Suisse: Le prochain tremblement de terre ne doit pas nous surprendre

SEDÃ
Article de presse préparé par le Service Sismologique Suisse
Le prochain tremblement de terre ne
doit pas nous surprendre
Bien qu’ils se produisent moins fréquemment qu’en Turquie, les tremblements de
terre sont un danger naturel fortement sous-estimé en Suisse.
Résumé
La Suisse a été épargnée par des tremblements de terre destructeurs ces 50
dernières années. Cette tranquillité apparente est cependant trompeuse. Le
passé nous enseigne qu’on doit s’attendre à des tremblements de terre violents
également en Suisse, et de nouvelles études démontrent que nous sommes
insuffisamment préparés face à ce danger naturel tombé dans l’oubli.
Par Dr. Nicolas Deichmann et Dr. Donat Fäh*
Il pleuvine en ce 25 juin 1855, peu avant 13 heures à Saint-Nicolas. La plupart des
gens sont encore à table lorsqu’on entend un bruit sourd provenant de la terre. Puis
une première secousse, suivie de violentes oscillations. Des objets glissent à travers
les pièces, des morceaux de plafond se brisent, des fissures se propagent dans les
murs. Tous sortent des maisons, paniqués. Dehors, invisibles dans le brouillard et dans
la poussière s’élevant des bâtiments, des blocs de rocher massifs dévalent les pentes
raides de la montagne dans un grand fracas. On ne trouve aucun abri nulle part. Ce
n’est qu’après que la poussière se soit dissipée qu’on reconnaît les effets du
tremblement de terre : entre Viège et Saint-Nicolas, il n’y a guère de bâtiments qui
soient restés intacts. Par endroits, des parois entières se sont écroulées. La tour de
l’église de Viège se dresse sans pointe. Un enfant a été assommé par un mur qui s’est
écroulé, les blessés doivent être péniblement transportés dans la vallée au-dessus des
masses rocheuses qui se sont détachées. Dans les jours qui suivent, quelques-unes
des nombreuses répliques provoquent de nouveaux dégâts.

Reproduction historique des dégâts dus au tremblement de terre de Viège,
1855: Beaucoup de murs de maisons sont parcourus de fissures et la pointe du
clocher de l’église s’est écroulée.
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Bien que ce tremblement de terre se soit produit il y a bientôt 150 ans et qu’il ait de ce
fait disparu de la mémoire collective, il n’est pas un cas unique. 100 ans plus tôt, le 9
décembre 1755, le Haut-Valais était le théâtre d’un tremblement de terre comparable
qui provoqua des dégâts considérables à Brigue, Naters et Glys. Le plus violent
tremblement de terre de toute l’Europe centrale connu de sources historiques est celui
qui détruisit une grande partie de la ville de Bâle et de nombreux bourgs des environs
le 18 octobre 1356. En fait, il n’y a guère de région de Suisse qui ait été complètement
exempte de dégâts dus aux tremblements de terre durant ces dernières 750 années.
Croyance erronée 1: En Suisse, il n’y a que de faibles tremblements de terre
Le tremblement de terre le plus violent des 25 dernières années en Suisse fut celui du
20 novembre 1991, dont l’épicentre se trouvait entre Thusis et Lenzerheide. Il atteignit
une magnitude de 5 sur l’échelle de Richter et ne produisit que quelques fissures dans
les murs et une panne de courant dans la région de Coire (voir encadré 1). Cette
tranquillité apparente conduit à une croyance erronée très répandue, selon laquelle les
tremblements de terre violents ne se produisent que très rarement en Suisse, voire
jamais. La plaque continentale africaine se déplace cependant toujours vers le nord et
s’appuie sur le continent européen. Les forces découlant de cette collision, qui ont
d’ailleurs conduit à la formation des Alpes, engendrent des contraintes dans la croûte
terrestre qui se dissipent sous la forme de tremblements de terre dans les zones les
plus faibles. De grands tremblements de terre se déclenchent tôt ou tard où de plus
petits se sont produits. Cette observation faite dans le monde entier est à la base de
l’estimation de l’aléa sismique (voir encart 2).

