family Dwelling||Apartment/Condominium|
|4||RES4||Temporary Lodging||Hotel/Motel|
|5||RES5||Institutional Dormitory||Group Housing (military, college), Jails|
|6||RES6||Nursing Home|
|Commercial|
|7||COM1||Retail Trade||Store|
|8||COM2||Wholesale Trade||Warehouse|
|9||COM3||Personal and Repair Services||Service Station/Shop|
|10||COM4||Professional/Technical Services||Offices|
|11||COM5||Banks|
|12||COM6||Hospital|
|13||COM7||Medical Office/Clinic|
|14||COM8||Entertainment & Recreation||Restaurants/Bars|
|15||COM9||Theaters||Theaters|
|16||COM10||Parking||Garages|
|Industrial|
|17||IND1||Heavy||Factory|
|18||IND2||Light||Factory|
|19||IND3||Food/Drugs/Chemicals||Factory|
|20||IND4||Metals/Minerals Processing||Factory|
|21||IND5||High Technology||Factory|
|22||IND6||Construction||Office|
|Agriculture|
|23||AGR1||Agriculture|
|Religion/Non/Profit|
|24||REL1||Church/Non-Profit|
|Government|
|25||GOV1||General Services||Office|
|26||GOV2||Emergency Response||Police/Fire Station/EOC|
|Education|
|27||EDU1||Grade Schools|
|28||EDU2||Colleges/Universities||Does not include group housing|
Pour créer les inventaires de Quibdó, nous avons divisé la ville en quartiers, appelés dans notre application "Census tracts" (qui est l'unité minimale de division utilisée par HAZUS). Pour Quibdó, nous avons trouvé tous nos types de bâtiments dans la classification de FEMA
Un total de 14 quartiers sont analysés pour la capitale du Chocó. A partir de la classification des bâtiments décrite dans les tableaux 8.4 et 8.5, et en utilisant les directives du 'NEHRP' pour la classification des bâtiments, nous avons définit 11 types de constructions et 5 classes d'occupation pour Quibdó. Les inventaires des bâtiments de Quibdó sont illustrés par les tableaux 8.6 et 8.7 et les figures 8,6-8.9.
|QUARTIER||W1||W2||S1L||S3||S4L||C1L||C2L||PC1||PC2L||RM1L||RM2L|
|Kennedy||579||3||1||0||0||1||2||2||1||186||0|
|Cesar Conto||872||1||1||0||0||0||2||1||0||277||0|
|Playita||600||0||0||0||0||0||0||0||0||190||0|
|Margaritas||1665||0||1||0||2||0||1||0||0||527||0|
|Jardin||1379||1||1||0||0||0||1||1||0||438||0|
|Cristo rey||758||1||1||0||0||0||1||0||0||240||0|
|Medrano||845||1||1||0||0||0||1||1||0||269||0|
|Roma||170||2||1||0||0||0||1||1||0||56||0|
|Pan de yuca||286||12||6||1||2||3||6||7||3||105||2|
|Yesquita||1328||9||5||1||100||2||5||5||2||460||2|
|San Judas||138||3||1||0||0||1||2||2||1||46||0|
|Silencio||1300||1||1||0||43||0||1||0||0||425||0|
|Yesca grande||1233||1||1||0||0||0||1||1||0||391||0|
|Niño Jesus||1019||3||2||0||0||1||2||2||1||326||1|
|QUARTIER||RESIDENTIEL||COMMERCE||GOUVERNEMENT||EDUCATION||RELIGION|
|Kennedy||761||13||0||1||0|
|Cesar Conto||1144||5||0||2||3|
|Playita||785||2||0||3||0|
|Margaritas||2191||3||1||1||0|
|Jardin||1802||6||0||10||3|
|Cristo rey||996||3||0||1||1|
|Medrano||1100||6||0||11||1|
|Roma||223||5||1||1||1|
|Pan de yuca||370||55||5||2||1|
|Yesquita||1877||38||1||1||3|
|San Judas||181||12||0||0||1|
|Silencio||1759||3||1||6||2|
|Yesca grande||1617||7||0||4||0|
|Niño Jesus||1334||15||3||3||2|
Les tableaux 8.8 et 8.9, illustrent sur les paramètres des fonctions des dommages pour Quibdó CI (Index régional des coûts des bâtiments) et FAi (aire occupée par les bâtiments selon leur classe d'occupation).
