RN 6 – Séismes et Tsunamis

séisme Teil

Mise à jour : octobre 2021

 

Anne MANGENEY, IPGP, Anne LEMOINE, Nicolas TAILLEFER, BRGM
Mendy BENGOUBOU-VALERIUS, Référente nationale prévention des risques sismiques et volcaniques, SRNH/SDCAP/BRNT, Direction Générale de la Prévention des Risques

 

Sommaire :

 

1 – Définitions

1.1  Le séisme

Le séisme ou tremblement de terre est un mouvement vibratoire du sol, brutal et de courte durée, provoqué par le « rejeu » ou mouvement soudain d’une faille.

1.2  Le tsunami

Le tsunami est une onde océanique qui se propage dans toutes les directions à partir d’une source correspondant au déplacement brutal d’une grande masse d’eau. Ce déplacement d’eau peut résulter d’un séisme provoqué par la rupture d’une faille en mer, d’un glissement de terrain éventuellement sous-marin, d’une éruption volcanique ou d’un impact de météorite.

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2 – Nature, causes et effets

2.1  Les séismes

L’anneau constitué par les cents premiers kilomètres de profondeur du globe terrestre correspond à la lithosphère (dont la croûte terrestre). Cette partie rigide est découpée en plaques épaisses (plaques tectoniques) reposant sur une zone visqueuse, donc plus déformable, appelée l’asthénosphère. Ces plaques se déplacent horizontalement, très lentement les unes par rapport aux autres. Chaque plaque possède son mouvement horizontal propre, ce qui conduit, aux frontières entre deux plaques, à des mouvements relatifs d’éloignement ou de rapprochement et d’affrontement (on parle de subduction lorsque dans une zone d’affrontement, une plaque s’enfonce sous l’autre). Ainsi, la plaque africaine se rapprochant de 1 cm/an de la plaque eurasiatique, a provoqué et continue à provoquer le soulèvement des Alpes (0,1 cm par an). Ces poussées de plaques les unes par rapport aux autres provoquent des contraintes énormes dans les roches. Au sein de ces plaques existent des secteurs plus fragiles qui comportent des fractures appelées failles.

Sous l’effet du mouvement des plaques, le voisinage des failles se déforment progressivement puis à un moment donné, les failles cèdent soudainement. Les deux bords de la faille coulissent alors l’un par rapport à l’autre, libérant l’énergie emmagasinée sous forme élastique (comme un ressort qui se tend progressivement puis se détend brusquement). Cette rupture brutale engendre des vibrations qui se propagent dans le milieu environnant et constituent la manifestation du séisme, en provoquant, suivant la nature des terrains traversés par les ondes et leur amplitude, des dégâts jusqu’à des distances pouvant être importantes (en 1985 un séisme qui fit d’énormes dégâts à Mexico était situé à 360 km de l’épicentre).

Un séisme est souvent suivi de répliques. On doit donc s’y attendre. Les répliques sont en général de magnitude plus faible que le séisme initial.

Pour décrire quantitativement un séisme, on a défini une grandeur appelée « magnitude » calculée à partir de l’amplitude du mouvement du sol mesurée par les enregistrements des sismographes. Elle caractérise l’énergie libérée par le séisme et permet donc de comparer les séismes entre eux. La magnitude est donnée en degrés dans une échelle dite « Echelle de Richter » (lorsqu’on passe d’un degré au degré supérieur suivant, l’énergie libérée est multipliée par 30). A ce jour, la magnitude la plus importante calculée est celle du séisme du Chili de 1960 (9,5). Le séisme de Tohoku au Japon qui a provoqué la catastrophe de Fukushima (11 mars 2011) a atteint la magnitude 9 selon l’échelle de Richter.

 

 

Ordre de grandeur des caractéristiques de la faille en jeu
Source : MEEDDE

De manière pratique, en ce qui concerne le risque sismique, ce qui importe le plus dans un séisme, ce sont les dégâts qu’il produit et les effets ressentis en différents points à la surface du sol. Pour décrire la gravité d’un séisme en surface, on a recours à une échelle d’intensité. Cette échelle possède plusieurs niveaux, chacun étant défini par l’observation des effets. En Europe, l’échelle d’intensité utilisée est « l’Echelle EMS 1998 » (European Macrosismic Scale) de degré maximal.

L’importance des secousses perçues, donc des dégâts, sera principalement fonction de la distance par rapport à l’épicentre, de la puissance et des caractéristiques de la source sismique, de la profondeur du foyer, de la nature du sol, mais aussi de la vulnérabilité des constructions.

 

2.1.1  Les effets induits par les séismes

Les vibrations subies par les versants et les vallées, lors d’un tremblement de terre, peuvent induire de nombreux phénomènes de mouvements de terrain tels que glissements, éboulements, tassements et liquéfaction de certains sols sableux. Les vibrations peuvent aussi provoquer le déclenchement d’avalanches de neige.

La déstabilisation résulte de la sollicitation dynamique du versant par les ondes sismiques. Cette sollicitation peut, même si elle est limitée, produire seulement des modifications dans les écoulements naturels souterrains, dont l’effet est différé. Les chenaux peuvent en effet se trouver obstrués et induire une augmentation progressive des pressions interstitielles, qui provoquera ultérieurement des glissements de terrain ou aggravera des glissements existants.

Ces phénomènes induits peuvent se produire en chaîne et revêtir un caractère catastrophique comme le cas d’un glissement de terrain dans la retenue d’un barrage, consécutif à un séisme et qui, sans briser le barrage, provoque une onde de submersion dévastatrice à l’aval de l’ouvrage.