Carte des épicentres des tremblements de terre d’intensité 5 et plus (séismes
provoquant des dégâts) répertoriés en Suisse historiquement depuis 1300.
(Source: Service Sismologique Suisse)
Carte des épicentres des séismes de magnitude supérieure à 2.5 identifiés en
Suisse depuis 1975. (Source: Service Sismologique)
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Le réseau sensible de séismographes du Service Sismologique Suisse a enregistré
plus de 5'000 tremblements de terre en Suisse et régions limitrophes ces derniers 25
ans (voir encart 3). Plus de 95 % de ces événements étaient trop faibles pour être
ressentis par la population. L’analyse de ces données, ainsi que les indications
historiques de tremblements de terre plus violents confirment qu’il faille s’attendre, en
Suisse, à un tremblement de terre d’un ordre de grandeur similaire aux plus violentes
secousses d’Umbria de 1997 tous les 100 ans en moyenne. Ces dernières ont
provoqué morts et blessés, rendu de nombreuses maisons inhabitables et provoqué
des dégâts irréparables à des monuments historiques – sans parler des conséquences
économiques. Le tremblement de terre de Bâle de 1356 montre aussi que des séismes
plus violents peuvent se produire, même si c’est moins fréquent.
Croyance erronée 2: La société industrielle moderne a réduit le risque sismique
Les suites du tremblement de terre de Viège de 1855 peuvent paraître bénignes en
regard des images terribles provenant actuellement de Turquie. Mais avec quelles
conséquences faudrait-il compter si le même séisme se produisait aujourd’hui? La
Société Suisse de Réassurances a traité cette question et est arrivée à la conclusion
que les dégâts aux bâtiments atteindraient à eux seuls plusieurs milliards de francs
(voir encart 4). La totalité des dommages incluant les pertes d’installations,
d’infrastructures et les coûts consécutifs par décès, blessures, pertes de productivité et
dégâts à l’environnement atteindraient un multiple de cela. Ce sont des sommes que
même la Suisse prospère ne peut absorber sans autre. Contrairement à la seconde
croyance erronée très répandue, le risque sismique n’a pas diminué par rapport au
passé mais a au contraire massivement augmenté. La raison de cette augmentation du
risque est l’énorme augmentation de la population et des biens, ainsi que la plus
grande vulnérabilité de la société industrielle moderne.
Il y a 150 ans, les marais de la plaine de la vallée du Rhône venaient d’être asséchés
et les habitations, qui servaient principalement à l’agriculture, se trouvaient sur un soussol
ferme à flanc de coteau. Entre-temps, le sol meuble de la plaine de la vallée est
densément habité et l’hôte de nombreuses industries avec des infrastructures
vulnérables et un gros potentiel de dommages pour l’homme et l’environnement. Les
sols meubles peuvent amplifier les mouvements des tremblements de terre jusqu’à un
facteur de dix par rapport à ceux de sols rocheux (voir encadré 5). C’est également la
raison pour laquelle le peuplement et l’industrialisation par exemple de la plaine de la
vallée du Rhône avec ses dépôts fluviaux meubles a provoqué une énorme
augmentation du risque sismique par rapport aux siècles précédents. Des constructions
vulnérables ont également été érigées sur des dépôts fluviaux et lacustres meubles
dans la partie nord du plateau. Des parties des installations chimiques bâloises et la
gare de Lucerne en sont des exemples frappants. Des propriétés défavorables du
sous-sol font ainsi en sorte que mêmes les mouvements dus à des tremblements de
terre éloignés peuvent provoquer des dégâts importants.

Mesures nécessaires
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On ne peut prévenir les tremblements de terre – le prochain tremblement de terre est
pour bientôt – mais on peut s’y préparer et en réduire les conséquences. On ne peut
pas non plus prédire les tremblements de terre, mais on peut estimer en un lieu la
probabilité d’occurence d’une secousse d’intensité spécifique. Il ne s’agit pas ici
uniquement de la probabilité d’un violent tremblement de terre mais aussi de tenir
compte de la caractéristique locale du sous-sol. L’aléa sismique peut varier entre deux
sites distants de quelques centaines de mètres du aux propriétés géotechniques du
sous-sol; et ceci parfois plus qu’entre deux régions du pays très éloignées les unes des
autres.
