Tremblements de terre et séismes en Suisse : risques et faits

Comment la tectonique des plaques provoque les tremblements de terre

Chaque jour, des appareils de mesure sensibles enregistrent plus de 9 000 séismes à travers le monde. Seule une infime partie de ces secousses est perceptible, mais les vibrations mesurables dans les couches supérieures de la Terre peuvent avoir des conséquences dévastatrices.

Mais comment les séismes se produisent-ils au juste ? Il y a un peu plus de 100 ans, la théorie selon laquelle les continents reposent sur des plaques distinctes et se déplacent a marqué une avancée décisive dans la recherche sur les séismes. La théorie de la tectonique des plaques postule que les plaques tectoniques (plaques lithosphériques), d’une épaisseur d’environ 30 à 50 km, se rapprochent, s’éloignent ou frottent les unes contre les autres sous l’effet de processus dynamiques à l’intérieur de la Terre. Lorsque les plaques s’accrochent ou se coincent, des tensions s’accumulent à l’intérieur de la roche. Et si celles-ci deviennent trop fortes, il se produit une rupture et les tensions se libèrent sous la forme d’un séisme tectonique.

Le risque sismique le plus élevé se situe autour de l’océan Pacifique

La Terre tremble sans cesse, et de manière particulièrement destructrice, tout autour de la « ceinture de feu du Pacifique », une ceinture volcanique qui entoure l’océan Pacifique en formant un U sur une longueur d’environ 40 000 kilomètres. Aux marges du bassin pacifique, les plaques lithosphériques du Pacifique plongent sous plusieurs autres plaques tectoniques à croûte océanique ou continentale. Il en résulte d’énormes tensions souterraines qui ouvrent des conduits de magma pour les volcans et provoquent de violents séismes.

Un coup d’œil à la carte sismique montre que les pays les plus touchés sont le Mexique, le Pérou, le Chili, les États-Unis, ainsi que, en Asie, le Japon, l’Indonésie et les Philippines. C’est là que se sont produits certains des pires séismes depuis 1900 : celui de San Francisco en 1906, le séisme sous-marin au large de Sumatra suivi d’un tsunami en 2004, et le séisme de Tōhoku qui, en 2011, associé aux raz-de-marée qui ont suivi, a conduit à la catastrophe nucléaire de Fukushima.

C’est dans les Alpes suisses que le risque sismique est le plus élevé

La Suisse connaît elle aussi une activité sismique intense, avec 1 000 à 1 500 séismes par an, même si seuls quelques-uns d’entre eux sont perceptibles par la population et si les appareils de mesure sensibles ne les enregistrent que. Cependant, des séismes de magnitude moyenne, clairement perceptibles, se produisent régulièrement. Le risque sismique local résulte de la collision entre les plaques lithosphériques eurasienne et africaine. Le risque le plus élevé se situe en Valais, suivi de Bâle, des Grisons, de la vallée du Rhin saint-galloise et de la Suisse centrale.

Le séisme le plus puissant jamais enregistré en Suisse a eu lieu à Bâle

Le 18 octobre 1356, le plus violent séisme jamais enregistré en Suisse a réduit la ville de Bâle en ruines. Le nombre de victimes est estimé entre 100 et 2 000 ; selon des études récentes, la magnitude du séisme aurait atteint 7,1 sur l’échelle de Richter. Selon le Service sismologique suisse (SED), il s’agit du séisme le plus puissant jamais enregistré en Europe centrale depuis le début des relevés historiques.

Conséquences des tremblements de terre en Suisse

Aujourd’hui encore, c’est dans les villes que le risque est le plus élevé. Selon un modèle datant de 2023, le SED, en collaboration avec ses partenaires, a déterminé que le risque sismique le plus élevé concernait, dans l’ordre, les villes de Bâle, Genève, Zurich, Lucerne et Berne. Si l’exposition sismique varie d’une région à l’autre, la taille de ces cinq villes fait qu’elles abritent de nombreuses personnes et biens qui seraient touchés en cas de séisme. De plus, ces villes comptent de nombreux bâtiments, dont certains sont particulièrement vulnérables, souvent construits sur un sol meuble qui amplifie les ondes sismiques.

Les cantons de Berne, du Valais, de Zurich, de Vaud et de Bâle-Ville devraient subir la plupart des dommages aux bâtiments causés par les séismes ; ils représentent environ la moitié des pertes financières estimées. Selon les calculs des modèles, il faut s’attendre à ce que les séismes causent, sur une période de 100 ans, des dommages économiques de  CHF 11 à 44 milliards rien que pour les bâtiments et leur contenu, comme le mobilier. (Office fédéral de la protection de la population)

Les sismographes mesurent la magnitude des tremblements de terre

Les sismographes mesurent les valeurs sismiques en enregistrant l’intensité des mouvements du sol (magnitude). L’enregistrement produit des courbes composées de pics et de creux : plus l’amplitude est importante, plus le séisme est puissant. Chaque point sur l’échelle correspond à environ un décuplement de la force du séisme. Ainsi, un séisme de magnitude 5,0 est dix fois plus fort qu’un séisme de magnitude 4,0. Il existe différentes échelles de magnitude, dont l’échelle de Richter, fréquemment utilisée.