Par ailleurs, certains sols soumis aux vibrations sismiques cycliques, en particulier les sols sableux saturés, subissent un tassement qui s’accompagne d’une augmentation de la pression interstitielle d’eau dans les pores. Cette surpression diminue la résistance au cisaillement du sol et peut détruire totalement sa cohésion, à tel point qu’il devient fluide. Ce phénomène appelé « liquéfaction des sols », peut être très important dans les lits fluviaux et les bords de mer ou de lac.

2.1.2  Les effets de site

Les sismologues parlent d’effets de site, lorsque le signal vibratoire initial se trouve fortement modifié par les  caractéristiques géométriques  (effet de site topographique) ou mécaniques locales du sol (effet de site lithologique), qui peuvent amplifier ou atténuer les ondes provenant de la source sismique (rocher).

Pour un séisme de magnitude donnée, le mouvement du sol est généralement maximal à l’aplomb de la faille puis décroît avec la distance. Cependant, dans certains sols comme les alluvions accumulées sur de grandes épaisseurs dans un lit rocheux  (vallées alpines par exemple), les ondes sont réverbérées entre la surface des alluvions et le fond rocheux et ses parois. Il en résulte un phénomène de résonance qui augmente la durée de l’ébranlement et engendre une possible amplification des ondes.

 

2.1.3  Les effets des séismes sur les enjeux

  • Les enjeux humains : le séisme est l’un des phénomènes naturels parmi les plus meurtriers, tant par ses effets directs (chutes d’objets, effondrements de bâtiments) que par les effets induits (mouvements de terrain, tsunamis, etc.). De plus, outre les victimes possibles, un très grand nombre de personnes peuvent se retrouver blessées, déplacées ou sans abri.

Aux Antilles, outre l’aléa sismique est fort, la vulnérabilité des constructions est aussi plus élevée qu’en métropole : cette région présente donc un risque sismique très important. La survenue d’un séisme de grande ampleur détruirait ou endommagerait une grande partie du bâti existant. Les bâtiments les plus récents, construits dans les règles de l’art et ayant fait l’objet de précautions parasismiques, permettent d’assurer une protection convenable des personnes. De tels bâtiments sont cependant très peu nombreux en proportion du nombre total de bâtiments existant. L’auto-construction est à proscrire car elle ne garantit pas l’application de mesure parasismique.

  • Les enjeux économiques: si les impacts sociaux, psychologiques et politiques d’une possible catastrophe sismique en France sont difficilement quantifiables, les enjeux économiques, à l’échelle locale et nationale, peuvent, en revanche, être appréhendés quantitativement. Un séisme et ses éventuels phénomènes annexes peuvent engendrer la destruction, la détérioration ou l’endommagement des habitations, des usines, des ouvrages (ponts, routes, voies ferrées, etc.), ainsi que la rupture des conduites de gaz qui peut provoquer des incendies ou des explosions. Ces phénomènes comptent parmi les plus graves conséquences indirectes d’un séisme.
  • Les enjeux environnementaux : un séisme peut provoquer des accidents industriels qui peuvent avoir un impact environnemental important. Il peut, en outre, se traduire en surface par des modifications du paysage (tarissement ou apparition de sources d’eau, détournement de lits de rivières, …), généralement modérées, mais qui peuvent dans les cas extrêmes occasionner un bouleversement total voire un changement du paysage.

 

2.2  Les tsunamis

Lorsque l’onde marine atteint le littoral, elle peut avoir des manifestations variables. Ainsi, plus le volume d’eau déplacé est grand, plus la distance parcourue par les tsunamis sera longue, plus le nombre de pays concernés pourra être élevé et plus les dégâts risquent d’être importants. Les tsunamis peuvent avoir des impacts à des distances variables de leur source. On peut ainsi parler de :

  • tsunamis locaux, observables jusqu’à une centaine de kilomètres, qui sont provoqués par des séismes (d’une magnitude de 6,5 et 7,5), des glissements de terrain ou des éruptions volcaniques ;
  • tsunamis régionaux qui se propagent sur une distance comprise entre 100 et 1000 km et sont générés presque uniquement par des séismes de subduction (voir ci-avant) ;
  • télétsunamis, capables de détruire les côtes à des milliers de kilomètres de la source et sont générés presque uniquement par de très grands séismes, principalement associés à des subductions.

La vitesse de propagation des vagues est très élevée, elle peut dépasser plusieurs centaines de km/h en pleine mer. La longueur d’onde de crête à crête peut varier de quelques dizaines de mètres à quelques centaines de kilomètres, cela dépend de la dimension du phénomène à l’origine du tsunami, tandis que leur « hauteur » n’est que de quelques centimètres en pleine mer (eau profonde), si bien qu’elles sont imperceptibles à bord des bateaux. Lorsqu’elles s’approchent du littoral (eau peu profonde), elles sont freinées (ex. : 36 km/h pour une profondeur de 10 m environ), mais l’amplitude des ondes peut alors augmenter de manière importante et dans certaines conditions se transformer peu à peu en vague déferlante pouvant atteindre plusieurs mètres voire même plusieurs dizaines de mètres de hauteur.

Si le déplacement brutal de la masse d’eau est un affaissement, la première manifestation dans la zone littorale est un retrait de la mer, suivi du retour des vagues successives, à un intervalle de 10 à 20 minutes, accompagnées dans le cas d’un fort tsunami de courants violents, destructeurs et chargés de débris arrachés à la côte. Selon le relief du littoral, l’effet de la vague peut être amplifié, en particulier dans les fjords. De même, dans les ports et les baies qui constituent un espace fermé, les vagues vont se succéder les unes après les autres, avec des courants importants et des tourbillons.