Il est ainsi nécessaire de préparer et de documenter non seulement des cartes d’aléa
sismique régionales, mais également de la réponse locale du sous-sol aux vibrations.
De telles études de micro-zonage permettent aux ingénieurs civils de dimensionner les
bâtiments de manière à ce qu’ils résistent aux vibrations attendues (voir encadré 6).
Ceci est plus particulièrement important pour les bâtiments critiques à usage public ou
pour ceux à danger potentiel élevé, ainsi que pour les structures qui doivent pouvoir
fonctionner en cas de catastrophe, comme par exemple des écoles, des constructions
industrielles, des hôpitaux et des casernes de pompiers (voir encart 7).
* Dr. Nicolas Deichmann et Dr. Donat Fäh, Sismologues auprès du Service
Sismologique Suisse à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich
Préparé pour laSociété Suisse du Génie Parasismique et de la Dynamique des
Structures, SGEB.
Adresse: ETH-Hönggerberg, Institut de géophysique, 8093 Zürich.
Tél. 01 / 633 26 21 (N.D.) et 01/ 633 26 58 (D.F.), Fax 01 / 633 10 65
E-mail: nico@seismo.ifg.ethz.ch et. faeh@seismo.ifg.ethz.ch
Informations supplémentaires
Page internet du Service Sismologique Suisse (SED) à l’EPF Zurich avec des
informations actuelles sur les tremblements de terre récents ainsi que des informations
de référence.
http://seismo.ethz.ch
Page internet de la Société Suisse de génie parasismique et de la dynamique des
structures.
http://www.bhz.ch/sgeb.html
«Handlungsbedarf von Behörden, Hochschulen, Industrie und Privaten zur
Erdbebensicherung der Bauwerke in der Schweiz», Documentation SIA D0150, peut
être obtenue auprès de la SIA, Case postale, 8039 Zurich.
http://www.sia.ch

Encart 1
Magnitude et intensité d’un tremblement de terre
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La sévérité d’un tremblement de terre est décrite par deux grandeurs fondamentales.
D’une part, la magnitude, qui est une mesure de l’énergie sismique libérée au foyer et
qui est calculée sur la base des amplitudes des sismogrammes. Elle a été introduite il y
a une soixantaine d’années par le sismologue Californien C. Richter et est ainsi donnée
comme valeur sur l’échelle de Richter. Une variation d’une unité de magnitude
correspond environ à un facteur de 30 d’énergie libérée. Nous parlons d’autre part
d’intensité, qui décrit l’effet des tremblements de terre sur l’homme, la nature et les
bâtiments. Ces effets sont classés selon une échelle d’intensité à 12 degrés. Deux des
échelles les plus utilisées sont les échelles EMS98 et Mercalli. Le tremblement de terre
de Viège de 1855 atteignit une intensité maximale de 9, ce qui correspond au degré
«dévastateur». A cette intensité, les gens paniquent, il y a des dégâts importants aux
immeubles fragiles ainsi que des dégâts à des maisons correctement construites, des
conduites souterraines se rompent, des fissures du sol apparaissent dans la nature et
des éboulements et de nombreux glissements de terrain se produisent. Deux
tremblements de terre de même magnitude peuvent avoir des intensités très différentes
selon la profondeur focale et les caractéristiques locales du sous-sol.
Encart 2
Aléa sismique – risque sismique
Là où de faibles tremblements de terre se produisent, se produisent également tôt ou
tard des tremblements de terre plus violents. Cette observation valable dans le monde
entier découle du fait que la croûte terrestre est parcourue d’une multitude de ruptures
et discontinuités de toutes tailles, des microfissures jusqu’aux failles de plusieurs
centaines de kilomètres. Le rapport entre de faibles et de violents séismes est en
relation directe avec le rapport entre petites et grandes ruptures dans la croûte
terrestre. Cette loi nous permet de calculer la probabilité d’apparition d’un tremblement
de terre violent à partir de la répartition statistique de petits tremblements de terre, et
ainsi de déterminer l’aléa sismique en un endroit particulier.