|QUARTIER||RES 1||RES

4
|COM 1||COM 8||REL 1||GOV1||GOV 2||EDU1||EDU2|
|Kennedy||11141.5||10.0||172.4||11.3||0.0||6.5||2.3||13.6||6.2|
|Cesar Conto||1716.0||15.0||55.3||10.6||40.2||0.0||0.0||44.8||3.5|
|Playita||1185.0||10.0||10.2||7.1||0.0||0.0||0.0||9.3||9.6|
|Margaritas||3286.5||3.0||20.5||22.3||0.0||16.3||0.0||7.5||4.1|
|Jardin||2721.0||10.0||54.1||21.4||46.1||0.0||0.0||2.6||1.2|
|Cristo rey||1495.5||30.0||33.1||14.9||21.0||0.0||0.0||0.0||5.5|
|Medrano||1666.5||0.0||60.5||28.8||19.5||8.0||0.0||10.0||0.0|
|Roma||334.5||6.0||83.9||15.8||18.0||6.1||0.0||22.4||5.0|
|Pan de yuca||580.5||10.0||658.9||58.5||11.0||0.0||45.1||0.0||8.6|
|Yesquita||2817.0||5.0||470.5||53.6||39.7||13.8||0.0||29.0||2.5|
|San Judas||271.5||8.0||140.7||19.7||8.9||0.0||0.0||0.0||0.0|
|Silencio||2649.0||7.0||38.0||4.8||22.9||18.2||0.0||3.0||0.0|
|Yesca grande||2433.0||0.0||36.5||53.8||0.0||0.0||0.0||7.8||0.0|
|Niño Jesus||2010.0||2.0||165.0||37.0||34.6||0.0||0.0||27.6||2.6|
|QUARTIER||RESIDENTIEL||COMMERCIAL||RELIGION||GOUVERNEMENT||EDUCATION|
|Kennedy||4189||1854||0.0||675||245|
|Cesar Conto||5538||1116||325||0.0||7099|
|Playita||6323||441||0.0||0.0||7129|
|Margaritas||3516||667||0.0||758||5591|
|Jardin||14327||460||320||0.0||5302|
|Cristo rey||12611||1303||102||322||14650|
|Medrano||835||942||89||0.0||2133|
|Roma||738||196||78||0.0||1174|
|Pan de yuca||4630||98||110||540||5441|
|Yesquita||11460||156||325||84||12056|
|San Judas||15633||322||102||0.0||16295|
|Silencio||12560||723||201||379||13863|
|Yesca grande||1025||826||0.0||0.0||1851|
|Niño Jesus||1747||204||156||0.0||2407|
Une fois que l'analyse complète de vulnérabilité de Quibdó (inventaires, calculs des paramètres des fonctions de dommages, etc.) a été faite la question qui s'impose est :
Comment insérer notre base de données dans l'application pour lancer l'analyse des pertes due aux tremblements de terre pour Quibdó?
Pour créer l'application de HAZUS adaptée pour Quibdó (HAZQUIB) nous avons analysé deux alternatives :
1. Une première approche générale consiste à faire les changements de données directement dans les répertoires de HAZUS. Pour se faire il faut identifier les fichiers qu'il faut changer dans les répertoires 'DATA" TEMPLATE et 'INI'. Dans cette approche il faut avoir affaire a tous les fichiers de l'application. Cette approche générale a lieu avant de lancer 'l'agrégation' des données pour l'analyse des pertes dans une région.
2. Le deuxième approche régionale considéré consiste à lancer une analyse régionale, créant une région avec le même nombre de "census tracts" (unité de division des municipalités, pour la réalisation des inventaires) de Quibdó. Par exemple supposons que Quibdó est compose de 14 census tracts, allons dans un état des E.U et créons une région avec le même numéro de 'census tracts' de Quibdó, la quelle nous nommerons "Quibdó Future 1". Maintenant à l'intérieur de ce répertoire, on va procéder à identifier les fichiers qui ne sont pas génériques pour procéder au remplacement par les données de la Quibdó. L'avantage de cette approche est qu'on se concentre dans la région à transformer et on n'a plus rien à craindre des autres fichiers du programme. On est concerné seulement par les fichiers de la région que nous avons créée. Cette méthode convient si on va utiliser tout le temps la même région. Le désavantage de cette approche, est que si l'on veut faire une analyse de perte pour une région différente au Chocó ou en Colombie, il faut passer pour tout le processus de changement pour la nouvelle région.