 

Les effets des tsunamis

Comme pour les séismes, les tsunamis peuvent avoir un impact fort sur les populations et les infrastructures. Pour les tsunamis, l’agent destructeur est les vagues successives qui causent des victimes, des dégâts importants, des destructions de bâtiments, de voies de communication, de conduites de fluides à l’origine d’incendie s’il s’agit de gaz. Parfois, certaines régions peuvent être d’abord endommagées par un séisme puis être ravagées par un tsunami qui aura été généré par le séisme.

Le risque de tsunami concerne surtout les zones littorales des DOM TOM, mais le littoral métropolitain n’en est pas à l’abri, en particulier les rivages de la Méditerranée.

 

 

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3 – Mesures de préventions des séismes et tsunamis

Le Plan séisme national

Depuis 2005, la France a engagé un programme d’actions opérationnelles de réduction de la vulnérabilité au risque sismique, dans le cadre d’un plan séisme national mis en œuvre sur la période 2005-2010. Ce plan a permis d’améliorer la prévention du risque sismique en France, notamment en termes d’information du public, de formation des professionnels aux règles de constructions parasismiques, de respect de ces règles obligatoires (contrôle), de connaissance scientifique du risque sismique en Métropole, de mise à jour du corpus réglementaire parasismique (nouveau zonage et règles de construction Eurocode 8) et de gouvernance de la politique de prévention de ce risque. Ce plan est adapté aux Antilles sous la forme du Plan Séisme Antilles, toujours en cours.

Le Conseil d’orientation pour la prévention des risques naturels majeurs (COPRNM), pilote et auteur du bilan du Plan séisme, note que malgré ces avancées, il est nécessaire de renforcer la sensibilisation et la mobilisation des collectivités territoriales, professionnels du bâtiment et citoyens. De nouveaux modes d’association et de mobilisation des acteurs de la prévention du risque sismique, tout particulièrement pour les collectivités territoriales, doivent être envisagés, certainement à une échelle plus territorialisée. Les réunions du COPRNM de ces dernières années ainsi que les discussions lors des Assises Nationales des Risques Naturels (ANRN) ont mis en évidence le cloisonnement entre les différents acteurs et la nécessité d’associer dans tous les conseils et études les chercheurs du milieu académique avec les opérateurs de l’état et les autres acteurs de la prévention des risques. Ceci permettrait de faire un bond en avant dans l’utilisation d’outils de pointe pour l’évaluation des aléas et risques liés aux séismes et aux tsunamis notamment.

A partir de ce constat, un nouveau cadre d’actions a été établi et soumis à consultation publique en 2013.

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MEDDE, COPRNM : Cadre d’actions pour la prévention du risque sismique, septembre 2013,24 p.
Téléchargeable ici en PDF et en ligne sur https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Cadre_actions_sismique_Sept-2013.pdf

 

Le Plan séisme Antilles

En janvier 2007, compte tenu de l’aléa et du risque plus élevés aux Antilles, où se sont produits les deux plus importants séismes connus en France (Martinique en 1839 et Guadeloupe en 1843), le Gouvernement a décidé de compléter le programme national par un volet spécifique, le plan séisme Antilles (PSA). Ce plan a mis en œuvre, de 2007 à 2013, des opérations de renforcement ou de reconstruction pour six catégories de bâtiments : les bâtiments nécessaires à la gestion de la crise, les bâtiments scolaires, les infrastructures de transport, les infrastructures de communication, les établissements de santé et le logement social. Une nouvelle phase du plan Séisme Antilles est en cours (2021-2027).

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Plan séisme Antilles : Horizon 2020 (PDF – 1.22 Mo) Cette publication dresse le bilan de la première phase du plan séisme Antilles (2007-2013) et de la phase transitoire (2014-2015) et présente les objectifs, les actions et le schéma de gouvernance du plan séisme Antilles à l’horizon 2020.

 

Le plan séisme a été marqué par de nombreuses avancées, sur tous les champs de la prévention. Il a permis de produire de nombreux supports de communication et de sensibilisation à destination de tous les publics (kits pédagogiques, plaquettes d’information, expositions, guides méthodologiques) et de mettre en place un réseau d’acteurs au sein des services de l’État.

Le COPRNM ajoute enfin, que le plan séisme a permis de créer une dynamique concernant la prévention du risque tsunami. Ce risque présente des spécificités par rapport au risque sismique qui doivent amener des réponses adaptées.

 

3.1  La connaissance des phénomènes, des aléas et des enjeux

Les séismes

Le 21 novembre 2005, à l’occasion du lancement du plan séisme, le ministère en charge de l’Environnement a présenté la nouvelle carte d’aléa sismique pour la France métropolitaine et les Communautés d’Outre-mer.

La nouvelle carte découpe le territoire en cinq zones de sismicité : très faible, faible, modérée, moyenne et forte. Elle représente la capacité d’un séisme à se produire sur un temps donné et pour un terri­toire spécifique.

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Carte nationale d’aléa sismique sur Géorisques

 

La sismicité en Métropole

Le territoire métropolitain connaît globalement une sismicité modérée dans des régions comme l’Auvergne, la vallée du Rhône, le Grand Ouest (massif armoricain) et le Nord. Mais certaines régions comme les Alpes, les Pyrénées, la Provence, l’arrière-pays niçois ou l’Alsace ont une activité sismique plus élevée.

Des scénarios théoriques, confirmés par les retours d’expérience, montrent qu’avec la progression de l’urbanisation et la perte de mémoire du risque, les séismes passés pourraient être beaucoup plus catastrophiques aujourd’hui. Par ailleurs, si en France la grande majorité des chantiers actuels des bâtiments de grandes dimensions respectent bien les règles générales de la construction et particulièrement les règles parasismiques. La question de sécurité principale est celle du bâti ancien, non soumis à une obligation de mise aux normes.

