Les effets d'un tremblement de terre dépendent de sa magnitude, de sa profondeur et de sa localisation. En règle générale, plus la magnitude est élevée et plus le tremblement de terre est proche du sous-sol et des zones (densément) peuplées, plus les conséquences potentielles sont importantes.
Le risque sismique chiffre les effets possibles des tremblements de terre sur les bâtiments ainsi que les pertes financières et humaines qui en découlent. Pour déterminer plus précisément le risque sismique, un modèle combine des informations détaillées sur l’aléa sismique, l’influence du sous-sol local, la vulnérabilité des bâtiments ainsi que les personnes et les biens concernés.
- Sur une période de 100 ans, ceux-ci peuvent causer à eux seuls des dommages économiques de 11 à 44 milliards de CHF aux bâtiments et à leur contenu.
- Au total, quelque 150 à 1 600 personnes pourraient perdre la vie et, selon les estimations, 40 000 à 175 000 se retrouveraient sans abri à court ou à long terme.
- À cela s’ajoutent les dommages aux infrastructures et les pertes dues à d’autres conséquences des tremblements de terre, comme les glissements de terrain, les incendies ou les interruptions d’activité (ne sont toutefois pas encore pris en compte dans le modèle).
Le risque sismique ne se répartit pas uniformément dans le temps, mais est dominé par des tremblements de terre rares et catastrophiques, qui surviennent généralement sans avertissement préalable.
Plus d'informations sur le risque sismique en Suisse sont disponibles ici.
59 scénarios sismiques illustrant les effets possibles dans différentes localités de Suisse sont publiés ici.
Aux abords de l’épicentre, les séismes peuvent en principe être ressentis à partir d’une magnitude 2.5. Nous ne recevons que très rarement des témoignages en cas d’événements dont la magnitude est inférieure à 2. Les secousses sont ressenties à grande échelle à partir d’une magnitude de 3. Les séismes de magnitude comprise entre 4 et 5 peuvent être perçus dans un rayon pouvant atteindre 200 kilomètres, et plusieurs centaines de kilomètres à partir d’une magnitude de 5.
Les distances croissantes s’expliquent par le fait que l’énergie libérée par un séisme augmente d’un facteur 30 pour une unité de magnitude. Il en résulte qu’un séisme de magnitude 5 est 30 fois plus fort qu’un événement de magnitude 4.
Regardez sur la vidéo l’augmentation exponentielle de l’énergie libérée.
Les effets produits en surface par un tremblement de terre (sur les bâtiments, les personnes, l’environnement et les infrastructures) sont décrits au moyen d’une échelle d’intensité à 12 degrés (voir EMS-98 ci-dessous).
Des dommages aux bâtiments peuvent se produire à partir d’une intensité de VI, ce qui correspond environ à une magnitude de 5. Il faut s’attendre à des dégâts destructeurs à partir d’une intensité IX. De plus faibles intensités peuvent provoquer des fissures fines ou des dégâts en raison de chutes d’objets.
Quel est l'impact du sous-sol local sur les effets d'un tremblement de terre ?
L’intensité avec laquelle un tremblement de terre est ressenti va dépendre de sa magnitude, de la profondeur de son foyer (hypocentre) et du sous-sol concerné.
Les tremblements de terre sont ressentis plus fortement sur un sol mou (par exemple sédiments fluviatiles et dépôts lacustres) que sur un sous-sol rocheux. Le sous-sol local produit également un effet sur la répartition des dommages: dans les vallées sédimentaires (par exemple la vallée du Rhône), les ondes sismiques subissent une amplification d’un facteur pouvant atteindre 10 en comparaison avec un sous-sol rocheux et causent d’importants dégâts en fond de vallée. En règle générale, plus le sol sous un bâtiment est solide, moins les ondes sismiques seront destructrices.
Sur la vidéo, vous pouvez voir comment les ondes d'un séisme simulé se propagent dans la vallée du Rhône, et notamment combien de temps elles restent "piégées" en fond de vallée.
Quels autres processus et effets peuvent être déclenchés par les tremblements de terre ?
Les tremblements de terre ne sont pas les seuls événements à causer des dégâts aux bâtiments et aux infrastructures: des phénomènes induits par les tremblements de terre peuvent également se produire, par exemple la liquéfaction du sol, les glissements de terrain et les tsunamis déclenchés par des glissements de terrain sous-marins. Les tremblements de terre violents ont souvent d'autres conséquences, comme des incendies (dus par exemple à des fuites dans les conduites de gaz) ou des interruptions de l'approvisionnement (rupture de conduites d'eau ou de câbles électriques).
De tels effets indirects des tremblements de terre représentent un danger supplémentaire pour la population en cas de fortes secousses et causent souvent une part importante des dommages totaux.