Nous avons utilisé l'approche régionale pour adapter l'application de HAZUS pour Quibdó. La méthodologie utilisée est résumée dans la figure 8.5.
Les changements nécessaires pour l'adaptation de la méthodologie HAZUS pour Quibdó n'incluent pas de changement dans le logiciel HAZUS qui est très flexible dans son concept. En changeant les données de base inclues dans les répertoires, Data, en adaptant les paramètres des fonctions de dommages et de réstauration qui sont dans les répertoires TEMPLATE, et en modifiant certains paramètres qui caractérisent chaque région dans le répertoire INI, HAZUS peut être utilisé pour l'analyse des pertes dues aux tremblements de terre dans n'importe quelle région du monde. Ceci dit, ce ne sont pas des changements directs ni faciles à faire. Ils ont demandé un gros investissement de notre part, et beaucoup d'assistance de la part de l'équipe de HAZUS et HAZUS HELP aux Etats Unis.
Une fois l'étape de gestion des données achevée, au moment de procéder au changement des bases de données dans HAZUS, il faut prêter une attention spéciale à la structure des bases de données.
En fait, HAZUS utilise plus de 8000 fichiers pour une analyse du risque sismique dans une région donnée. Nous avons dû changer un grand nombre de fichiers et des paramètres de coûts, de dégâts, des fonctions de restauration, etc., qui ont ensuite servi pour générer le reste des fichiers de notre région. Tous les changements faits dans les fichiers de base de HAZUS, ainsi que les nouveaux fichiers créés pour Quibdó (tableau 8.4) ont été faits avec le logiciel DBASE III.
En résumé pour l'adaptation de HAZUS pour Quibdó, nous avons commencé par créer notre région d'étude.
Une fois notre région créé nous avons procédé à insérer nos fichiers, par le biais des changements des fichiers de la région américaine pour les données de Quibdó.
Une fois les entrées modifiées, nous avons changé les paramètres de base, en allant directement dans chaque fichier concerne et en insérant nos paramètres calculés pour Quibdó. De cette façon nous avons réussi à créer de nouvelles matrices de calculs des paramètres en utilisant les formules de base de l'application.
Pour la spécification des caractéristiques géologiques de la région, ainsi que le type du sol, nous avons changé directement le fichier 'Shape' contenant les données géologiques par ceux de Quibdó.
De cette façon, nous avons obtenu à partir de la future région de Quibdó une application de HAZUS pour Quibdó.
Le premier pas à suivre est le choix de la région d'étude, ensuite il a fallut choisir le scénario et la loi d'atténuation.
La région d'étude est la ville de Quibdó (zone urbaine) avec 81.714 habitants. Elle est comprise entre les coordonnées géographiques suivantes :
X min = -76.24 long W
X max = -76.15 long W
Y min = 6.79 lat. N
Y max = 6.88 lat. N
La ville est divisée en 14 quartiers comme l'indique la figure 8.10.
HAZUS fournit trois approches pour caractériser un séisme:
Dans notre application, nous allons simuler notre scénario en utilisant le modèle déterministe.
Pour déterminer la magnitude du séisme, M= 7.5, nous nous sommes servis, d'une part, des études de la sismicité de la région (chapitre 5) et d'autre part de l'étude du catalogue sismique du Chocó.
Notre tremblement de terre a son origine dans la source sismogène liée à la faille de l'Atrato à 87 km au nord de Quibdó.
Notre scénario est le suivant :
|Type d'alea seismique||magnitude||epicentre||Fonction d'attenuation|
|Déterministe||7.5||6.72 N -76.74 W||Dhale 1995|
Pour le calcul des lois d'atténuation du passage du front d'ondes par la région étudiée. La méthodologie Hazus fournie les utilisateurs avec quelques relations d'atténuation selon la situation géographique de la région. Elle propose 2 lois d'atténuation pour l'est des Etats Unies et 4 pour l'ouest. Elles peuvent être utilisées seules, combinées ou complétés avec des données des lois d'atténuations des sites étudiés. Cette possibilité de combiner les lois d'atténuations de la méthodologie HAZUS et sa forme tabulaire, nous a permis d'introduire les données de la loi d'atténuation de Dahle (1995) calculées pour Quibdó, lors de l'évaluation de l'aléa sismique du département du Chocó, (voir 5.12).