Le risque sismique résulte de la combinaison de l’aléa sismique, de la vulnérabilité des
infrastructures humaines et des pertes qui peuvent résulter. Une chaumière ne
représente aucun facteur de risque, même si elle se trouve dans une région sismique
extrêmement active. Par contre, une école qui ne résiste pas aux séismes ou un
complexe industriel incorrectement dimensionné représente un risque considérable
même dans une région à faible activité sismique.

Encart 3
Réseaux sismiques en Suisse
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Le Service Sismologique Suisse (SED) à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich
exploite un réseau de sismomètres extrêmement sensibles depuis 1975 environ, dans
le but de surveiller l’activité sismique en Suisse et dans les régions limitrophes. Ce
réseau se compose actuellement d’environ 30 stations réparties dans toute la Suisse,
dont les signaux sont transmis en continu à la centrale de dépouillement à Zurich. Le
SED exploite également un réseau de 7 stations supplémentaires dans le Nord de la
Suisse, dont les données sont enregistrées localement.
Les sismomètres du réseau d’observation sont placés sur rocher en des endroits retirés
afin de garantir leur haute sensibilité. C’est pourquoi les enregistrements
correspondants ne peuvent fournir que peu d’indications sur les vibrations à attendre
dans les régions urbaines, où se trouvent les ouvrages menacés. Le Service
sismologique suisse exploite depuis quelques années un réseau d'accélérographes afin
d'obtenir directement les enregistrements propres au génie parasismique. Ce réseau
en champ libre, tel qu’il est appelé, se compose actuellement d’environ 60 stations
individuelles qui enregistrent les accélérations sismiques qui sont également ressenties
par la population.
En plus de ce réseau d’instruments en champ libre, plusieurs grands barrages des
Alpes suisses sont pourvus de jusqu’à 12 accélérographes. Ces réseaux en barrage
fournissent des données importantes sur les mouvements en champ libre, les
mouvements effectifs des appuis et la réponse dynamique des barrages. L’analyse de
ces enregistrements permet d’obtenir les caractéristiques dynamiques des ouvrages
(fréquences de résonance, déformées modales, dissipation d’énergie). De plus, les
centrales nucléaires suisses sont toutes équipées de leurs propres accélérographes sur
la base de prescriptions de sécurité.
46 o 47 o
6 o 7 o 8 o 9 o 10 o
-4
Wahrscheinlichkeiten x 10 /Jahr
für die Intensität (MSK) = VIII
(Sägesser und Mayer-Rosa, 1978)
1
2
3
4
1
2
3
4
5
4
3
2
1
40
10
20
30
6 o 7 o 8 o 9 o 10 o
1
2
1
2
3
2 1
2
3
4
Freifeld-Stationen (59)
Stationsnetz in Staudämmen (34)
Stationsnetz in Kernkraftwerken (20)
Emplacement des accélérographes en Suisse avec courbes d’aléa sismique
identique, indiqué sous la forme de la probabilité d’occurence d’un événement
d’intensité VIII («destructeur») en 10'000 ans. (Source: Service Sismologique Suisse)
5
46 o 47 o

Encart 4
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Les conséquences actuelles d’une répétition de tremblements de
terre passés en Suisse
Le Pool Suisse des assureurs pour la couverture des dommages sismiques a mandaté
une étude ayant pour but d’estimer les dégâts aux bâtiments qui résulteraient de la
répétition, aujourd’hui, de tremblements de terre passés en Suisse:
Année Lieu Dégâts aux bâtiments
(millions de francs)
1356 Bâle 13100 - 47100
1601 Nidwald 760 - 8950
1720 Bregenz 300 - 1400
1774 Altdorf 450 - 3100
1855 Vallée de la Viège 580 - 8720
1881 Berne 280 - 1250
1946 Rawil 430 - 1900
La fourchette des dommages correspond à la différence entre une estimation optimiste
et une plus prudente, et ne couvre que les dégâts aux bâtiments sans les pertes
d’autres biens ou les coûts indirects.