 

La sismicité en outre-mer

Les Petites Antilles (Martinique, Guadeloupe) sont situées sur un arc insulaire (zone de sub­duction entre deux plaques océaniques). Les séismes sont fréquents dans cette région. Le dernier séisme important, d’une magnitude 6,3, remonte au 21 novembre 2004 : l’épicentre était situé près des Iles des Saintes, au sud de la Guadeloupe. La secousse a fait une victime en Guadeloupe et provoqué des dégâts importants à plusieurs dizaines d’habitations. Toujours en Guadeloupe, un des plus forts séismes historiques connus sur l’île est celui du 8 février 1843 qui a fortement touché Pointe-à-Pitre. En Martinique aussi, d’importants tremblements de terre sont connus. Au cours de trois derniers siècles, une vingtaine de séismes d’intensité VI à VIII a été répertoriée. Parmi les séismes les plus violents qu’a connu la Martinique (1727, 1837, 1839 et 1946), celui de 11 janvier 1839 fut de loin le plus meurtrier. Occasionnant la destruction quasi totale des habitations, il a causé la mort de plusieurs centaines de personnes à Fort-de-France (alors appelée Fort-Royal).

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Voir SisFrance : histoire et caractéristiques des séismes ressentis en France http://sisfrance.net

 

Martinique et Guadeloupe sont donc les départements français où la sismicité est la plus forte. Dans les autres départements et territoires d’Outre-mer (Guyane, Réunion, Saint-Pierre-et-Miquelon), la sismicité est plus faible.

La Polynésie est située dans une zone intraplaque et connaît une sismicité faible à modérée.

La Nouvelle-Calédonie se trouve au voisinage de la zone de subduction des Nouvelles-Hébrides (la plaque Australie plonge sous le bassin Nord Fidjien), où règne une activité sis­mique intense. Les différentes îles composant ce TOM subissent un aléa sismique hétérogène dépen­dant de leur position par rapport à la zone de subduction génératrice de grands séismes. Grande-Terre, l’île principale est située à quelques centaines de kilomètres de ce front de subduction et subit par ailleurs quelques séismes locaux modérés.

À Mayotte, la sismicité est considérée comme modérée, même si l’île a récemment connu une séquence sismique exceptionnelle avec une trentaine de séismes de magnitude supérieure ou égale à 5 en quelques semaines en 2018. Cette sismicité marquait les prémices d’une éruption sous-marine de grande ampleur. Mayotte, ainsi que l’ensemble de l’archipel volcanique des Comores, est associée à une bande de sismicité diffuse faisant le lien entre le système de rifts est-africain et Madagascar.

Enfin, les îles de Wallis et Futuna sont localisées à proximité de la zone de subduction des Tonga et du Bassin de Lau où règne une sismicité importante. L’île de Futuna, la plus proche des régions sismogènes, connaît la sismicité la plus élevée.

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Base de données pour les événements Cat Nat (séismes) sur le site de la CCR

 

3.2  La surveillance, la prévision, la vigilance et l’alerte

3.2.1  Les séismes

Il ne faut pas confondre la possibilité de prévoir la capacité ou non d’apparition d’un séisme sur un territoire donné et la prédiction de sa date et de sa magnitude. Le risque sismique est l’un des risques majeurs pour lequel on ne peut pas agir sur l’aléa (on ne peut pas empêcher un séisme de se produire, ni contrôler sa puissance).

Une manière de diminuer le risque serait d’essayer de déterminer les zones sismiques puis de tenter de prévoir les séismes, en particulier, une prévision à court terme qui permettrait de connaître à l’avance la date, le lieu et la magnitude d’un séisme, mais la science ne le permet  pas.

La prévision à long terme : l’analyse de la sismicité historique (récurrence des séismes), de la sismicité instrumentale et l’identification des failles actives permettent d’évaluer l’aléa sismique d’une région, c’est-à-dire la probabilité qu’un séisme survienne dans une région donnée sur une période donnée (50 ans, 500 ans, etc.).

Actuellement de vastes programmes de recherche sont menés dans des pays comme le Japon, les Etats-Unis, la Chine, Taiwan, pour capter et mesurer les petites déformations du sol, au voisinage des failles, et d’autres paramètres physiques (anomalies magnétiques, chimiques, électriques) afin de mieux comprendre les processus de génération des séismes pour pouvoir éventuellement in fine les anticiper.

 

Les réseaux sismologiques

Le suivi de la sismicité en temps réel (localisation du foyer, détermination de la magnitude et éventuellement alerte) est désormais assuré par le Laboratoire de détection et de géophysique (LDG), qui dépend du CEA et qui dispose d’un réseau métropolitain destiné initialement à la détection des explosions nucléaires. En cas d’alerte sismique, le LDG envoie aux services de l’Etat concernés un avis de localisation précisant les coordonnées épicentrales et la magnitude.

C’est le Réseau national de surveillance sismique (RéNaSS), ouvert à tout public, qui informe en temps réel sur les évènements sismiques enregistrés par les stations du Réseau sismologique et géodésique français (Résif), celles des réseaux des pays frontaliers (Allemagne, Angleterre, Belgique, Espagne, Italie, Luxembourg, Suisse) et celles des réseaux mondiaux (localisation de l’hypocentre, temps origine, magnitudes, etc) ainsi que des informations complémentaires comme la sismicité passée dans la zone de chaque séisme. Le RéNaSS est un volet du Service National d’Observation en Sismologie. Il est sous la responsabilité scientifique et opérationnelle des observatoires régionaux de l’Institut des sciences de l’Univers et des universités partenaires (CNRS-INSU).