Notre but, en simulant un tremblement de terre avec les caractéristiques décrites dans le tableau 8.10, est de calculer ses effets physiques directs et indirects dans la capital du Chocó en termes d'extension et monétaire. Tous les dommages sont exprimés en milliers de dollar.
Pour notre cas nous avons calculé les effets directs suivants :
Les effets énumérés dans le point précédent ont été obtenus en forme de tableaux et de cartes brutes. Toute fois HAZUS étant un programme qui tourne sous un système d'Information géoréférée (ARCVIEW); l'affichage des cartes et tableaux produits est très commode par défaut. Il n'est pas possible d'imprimer les résultats directement à partir de l'application.
La démarche suivie pour le traitement des résultats est résumée dans la figure 8.11.
Les pertes économiques directes (en US dollar) sont résumées dans le tableau 8.12.
|Pertes de bâtiments||Pertes de revenus|
|Coût des dégâts structuraux des bâtiments||Coût des dégâts non-structuraux des bâtiments||Coût des dégâts liés au contenu des bâtiments||'Ratio' de pertes %||Pertes liées au capital||Pertes des salaires||Pertes du logement des bâtiments||Pertes de rélocali-sation des bâtiments||Pertes totales|
|3039||1157.9||549.6||41.91||1014||185.4||207.5||353.09||6548.7|
Nous présentons en suite la carte d'accélération horizontale maximale du sol pour une période de retour de 475 ans, figure 8.12.
La carte du risque sismique de Quibdó en pertes potentielles en milliers de dollars pour chaque quartier est dans la figure 8.13.
L'ensemble de notre démarche s'est attaché à concilier deux exigences primordiales:
Nous avons utilisé la méthodologie HAZUS conçue essentiellement pour l'analyse de risque sismique aux Etats Unis, qui s'est avéré un outil puissant et flexible permettant l'adaptation pour l'analyse des pertes dues aux tremblements de terre dans des régions qui n'appartiennent pas à ce pays. Signalons que c'est la première fois que la méthodologie à été adaptée pour une autre région. Nous avons obtenu les résultats suivants :
1. Une carte d'accélération maximale horizontale du sol (PGA) pour Quibdó. Elle montre les PGA pour chaque quartier de Quibdó. Les valeurs obtenues varient de 0.36 g à 0.40 g, se sont des valeurs de g assez fortes.
2. Une carte du risque sismique de Quibdó. Elle montre le risque en termes de potentialité de pertes en milliers de dollars pour chaque quartier de la ville, en cas d'occurrence d'un tremblement de terre avec des caractéristiques semblables au séisme simulé dans notre application. Les pertes totales calculées pour notre événement sont de 6'548700 dollars, ce qui est superieur au budget budget municipal, et répresente le le 27 % de budget du département du Chocó pour l'année fiscale 2001, qui est de 23'559'930 dollars. Par rapport au budget de Colombie 2002 qui est de 34'000 millions de dollars, le chiffre des pertes probables, n'est pas significatif. Par contre c'est une perte non négligeable pour les budgets municipal et départemental.
Ces résultats fournissent une estimation relative des pertes provoquées par notre scénario. Cette estimation est corroborée par les pertes générées lors du tremblement de terre de Murindo en 1992 avec des caractéristiques semblables à l'événement simulé.
Malgré une certaine incertitude attachée à ces résultats, ils sont une référence de planification globale. Ils donnent des résultats concrets en termes de coûts en milliers de dollars pour les dommages causés par un tremblement de terre vraisemblable pour le Chocó, Quibdó.
Les résultats obtenus par l'évaluation du risque sismique à Quibdó montrent que le risque encouru par la population par notre scénario est sérieux.
Il ressort de cette analyse du risque sismique que :
La comparaison de nos résultats avec ceux obtenus lors du tremblement de terre de Murindo en 1992, nous permet de conclure que cette modélisation ouvre de nombreuses perspectives au niveau de la planification municipale et même départementale.
Le but de cette étude était de développer une méthodologie basée sur l'utilisation des systèmes d'information géoréférée-SIG et sur la modélisation géophysique afin d'analyser et de zoner les aléas et risques géologiques dans le département du Chocó.
