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Évaluation de l’aléa et du risque sismique

Les bases nécessaires à l’évaluation de l’aléa sismique et à l’analyse des risques sont élaborées dans le domaine Sismologie de l’ingénieur. Ces bases comprennent des catalogues sismiques pour les tremblements de terre historiques ou enregistrés par des instruments, des modèles fiables d’amortissement des secousses du sol, des modèles haute définition du sous-sol pour la simulation numérique des séismes ainsi que l’interprétation d’observations historiques et des enregistrements des stations sismiques. La sismologie de l'ingénieur élabore des cartes de danger locales (microzonage) et relie les résultats avec des données de vulnérabilité des bâtiments, pour pouvoir effectuer des études de risques fiables.

Pour élaborer ces bases, la section Aléas sismiques et analyse des risques est divisée en quatre groupes de recherche, qui abordent parfois des problèmes qui leur sont propres, mais souvent aussi qui concernent plusieurs groupes. Le directeur de la section est le professeur Dr Donat Fäh.

Le domaine de recherche « Sismologie des forts tremblements de terre et effets de site » élabore de nouvelles bases pour améliorer l’analyse de l'aléa sismique en Suisse. Une partie de cette mission consiste à rénover et étendre le réseau accélérométrique d’ici 2019. Grâce à des mesures géophysiques et géotechniques, les caractéristiques du sous-sol local de chaque station sont déterminées, ce qui nous permet d’interpréter les enregistrements sismiques obtenus. Pour ces mesures, des procédures spéciales ont été développées, basées entre autres sur l’analyse des vibrations ambiantes du sol.

Le domaine de recherche « Modélisation numérique des mouvements sismiques du sol » développe des méthodes pour simuler numériquement l’impact des tremblements de terre. Les modélisations sismiques sont mises en œuvre là où les enregistrements manquent, c’est-à-dire en particulier pour les séismes provoquant des gros dommages et pour les sites à proximité des sources sismiques. Pour ceci, il est possible d’une part d’étalonner des modèles d’atténuation locale des mouvements du sol. D’autre part, il est possible également d’utiliser une modélisation déterministe du processus de rupture et de propagation des ondes pour différents scénarios de séisme. Il est indispensable pour cela de prendre en compte les caractéristiques géologiques locales. Les enregistrements sur les stations sismiques sont utilisés pour étalonner les modèles numériques.

Les tremblements de terre ne sont pas la cause unique des dommages sur les bâtiments et infrastructures : ils peuvent également être causés par des phénomènes secondaires induits, notamment liquéfaction du sol, glissements de terrain ou encore tsunamis lacustres déclenchés par des glissements immergés. C’est l’intérêt essentiel du groupe de recherche « Phénomènes induits par les tremblements de terre ». Un des objectifs consiste à caractériser de tels phénomènes pour l’analyse de l'aléa sismique, ainsi que la détection précoce de mouvements de masse sur la base de signaux sismiques typiques. Un autre aspect est constitué par les précurseurs sismiques à court terme, provoqués par les processus au sein de la croûte terrestre qui peuvent émettre des signaux électromagnétiques et géochimiques.

Le groupe de recherche « Sismologie historique et paléosismologie » analyse les tremblements de terre antérieurs à la mise en service du réseau sismologique moderne au milieu des années 1970. Les connaissances acquises sur des séismes passés nous donnent des indications importantes pour la prévention, et nous permettent de localiser les tremblements de terre et d’évaluer leur intensité. En Suisse, les forts tremblements de terre sont relativement rares, c’est pourquoi nous ne disposons pas encore de données issues d’instruments de mesure. Nous devons donc nous référer à des documents historiques, les analyser par des méthodes scientifiques, comme interpréter par des méthodes paléosismiques les traces géologiques des grands tremblements de terre.