La construction du réseau sismologique et géodésique français (Resif) date de 2009 pour fédérer, moderniser et développer les moyens d’observation géophysique de la Terre interne. Les données recueillies révèlent la structure et les déformations de notre planète. Résif-Epos est la contribution majeure de la France à l’infrastructure européenne European Plate Observing System (EPOS). Résif c’est : 18 institutions et 191 participants ; 865 stations permanentes et 308 stations mobiles déployées sur 5517 sites.

Le réseau accélérométrique permanent (Rap), quant à lui, regroupe différents sous-réseaux régionaux, et est destiné à enregistrer les mouvements sismiques dans les bassins sédimentaires et en ville.

 

3.2.2  Les tsunamis

La France est présente dans tous les bassins pouvant connaître des risques de tsunamis. La perception de ce risque a été renforcée depuis le tsunami de l’océan indien de décembre 2004 et la France est partie prenante des différents systèmes d’alerte internationaux.

Il existe quatre systèmes de surveillance et d’alerte aux tsunamis pour les côtes françaises. Les systèmes d’alerte tsunami par bassin :

  • Pacifique : : le système de surveillance international est opérationnel (PTWC) et le CEA est le point focal français  ;
  • Océan indien : un dispositif existe et la France y contribue, Météo France est le point focal ;
  • Atlantique nord-est et Méditerranée occidentale : les ministères chargés respectivement de la Sécurité civile et de l’Environnement ont commandé au CEA la mise en place (courant 2012) d’un centre qui a vocation de servir de base à un centre international (CENALT) ;
  • Caraïbes : un centre coordonnateur pourrait être situé à Porto Rico. La contribution française consisterait à fournir des sismographes et des marégraphes (projet Tsuareg).

Le tsunami provoqué par le séisme de mars 2011 au Japon a conduit des autorités françaises à se préoccuper du risque potentiel de tsunami en Méditerranée et dans l’Atlantique nord-est. Ainsi, le Centre d’alerte aux tsunamis (CENALT) a été créé en 2012. Basé au CEA, il est opérationnel depuis le 1er juillet.

Le tsunami provoqué par le séisme de mars 2011 au Japon a conduit des autorités françaises à se préoccuper du risque potentiel de tsunami en Méditerranée et dans l’Atlantique nord-est. Ainsi, le Centre d’alerte aux tsunamis (CENALT) a été créé en 2012. Basé au CEA, il est opérationnel depuis le 1er juillet.

En cas de séisme susceptible de générer un tsunami en Méditerranée occidentale, le CENALT enverra un message d’alerte en moins de 15 minutes suite à l’évènement sismique au centre opérationnel de gestion interministérielle des crises (COGIC) du ministère de l’Intérieur / DGSCGC ainsi qu’aux pays étrangers qui en feront la demande.

Cette mise en place devrait également s’accompagner d’une sensibilisation des populations littorales.

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Le site de CENALT 

 

Au-delà de la diffusion de l’alerte, se pose ensuite la question de son utilisation par exemple en terme d’évacuation. Bien rodée dans le Pacifique, elle est d’application plus délicate en Méditerranée avec des tsunamis peu fréquents mais qui peuvent arriver très vite compte tenu de la relative étroitesse du bassin.

Les codes de simulation de la génération d’un tsunami et de sa propagation jusqu’aux côtes sont actuellement dans un état de maturité qui permet de les utiliser pour construire des cartes d’aléas. Même si la génération à la source et la submersion à haute résolution spatiale peuvent être améliorés, l’utilisation des outils existants donne déjà une information unique sur les zones à risques et les zones qui devraient être épargnées. Cela permet d’identifier des refuges pour les populations et de mettre en place à l’avance des plans d’évacuation.

Il est à souligner qu’un des points les plus difficiles dans cette approche est la définition des scénarios les plus probables, notamment pour des sources comme les séismes ou les glissements de terrain aériens ou sous-marins, en effet, les structures associées (faille, sédiments mobilisables, etc…) sont souvent mal connues et caractérisées. Cette approche a montré son efficacité lors de la crise sismo-volcanique de Mayotte où un aller-retour étroit entre recherche académique (IPGP), opérateur de l’état (BRGM) et autorités nationales et locales ont permis une première estimation des impacts liés aux tsunamis pour de potentiels glissements de terrain sous-marins (mais également liées à des séismes ou effondrements de structures volcaniques), notamment dans le cadre du REVOSIMA (Réseau de Surveillance Volcanologique et Sismologique de Mayotte). Un exemple des résultats fournis par ces simulations est présenté sur la Figure x.

simulation tsunamis

Fig. x: (c) Mod  a Figure x.résultats fournis par ces simulations est présenté (permis une première estimation des impacts liés à des tsunamis pour à de potentiels glissements (Poulain et al., 2020).

 

hauteur liee tsunamis

(a) Hauteur d’eau maximale liée à un tsunami généré par un glissement de terrain sous-marin potentiel au large de Mayotte [Lemoine et al., 2020 ; Poulain et al., 2020 ].

 

 

3.3  L’éducation et l’information préventive

Le droit à l’information générale sur les risques majeurs s’applique. Chaque citoyen doit prendre conscience de sa propre vulnérabilité face aux risques, pouvoir l’évaluer pour la réduire et devenir l’acteur de sa propre sécurité. Pour cela, il est primordial qu’il se tienne informé sur la nature des risques qui le menacent, ainsi que sur les consignes de comportement à adopter pendant un événement et les actions à conduire, mais aussi avant et après (voir fiche DGi2 : Consignes de sécurité). Cette prise de conscience est rendue difficile dans des contextes où les événements associés à des risques, comme les séismes destructeurs, s’ils peuvent être répertoriés dans l’histoire restent séparés par de longues périodes plus calmes propices à l’oubli.