Les aléas et risques encourus par la population du Chocó sont nombreux. Afin de mieux délimiter le champ de notre recherche, nous avons commencé par évaluer la situation actuelle des catastrophes naturelles dans ce département. Les résultats montrent que : 63% des catastrophes naturelles sont d'origine hydrométéorologique (inondations, érosion des rivières, marées exceptionnelles, etc.); 31 % sont liées aux tremblements de terre et les 6% restant sont dus aux instabilités de terrain. Toutefois, il est intéressant de remarque qu'il existe dans le Chocó une culture des risques liée aux phénomènes hydrométéorologiques, c'est pourquoi il n'y a pas de relation directe dans ce cas entre le nombre de victimes et la fréquence de ces catastrophes. Nous avons décidé de focaliser notre recherche sur l'étude de trois types d'aléas : inondabilité, glissements de terrain et sismique, à cause de leur fréquence et des dommages qu'ils causent dans le Chocó. Cette problématique a été traitée à deux niveaux : à l'échelle départementale et à l'échelle municipale.
Dans une première phase, une recherche bibliographique et historique approfondie a été effectuée. Dans une deuxième phase, nous avons utilisé une méthodologie spécifique pour chaque aléa, avec des modèles simples permettant l'utilisation des données existantes, complétées par des observations de terrain personnelles.
Si l'on fait un bilan des objectifs atteints à travers ce travail, on peut conclure que les résultats issus de l'application de notre méthodologie ont permis :
La création de la première banque de données géoréférées du département du Chocó. Elle repose sur la base de données spatiales et les outils informatiques par le biais des SIG. Ces systèmes obligent à intégrer les produits provenant de la collecte de données et de la modélisation dans un environnement qui comporte des interfaces d'utilisation relativement simples. Les informations récoltées concernent les plans topographiques, hydrologiques, géologiques, sismiques et en général, toutes les couches concernant les trois types d'aléas étudiés.
La création d'une carte de l'aléa inondation pour le département du Chocó (figure 4.6). Il s'agit de la première carte de ce genre dans la zone d'étude. Elle délimite les zones inondables désignées dans les bassins versants Atrato, San Juan, Baudó et côtière. Cette carte est un document clé pour la planification et l'aménagement du territoire au Chocó, étant donné que les inondations représentent le risque le plus fréquent et le plus dommageable au Chocó.
L'évaluation et zonage de l'aléa sismique dans le département du Chocó pour une période de retour de 475 ans, qui est le période de retour standard utilisé dans le code de constructions parasismiques de Colombie NSR-98. Ce zonage a été fait pour des sols consolidés, pour les dispersions = 0, 0 et = 0.5. Ceci a permis respectivement la création de deux cartes d'aléa sismique du Chocó (figures 5.19 et 5.20). Résumant les résultats de ces deux cartes selon les bassins versants, on peut mettre en évidence que la province de l'Atrato présente les valeurs d'accélérations du sol les plus fortes, suivie par les provinces du Pacifique et du Baudó, et finalement la province du San Juan a les accélérations du sol les plus basses du département. Dans tous les cas d'espèces ces valeurs impliquent l'application de mesures préventives.
La création de la carte de susceptibilité aux instabilités de terrain au Chocó (figure 3.4). Cette carte régionale a un caractère préliminaire. Elle délimite les zones potentiellement instables du département en utilisant une classification très simple des niveaux d'aléa: de faibles à élevés. Sa forme, son contenu et son échelle correspondent aux objectifs et à ses destinataires, qui sont principalement les autorités départementales chargées de la planification du développement du Chocó. Elle devrait servir d'outil pour l'estimation de l'impact régional des futurs glissements de terrain. Cette carte montre que : Les zones d'instabilité élevée coïncident avec les zones de montagnes (flanc occidental de la cordillère occidentale, 'Serranías' du Baudó et du Darien). Les zones d'aléas modérés se situent surtout à proximités des vallées de l'Atrato. Les zones basses sont situées dans la zone d'aléa faible ou nulle mais cela ne veux pourtant dire que l'on exclue la possibilité d'occurrence des glissements de terrains, car elles sont très sensibles à la liquéfaction lors des tremblements de terre. Les zones potentielles de chutes se concentrent principalement dans les parties plus hautes du département au flanc occidental de la cordillère occidentale, plus précisément sur les routes Quibdó-Medellin et Tado-Pueblo Rico.