(Source: «Erdbebenszenarien Schweiz», Résumé d’une étude de W. Schaad, Société
Suisse de Réassurances, mandat du Pool Suisse des assureurs pour la couverture des
dommages sismiques).
Encart 5
Un sous-sol défavorable accentue le danger sismique
Les leçons tirées des tremblements de terre passés violents montrent que les dégâts
les plus importants ne sont pas nécessairement limités à la proximité immédiate du
foyer du séisme, mais qu’ils peuvent également survenir à de grandes distances. Les
dégâts les plus importants se sont produits à plusieurs centaines de kilomètres de
l’épicentre autant à Mexico en 1985 qu’à San Fransisco en 1989. Dans les deux cas,
un sol particulièrement meuble a conduit à une dispersion des ondes sismiques et ainsi
à une amplification extrême des oscillations. Ces effets sont particulièrement
dévastateurs lorsque la fréquence de vibration dominante dans le sous-sol correspond
à celle des bâtiments. De telles conditions peuvent être déterminées par des
investigations géotechniques appropriées et peuvent être prises en compte dans
l’esquisse et le dimensionnement des bâtiments. A Kobe en 1995, des bâtiments sur
sol meuble se sont effondrés ou ont été gravement endommagés le long de rues
entières, alors que des bâtiments identiques mais construits sur des sols rigides sont
restés intacts quelques rues plus loin: il y aurait eu moins de victimes et moins de
dommages si on avait tenu compte de ces différences locales lors de la construction.

Encart 6
Micro-zonage
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Les effets d’un tremblement de terre sur un bâtiment ou une installation ne dépendent
pas seulement de l’énergie libérée au foyer (magnitude) mais également dans une
grande mesure de la condition locale du sous-sol. Un micro-zonage sert à relever les
propriétés géologiques et géotechniques locales du sous-sol et à les transcrire
directement en terme d’amplification ou de diminution des vibrations sismiques à
attendre. Les résultats de telles études de micro-zonage sont reportées sur des cartes
détaillées et permettent à l’ingénieur civil de dimensionner les constructions
spécifiquement en fonction des sollicitations sismiques attendues. Plusieurs études
pilotes de micro-zonage ont été effectuées en Suisse ces dernières années, dans le
canton d’Obwald, dans la vallée du Rhin St-Galloise, dans le Bas-Valais et à Bâle.
Encart 7
Mesures
Des mesures de protection pourraient être réalisées si la perception de leur nécessité
était présente : une motion déposée au Conseil national a pour but de mettre en place
la base légale y afférente sur le plan fédéral. Il serait cependant approprié d’agir dès
maintenant de manière responsable dans le contexte légal actuel et possible dans
plusieurs domaines. La Société Suisse de génie parasismique et de la dynamique des
structures (SGEB), un groupe spécialisé de la Société Suisse des ingénieurs et
architectes (SIA), préconise l’établissement d’un «Programme national d’action pour la
réduction du risque sismique (NAPER)». Les mesures les plus urgentes sont décrites
dans une étude de la SGEB parue récemment «Handlungsbedarf von Behörden,
Hochschulen, Industrie und Privaten zur Erdbebensicherung der Bauwerke in der
Schweiz » (documentation SIA D0150). Cette étude, par ailleurs également soutenue
par la PLANAT, une commission d’experts du gouvernement fédéral, sert de base à
l’établissement d’autres recommandations présentement en préparation. De plus, le
centre de compétence des dangers naturels, qui est formé de l’Institut fédéral de
recherches sur la forêt, la neige et les avalanches (WSL) et des EPF de Lausanne et
Zurich, a proposé un projet de recherche pour la préparation d’une stratégie intégrée
de gestion des risques naturels, dans le but de prévenir la vulnérabilité de notre société
industrielle contre les catastrophes naturelles de toutes sortes.