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MEDDE, Les séismes, Collection Prévention des risques naturels, 2012, 57p.
Téléchargeable ici en PDF

 

Le cadre de l’information préventive des populations et de l’information des acquéreurs et des locataires sur les risques majeurs, se trouve élargi compte tenu de la nouvelle délimitation des zones de sismicité du territoire français entrée en vigueur le 1er mai 2011 (article D.563-8-1 du Code de l’environnement).

Pour cela, au titre de l’information préventive des populations, les préfets de département ont révisé l’arrêté préfectoral fixant la liste des communes où s’applique l’obligation d’information de la population sur les risques majeurs et procédé à l’actualisation du dossier départemental sur les risques majeurs (DDRM).

Cette nouvelle réglementation, qui répond par ailleurs au nouveau code européen de construction parasismique (Eurocode 8), améliore la prévention du risque sismique pour un plus grand nombre de personnes : 21 000 communes environ étant concernées contre un peu plus de 5 000 par la réglementation précédente.

picto-pdfCirculaire du 2 mars 2011 relative aux modalités de mise en œuvre des décrets n°2010-1254 et n°2010-1255 du 22 octobre 2010 relatifs à la prévention du risque sismique et aux zones de sismicité qui modifient le cadre de l’information préventive des populations et de l’information des acquéreurs et des locataires sur les risques majeurs, mars 2011, 6p. Téléchargeable ici en PDF

 

En Guadeloupe, chaque année la semaine « SISMIK » est organisée. Elle a pour objectif d’instaurer et de pérenniser une culture du risque sismique. Le but est de maintenir les bonnes pratiques avant, pendant et après le tremblement de terre pour harmoniser le degré de connaissance de tous  et porter l’information au plus près des populations les plus vulnérables.

Le bilan du plan séisme propose, entre autres, de s’impliquer dans l’information préventive, notamment la sensibilisation du public, la formation professionnelle, notamment continue des personnels territoriaux.

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Fiche DGi1 : Information préventive des populations

 

Le risque tsunami est désormais traité indépendamment. Il est à présent nécessaire de finaliser et de pérenniser les différents centres d’alerte au tsunami, de poursuivre un effort constant en matière d’information et de sensibilisation des populations (comportement de mise en sécurité pouvant sauver de nombreuses vies) et de mettre en place les structures indispensables à cette mise en sécurité des populations (plate-forme surélevée hors d’eau en cas de tsunami par exemple).

Un point clé pour améliorer l’éducation et l’information préventive sera de mettre en place des cartes d’aléas dans l’esprit de la Figure x permettant de définir les zones refuges et de construire des plans d’évacuation des populations qui pourront être testés par les populations. Ces simulations permettent aussi de savoir, selon le scénario envisagé, si l’arrivée de la vague se matérialisera plutôt par un retrait initial de la masse d’eau ou par une submersion. De plus, les temps d’arrivée des vagues aux différentes localisations le long des côtes peuvent aussi être calculées pour les différents scénarios. De tels travaux ont été menés en Martinique.

 

3.4  La prise en compte des risques dans l’aménagement et l’urbanisme

3.4.1  Les séismes

La propagation des ondes dépend de l’ampleur du séisme et de la taille de la rupture sur la faille. Puis l’amplification relative des ondes par un effet de site (la nature des sols) peut-être un facteur aggravant. L’hétérogénéité des sols sur le territoire français, et l’analyse des catalogues de sismicité et des structures géologiques à l’origine des séismes (les failles), a conduit à définir des « régions » de sismicité suffisamment homogène pour être regroupées. Pour des commodités d’application de la réglementation l’unité de référence pour les règles parasismiques est une unité administrative : la commune.

La mise en place d’un nouveau zonage sismique et d’une nouvelle réglementation s’inscrit dans cette ambition avec pour objectif une harmonisation européenne en la matière. La nouvelle réglementation concerne plus de communes que l’ancienne en raison de la meilleure connaissance de l’aléa sismique par les différents systèmes d’études et de mesures développés depuis deux décennies. L’étendue des zones exposées a donc été réévaluée.

La prévention du risque sismique est prise en compte dans les textes législatifs à partir de trois approches :

  • la réglementation parasismique, fondée sur les articles L.563-1 du code de l’environnement et L.112-18 du code de la construction et de l’habitation, qui s’applique à la construction de différents types d’ouvrages (bâtiments, équipements et installations) et dont l’objet est d’assurer en premier lieu la protection des vies humaines, ainsi que la limitation des dommages matériels, en cas de séisme. La réglementation parasismique a été actualisée par la parution des décrets n°2010-1254 et n°2010-1255 du 22 octobre 2010, modifiant le zonage sismique et introduisant les nouvelles règles de construction parasismique. Cette nouvelle réglementation est entrée en vigueur le 1er mai 2011 ;
  • les documents d’urbanisme (schémas de cohérence territoriale, plans locaux d’urbanisme et cartes communales) qui doivent tenir compte des risques naturels pour orienter les choix d’aménagement ;
  • les plans de prévention des risques sismiques (PPRS), qui peuvent donner, à l’échelle communale, des règles plus adaptées au contexte local que la réglementation nationale.

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Article L563-1 du Code de l’environnement

 

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Article L112-18 du Code de la construction et de l’habitation

 

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Décret n° 2010-1254 du 22 octobre 2010 relatif à la prévention du risque sismique

 

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Décret n° 2010-1255 du 22 octobre 2010 portant délimitation des zones de sismicité du territoire français

 

 

PPR sismique :

  • Article L.563-1 du code de l’environnement :

Si un PPRN est approuvé dans une zone particulièrement exposée à un risque sismique, il peut éventuellement fixer, en application de l’article L.562-1, des règles plus adaptées.