Risque sismique : les systèmes d’alerte précoce en cas de séisme font des progrès

Malgré le potentiel de dégâts considérable et les efforts scientifiques considérables déployés, les scientifiques ne peuvent toujours pas, à ce jour, prévoir les tremblements de terre de manière fiable. Les processus qui se déroulent dans la croûte terrestre sont en effet trop complexes.

Les systèmes d’alerte précoce revêtent donc une importance capitale. Ils permettent de détecter un séisme dès qu’il se produit à proximité de son épicentre et de transmettre les données recueillies le plus rapidement possible à un centre de données. Tous les systèmes d’alerte précoce exploitent le fait que, lors d’un séisme, les ondes P (ondes primaires), largement inoffensives, se propagent plus rapidement que les ondes sismiques destructrices, appelées ondes S (ondes secondaires). Ainsi, les premières alertes peuvent être transmises quelques secondes seulement après le début d’un séisme. Le risque sismique n’en est pas pour autant réduit, mais la population dispose ainsi de quelques secondes, voire de quelques minutes dans le meilleur des cas, qui peuvent être décisives pour la vie ou la mort, afin de se préparer et de se protéger.

Processus complexes

Ce qui semble assez simple est en réalité très complexe. En effet, les mouvements du sol provoqués par un séisme, ainsi que leur durée, peuvent varier considérablement d’un endroit à l’autre, car la nature du sous-sol influence les ondes sismiques. De plus, le processus de rupture qui se produit lors d’un séisme a lui-même une grande influence sur les zones où des secousses fortes se font sentir.

L’IA et la numérisation jouent un rôle important dans l’alerte précoce en cas de tremblement de terre

Pour accélérer l’alerte précoce en cas de séisme, les scientifiques misent de plus en plus sur l’intelligence artificielle. L’IA intervient pour tirer, à partir des premières secondes de données sismiques, des conclusions plus rapides et plus fiables sur le lieu, la magnitude et les mouvements du sol attendus. (arxiv/GFZ)

Les appareils de communication mobiles, tels que les téléphones multifonctions, jouent également un rôle de plus en plus important dans l’alerte précoce en cas de séisme. Ils intègrent des capteurs qui enregistrent les mouvements de l’appareil en trois dimensions et font office de sismomètres.

Risque sismique et nature du sol

La plupart des bâtiments existants en Suisse présentent une résistance sismique inconnue et, dans certains cas, insuffisante. En cas de séisme, vous devez donc vous attendre à des dégâts considérables. Lors de la conception de bâtiments antisismiques et pour évaluer le risque sismique d’une région, la caractérisation du sous-sol constitue un facteur important. Plus un sol est instable ou meuble, plus les secousses sont fortes et, par conséquent, plus les dommages causés aux bâtiments sont importants en cas de séisme. Les classes sismiques des sols de fondation définies par la Confédération fournissent des informations à ce sujet.

Lors de la détermination de l’action sismique, qui sert de base au dimensionnement ou à la vérification des ouvrages, vous devez donc tenir compte de l’amplification du signal sismique due aux conditions géologiques locales. En effet, le sol de fondation local est déterminant pour l’intensité et la durée des secousses lors d’un séisme.

Classes de sol sismiques en Suisse

Pour déterminer l’impact sismique sur un bâtiment, la classe de sol est notamment déterminante. Les classes de sol définies selon la norme SIA 261 classent le sous-sol (jusqu’à une profondeur de 30 mètres) en six catégories (A à F). La classe A correspond à de la roche dure, tandis que la classe F désigne des sols instables sur le plan statique. Les classes de sol servent d’aide à l’application des normes de construction et les concepteurs doivent donc les prendre en compte lors de la conception de bâtiments parasismiques.

La carte des classes de sol sismiques est une carte indicative. Cela signifie qu’elle n’a aucune valeur juridique contraignante. Elle donne un aperçu général des zones qui, en cas de séisme, présentent un sous-sol plutôt favorable ou plutôt défavorable.

Les autorités de construction ne peuvent ni ne veulent donner de garanties quant à la nature du sol dans un cas concret. Les maîtres d’ouvrage privés ainsi que les propriétaires foncières et les propriétaires fonciers sont responsables dans tous les cas.

Tableau des classes de sol sismiques (version 2014) de la norme SIA 261

Lien

Service Sismologique Suisse