Nous avons élaboré une carte synthétique des principaux aléas naturels pour toutes les municipalités du Chocó. Ce document intègre l'évaluation quantitative et qualitative des données statistiques sur les catastrophes des 30 dernières années. Il indique la proportion d'événements auxquels est exposée chaque municipalité. Il en ressort que toutes les municipalités du Chocó sont exposées à plusieurs phénomènes naturels, l'aléa sismique les concernant toutes. Conséquemment une gestion intégrée des aléas et risques naturel est nécessaire.
La deuxième partie de cette recherche est dédiée à l'analyse de Quibdó, capitale du département du Chocó, face aux inondations causées par le fleuve Atrato et ses affluents la Yesca et l'Aurora et face aux tremblements de terres.
Pour l'analyse de l'aléa inondation nous avons utilisé une démarche basée sur une modélisation hydraulique plus précise et sur une topographie plus fine à partir d'un MNA de Quibdó, ainsi que des profils du fleuve Atrato et son affluent la Yesca.
Pour l'estimation du risque sismique nous avons adapté la méthodologie HAZUS (développée par l'Agence Fédérale de Gestion des Urgences aux Etats Unies FEMA) pour Quibdó.
Si l'on fait un bilan des objectifs atteints à travers cette deuxième partie du travail, on peut noter les résultats suivants :
La création des cartes d'inondation de Quibdó pour trois périodes de retour, T= 10, 20 et 50 ans (figures 7.7, 7.8 et 7.9) pour tenir compte des situations extrêmes (50 ans) et des situations plus normales, 10 et 20 ans mais représentatifs dans la région. Pour la création de ces cartes nous avons mis au point une méthodologie qui se base sur une approche hiérarchisée de la combinaison des SIG avec des méthodes hydrologiques et hydrauliques, qui ont permis d'évaluer l'étendue des zones inondables de Quibdó. Au niveau de la modélisation, notre simulation a permis d'obtenir pour des périodes de retour standard de 10, 20 et 50 ans, les hauteurs d'eau pour les crues potentielles pouvant toucher la ville de Quibdó. Elles définissent clairement les quartiers inondables. A partir de ces cartes on peut estimer le nombre des maisons submergées en fonction de la période de retour et d'avoir une perception du risque à partir du calcul approximatif des dégâts par quartier.
En adaptant la méthodologie HAZUS pour Quibdó nous avons créé une carte d'accélération maximale du sol pour une période de retour standard de 475 ans (figure 8.12). Les PGA calculées tiennent compte du type de sol, avec des valeurs qui oscillent entre 0,36 g et 0.40 g.
Nous avons également fait une évaluation des pertes économiques directes des bâtiments de Quibdó liées aux tremblements de terre, ainsi que les pertes économiques directes liées aux contenus des bâtiments et ceci nous a permis évaluer les pertes par quartiers et totales.
Finalement nous avons pu élaborer la carte de risque sismique de Quibdó. Il ressort de cette carte que dans la ville de Quibdó, il n'a pas un seul quartier qui ne serait pas partiellement endommagé par un tremblement de terre avec les caractéristiques de notre scénario (M = 7.5). A noter que le montant des dommages varie largement d'un quartier à l'autre soit entre 144,2 et 849,2 milliers de US dollars.
Les analyses et les résultats obtenus confirment la nécessité d'intégrer les aléas inondation, sismique et glissement de terrain dans toute politique d'aménagement du territoire. Les cartes élaborées dans cette thèse constituent un apport fondamental dans cette direction, elles peuvent servir d'aide à la décision et à la planification du développement départemental et municipal.
La base de données géoréférées élaborée est un outil important pour le département du Chocó qui devrait en assurer la pérennité en la prenant en charge en s'occupant de son actualisation.
Les cartes obtenues sont de deux types : les cartes départementales qui sont une approximation, et les cartes municipales qui résultent d'une approche plus précise. Les deux dérivent des données disponibles et des caractéristiques spécifiques de la région.
A notre sens, pour que ces résultats puissent contribuer favorablement au développement durable du Chocó, des améliorations importantes sont nécessaires dans les méthodes de gestion du territoire. La Direction Nationale pour la Prévention et Attention des Catastrophes-DNPAD et sa stratégie, créée après les catastrophes sismiques de Popayan (1983) et volcanique d'Armero (1985) n'est pas adaptée aux conditions socio-économiques spécifiques du Chocó. En effet, dans ce département, son application reste à l'état embryonnaire. Il faudra donc faire un effort institutionnel, politique, civil et même communautaire dans les domaines suivants :