  • Article R.563-8  du code de l’environnement :

Lorsqu’il prend en compte un risque sismique, [un PPRN] peut, compte tenu des valeurs caractérisant les actions de séismes qu’il retient, fixer des règles de construction mieux adaptées à la nature et à la gravité du risque que les règles définies par les articles R. 563-5 et R. 563-7, sous réserve qu’elles garantissent une protection au moins égale à celle qui résulterait de l’application de ces dernières règles.

Ces règles de construction concernent notamment la nature et les caractéristiques des bâtiments, des équipements et des installations ainsi que les mesures techniques préventives spécifiques.

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Fiche DGa3 : Plan de prévention des risques naturels prévisibles (PPRN) et Plan de prévention des risques miniers (PPRM)

 

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MEDD et METLTM, PPR risques sismiques – Guide méthodologique, 2002, 112 p. Téléchargeable ici en PDF

 

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DGPR, MEEM. Plans de prévention des risques naturels prévisibles (PPRN) : Guide général, 2016, 179 p. https://side.developpement-durable.gouv.fr/Default/digital-viewer/c-354659

 

Enfin, le plan séisme incite les collectivités territoriales à intégrer le risque sismique dans leurs décisions d’urbanisme, de construction et d’aménagement et à renforcer le contrôle du bâti et l’application des normes.

 

 

3.4.2  Les tsunamis

La mise en place de systèmes d’alerte et d’évacuation (voir § 3.) et l’aménagement du territoire sont des orientations à prendre.  Dans certaines zones à risque modéré, une modification des aménagements et des dispositions constructives pourraient être envisagées comme par exemple pour l’aéroport de Mayotte. En outre, la préservation des protections naturelles face au risque de submersion, comme par exemple les zones de mangrove ou le récif corallien à Mayotte, est fondamentale pour diminuer l’impact d’un tsunami potentiel. Enfin, une prise de conscience du comportement à adopter en cas de survenue d’un tel événement peut être salvatrice (voir les exemples décrits pendant le tsunami de Sumatra en 2004).

 

3.5  La réduction de la vulnérabilité au niveau des enjeux

Le séisme étant un risque majeur contre lequel l’homme ne peut agir directement, sa protection ne peut être que passive. On ne peut en effet empêcher un séisme d’avoir lieu, mais on peut en revanche prendre des dispositions pour minimiser ses conséquences. La réduction du nombre de victimes lors d’un séisme passe d’abord par l’adaptation des structures des bâtiments et des autres ouvrages d’art aux sollicitations dynamiques.

La transmission des ondes sismiques du sol aux bâtiments nécessite de connaître et de quantifier les mouvements sismiques pour déterminer un mouvement de référence d’une part, d’autre part de construire des bâtiments qui puissent résister aux vibrations transmises. Il faut minimiser les effets d’un séisme sur les aménagements par l’application de certaines mesures dont les règles de la construction parasismique. L’objectif principal de la réglementation parasismique est la sauvegarde d’un maximum de vies humaines pour une secousse dont le niveau d’agression est fixé pour chaque zone de sismicité. La construction peut alors subir des dommages importants, voire irréparables, mais elle ne doit pas s’effondrer sur ses occupants. En cas de secousse plus modérée, l’application de ces règles doit aussi permettre de limiter les destructions et donc les pertes économiques. Une attention particulière doit être apportée au liaisonnement des  éléments non structurants (cheminées, balcons) dont l’écroulement peut causer des victimes.

Au travers de sa transposition française, l’Eurocode 8 est désormais applicable pour les bâtiments de la classe dite « à risque normal [1] » depuis le 1er mai 2011, qu’ils soient neufs ou existants, avec possibilité de déroger dans certains cas simples (maisons individuelles en particulier). Les règles Eurocode 8 existent aussi pour les ponts, les ouvrages particuliers (réservoirs, ouvrages géotechniques, etc…) et sont des normes harmonisées au niveau européen.

 

picto-pdfMEDDTL, La nouvelle réglementation parasismique applicable aux bâtiments dont le permis de construire est déposé à partir du 1er mai 2011, Janvier 2011, 8p. Téléchargeable ici en pdf et en ligne : https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Dgaln_reglementation_parasismique.pdf

 

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MEDDE, METL, Diagnostic et renforcement du bâti existant vis-à-vis du séisme (groupe de travail AFPS-CSTB), 2013, 77 p. Téléchargeable ici en PDF et sur le site du Ministère en charge de l’écologie

 

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MEDDE, METL,  ANNEXES – Diagnostic et renforcement du bâti existant vis-à-vis du séisme (groupe de travail AFPS-CSTB), 2013, 120 p. Téléchargeable ici en PDF

 

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Petit guide Des maisons qui résistent aux séismes, DEAL Mayotte

 

Cahiers techniques de l’AFPS :

Cahier Technique 49 – Réduction de la vulnérabilité sismique des maisons individuelles en zone 5 – Partie II – Recueil de solutions techniques à l’attention des professionnels
Cahier Technique 49 – Réduction de la vulnérabilité sismique des maisons individuelles en zone 5 – Partie I – Guide à l’attention des propriétaires
Cahier Technique 48 – Réduction de la vulnérabilité sismique pour les maisons individuelles en zone 5 – Partie I – Guide à l’attention des propriétaires
Cahier Technique 47 – Réduction de la vulnérabilité sismique des maisons individuelles en zone 4 – Partie II – Recueil de solutions techniques à l’attention des professionnels
Cahier Technique 46 – Réduction de la vulnérabilité sismique pour les maisons individuelles en zone 4 – Partie I – Guide à l’attention des propriétaires
Cahier Technique 42 – Guide de règles parasismiques simplifiées applicable à des bâtiments courants (2021)

 

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Fiche DGa9 : Réduction de la vulnérabilité sur le bâti existant

 

Des règles simplifiées peuvent être substituées à l’eurocode 8 pour les maisons individuelles situées en zone de sismicité 4 et 5. Elles couvrent les différents aspects de la construction parasismique, depuis le choix du site et la prise en compte de la nature du sol jusqu’à la bonne qualité d’exécution.

