Séismes

Introduction 

Les séismes sont des secousses du sol dûes à la libération d’énergie. Le foyer du séisme est appelé l’hypocentre. Il peut être à des profondeurs variées. Le point situé à sa verticale au niveau du sol est appelé l’épicentre du séisme. 

Description du phénomène 

L’origine des séismes peut être naturelle : 

• mouvement de plaques tectoniques, 
• volcanisme, 

ou artificielle : 

• explosion, 
• mise en eau de barrage, 

• pompage de fluide souterrain, 
• extraction minière, 
• essai nucléaire. 

Les roches se déplacent de manière élastique jusqu’à un seuil où elles se cassent. A cet instant, elles libèrent d’un seul coup toute l’énergie qu’elles ont emmagasinée pendant une plus ou moins longue durée. Cette cassure peut se réaliser en une ou plusieurs fois. Les suivantes sont appelées les répliques. Elles peuvent avoir lieu quelques minutes à plusieurs années après. 

Caractéristiques des séismes

 

L’échelle de Richter caractérise la force libérée par les secousses, autrement dit elle donne la magnitude du séisme. Cette magnitude est mesurée à l’aide d’un sismographe. La mesure relevée la plus élevée dans le monde est de 9,5 au Chili en 1960.  

Ces séismes ont principalement lieu sur les frontières des plaques tectoniques.  

• Soit ces plaques glissent dans deux sens opposés horizontaux de manière divergente. C’est le cas par exemple au niveau des rifts océaniques, du grand rift d’Afrique ou de la Mer Rouge, où le magma remonte en recréant un fond marin. L’océan, la mer, grandit. Il y a un étirement du sol. Le basalte en remontant forme le sol océanique. 
• Soit une plaque passe sous une autre (c’est la subduction). Par la convergence de deux plaques, la plus ancienne descend sous la plus jeune (en général une plaque océanique lourde passe sous une plaque continentale plus légère). Cela forme des volcans et montagnes, comme c’est le cas sur l’arc des Antilles, au niveau de la Cordillère des Andes, sur la Ceinture de Feu. Les océans se referment, les terres se rapprochent ou des îles volcaniques naissent. 

• Soit deux plaques convergent pour former une montagne si la lithosphère n’est pas assez dense pour s’enfoncer dans le manteau (l’asthénosphère). C’est le cas de l’Hymalaya. 
• Soit deux plaques glissent dans deux sens différents au niveau de failles transformantes, comme sur la faille de San Andréas en Californie.  

Figure 1: Mouvement des plaques tectoniques 

Même si les séismes ne sont pas prévisibles, la fréquence et les magnitudes sont plus importantes dans certaines zones du globe que dans d’autres. Ainsi, de manière générale, les hypocentres se situent sur les failles existantes ou très proches. 

Les conséquences 

Selon la profondeur du foyer de la secousse et la géologie de la zone impactée par l’onde sismique les effets sont différents. L’échelle des intensités macrosismiques nommée en France EMS98 (European Macroseismic Scale) mesure les effets d’un séisme en termes de dommages : depuis une secousse non ressentie vers l’oscillation d’un lustre, puis la destruction plus ou moins importante des bâtiments et infrastructures.  

Figure 2: Echelle d’intensité macrosismique française 

De manière générale, plus l’on s’éloigne du foyer, plus la puissance diminue, mais ce n’est pas toujours le cas. Effectivement, les secousses peuvent subir des effets de site : 

• amplification des secousses, notamment dans les bassins sédimentaires, comme c’est le cas à Grenoble et dans d’autres vallées. Les ondes entrent en résonnance car elles sont piégées. La magnitude peut doubler voire tripler selon les zones. 
• atténuation des secousses : a lieu lorsque les ondes traversent une matière inélastique, comme des roches très dures. 
• liquéfaction du sol. Ce phénomène se produit sur des sols sableux ou limoneux saturés en eau. La vibration du sol conduit les matériaux à se comporter comme un liquide. Suite à une liquéfaction, les bâtiments ont tendance à s’enfoncer. 

Par ailleurs les séismes peuvent provoquer des tsunamis, mouvements de terrains (chutes de blocs, écroulements, glissements de terrain), ruptures de barrages, accidents industriels. Parfois ce sont les événements en chaîne provoqués par les séismes qui font le plus de victimes. 

En France, de nombreux séismes de faible intensité ont lieu chaque année, mais certains sont plus importants que d’autres, comme le montre la carte ci-dessous. Par exemple, en novembre 2019, le séisme du Teil (Ardèche), de magnitude 5,4, a endommagé 200 logements, ce qui a entraîné le relogement de 300 personnes.  L’alarme de la centrale nucléaire de Cruas a sonné. Cette centrale est en effet construite pour résister à un séisme de magnitude 5,2.  
L’Etat a débloqué une enveloppe de 2 millions d’euros pour aider à la reconstruction. 

Les séismes endommagent les bâtiments, les voies de circulations, de communication, les canalisations… et font des victimes.