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MTE, Guide de construction parasismique pour les maisons individuelles – DHUP CPMI-EC8 zone 5 , 2020, 79 p. Téléchargeable en ligne

 

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Voir aussi Arrêté du 30 décembre 2020 modifiant l’arrêté du 22 octobre 2010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite « à risque normal » : https://www.legifrance.gouv.fr/eli/arrete/2020/12/30/LOGL2031538A/jo/texte

 

Pour s’assurer du respect des dispositions constructives concernant certains types de bâtiment (en particulier : les établissements recevant du public, les immeubles de grande hauteur, les bâtiments comportant des éléments en porte à faux, les bâtiments comportant des fondations profondes, bâtiments de santé, etc.-article R.111-38 du Code de la construction et de l’habitation), le maître d’ouvrage de la construction doit, depuis le 1er octobre 2007, remettre à l’autorité compétente (maire, EPCI, préfet) :

  • l’attestation du contrôleur technique établissant qu’il lui a fait connaître son avis sur la prise en compte au stade de la conception des règles parasismiques (à joindre à la demande de permis de construire en application du b de l’article R.431-16 du Code de l’urbanisme) ;
  • puis l’attestation du contrôleur technique justifiant de la prise en compte de ses avis sur le respect des règles de construction parasismique relevant des 4° et 5° du CCH R.111-38 déjà cité (à joindre à la déclaration d’achèvement et de conformité des travaux en application de l’article R.462-4 du Code de l’urbanisme).

A noter par ailleurs que l’article R.431-16 c) du Code de l’urbanisme prévoit également la remise lors de la demande de permis de construire : « Lorsque la construction projetée est subordonnée par un plan de prévention des risques naturels prévisibles approuvé, ou rendu immédiatement opposable, … à la réalisation d’une étude préalable permettant d’en déterminer les conditions de réalisation, d’utilisation ou d’exploitation, (d’)une attestation établie par l’architecte du projet ou par un expert agréé certifiant la réalisation de cette étude et constatant que le projet prend en compte ces conditions au stade de la conception ».

 

Enfin, en regard du risque de tsunami, la question de la vulnérabilité du bâti, des ports, des usines en bord de mer mérite une réflexion approfondie et pose, particulièrement pour la métropole, la question du risque très peu fréquent mais d’impact potentiellement plus important que celui des tempêtes comme Xynthia.

 

 

3.6  Les dispositifs de protection

Il n’existe pas de dispositifs de protection au sens travaux collectifs contre les séismes. Quant aux tsunamis, des digues ou des plate-formes surélevées contre le risque de submersion peuvent à la rigueur être efficaces contre les vagues de faible ampleur, comme ce fut le cas pour le second séisme de Fukushima (août 2011) qui a déclenché une mise en garde contre un risque de tsunami de 50 cm de hauteur.

Dans les cas de péril imminent et dans la mesure où le maire s’est organisé (PCS), il peut avoir recours à une mesure de protection temporaire : l’évacuation des personnes menacées. Les cartes de risques réalisées notamment avec des simulations permettent d’identifier des zones refuges potentielles permettant la préparation et l’entrainement des populations à l’évacuation. De tels travaux ont été menés en Martinique (Le Roy et al., 2017).

 

3.7  La préparation aux situations critiques

Il est recommandé aux maires susceptibles d’avoir à gérer une situation de crise, de mettre en place un PCS, de le tester en vraie grandeur par des exercices, de le faire vivre, même si ce dernier n’est pas obligatoire (la commune ne disposant pas d’un PPR approuvé par exemple). Les situations de crise ne sont pas réservées aux communes où le PCS est obligatoire !

L’organisation des secours est d’autant plus importante que la majorité des constructions existantes n’est pas parasismique en métropole comme en outre-mer.

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Pour en savoir plus :

Lemoine A., Pedreros R., Filippini A. (2020), Scénarios d’impact des tsunamis pour Mayotte. Rapport Final. BRGM/RP-69869-FR, 169 p., 21 ill., 8 Tab., 61 ann.

Le Roy, S., Lemoine, A., Nachbaur, A., Legendre, Y., Lambert, J., & Terrier, M. (2017), Détermination de la submersion marine liée aux tsunamis en Martinique, rapport BRGM/RP-66547-FR, 177p.

Poulain, P., Le Friand, A., Mangeney, A., Grandjean, G., Pedreros, R., Filippini, A., and Lemoine, A., 2020. Scénarios d’impact de tsunamis liés à des instabilités potentielles de pentes sous-marines au large de Mayotte, Scientific report for the interministry meeting for risk assessment in Mayotte, 15 June.

Guide constructions et risques naturels – quelques bonnes pratiques DEAL Mayotte

 


Notes bas de page :

[1] La classe dite « à risque normal » comprend les bâtiments, les équipements et installations pour lesquels les conséquences d’un séisme demeurent circonscrites à leurs occupants et à leur voisinage. Elle comprend quatre catégories d’importance.