Les tremblements de terre provoquent parfois des liquéfactions du sol. Sous l'effet des secousses, les particules de roche du sol perdent leur cohésion, les espaces interstitiels s'agrandissent, l'eau peut s'infiltrer et le sous-sol, auparavant solide, perd sa résistance. Ce phénomène peut se produire là où le sol est très saturé en eau et peu compact. Ce sont donc surtout les roches sédimentaires et meubles, comme celles que l'on trouve dans les fonds de vallées, qui sont concernées. De telles liquéfactions du sol ont été observées en Suisse, entre autres en 1946, après le tremblement de terre de Sierre (magnitude 5.8).
Les secousses des tremblements de terre peuvent provoquer des mouvements de masse tels que des glissements de terrain, des éboulements et des avalanches, en particulier sur les pentes raides et instables. La composition géologique et la structure topographique de la région alpine contribuent au fait que les instabilités de pente et les mouvements de masse sont relativement fréquents en Suisse. Cependant, grâce aux progrès des méthodes géophysiques et sismologiques de ces dernières années, il est désormais possible d'étudier en détail l'instabilité des pentes. Ces méthodes analysent le comportement vibratoire naturel et la réaction des pentes aux tremblements de terre et fournissent des informations précieuses sur leur stabilité. Bien que les pentes potentiellement instables puissent ainsi être détectées, cartographiées et surveillées, les connaissances sur l'influence des conditions environnementales sur le comportement sismique de ces pentes sont encore limitées.
Les tsunamis ne se produisent pas seulement en mer. Dans certains cas rares, des raz-de-marée peuvent survenir dans des lacs (suisses).
Dans les océans, les tsunamis sont provoqués par une élévation ou un abaissement abrupts du fond de la mer sous l'influence d'un tremblement de terre, et / ou par des glissements sous-marins.
Dans les lacs, les tsunamis sont engendrés surtout par des éboulements de versants et par des glissements de sédiments au-dessus ou en dessous de la surface, qui ne sont souvent d'ailleurs pas provoqués par un tremblement de terre. Lors des glissements de terrain sous-marins, la hauteur résultante des vagues d’un tsunami dépend avant tout des volumes de sédiments et de la vitesse du glissement.
Raz-de-marée en Suisse
Des indices d’éboulement et glissements de terrain historiques et préhistoriques ayant engendré des raz-de-marée ont été trouvés dans les sédiments de nombreux lacs suisses. Il s’agit de dépôts mélangés de manière chaotique qui se distinguent des sédiments normaux. Grâce à la possibilité de déterminer leur âge, ils peuvent être affectés par la suite à un événement. La hauteur de la vague peut être calculée par des modèles numériques, et peut être comparée avec les récits historiques.
Les raz-de-marée suivants ont été documentés historiquement dans les lacs suisses :
- En 563, un éboulement dans la vallée du Rhône a déclenché un glissement immergé dans le delta du Rhône. Ce glissement a provoqué une vague atteignant 13 m de haut, qui a submergé les rives du lac Léman et inondé la ville ancienne de Genève (Kremer et al., 2012).
- Le séisme de 1584, à proximité d'Aigle, a détruit les villages et entraîné des éboulements. On a également observé un tsunami dans le lac Léman (Fritsche et al., 2012).
- Le 18 septembre 1601, un séisme de force 5.9 a provoqué des glissements immergés dans le lac des Quatre-Cantons. Ces glissements ont déclenché un tsunami de 4 m de haut qui a envahi la ville de Lucerne (Schnellmann et al., 2002 ; Siegenthaler et al., 1987).
- Le 23 septembre 1687, des parties du delta de la Muota ont glissé dans le lac des Quatre-Cantons et ont déclenché une vague de 5 m de hauteur (Hilbe and Anselmetti, 2014).
- Le 2 septembre 1806, le village de Goldau a été détruit par un éboulement du Rossberg. Cet éboulement a provoqué un tsunami de plus de 10 m de haut dans le lac de Lauerz (Bussmann and Anselmetti, 2010).
- En 1996, un corps datant d'il y a 190 à 290 ans a été retrouvé dans le lac de Brienz. « Brienzi » est apparu au grand jour après un petit glissement dans le delta de l'Aare. Ce dernier a déclenché une vague d'une hauteur de 1 m. Cette ondulation inhabituelle a été observée par des employés d'Aarekies AG (Girardclos et al., 2007).
Ces exemples historiques montrent que l'origine des tsunamis dans les lacs est très diverse, et que nous ne pouvons pas exclure à l'avenir des raz-de-marée dans les lacs suisses. Mais il est impossible de prévoir quand, où, et sous quelle forme ils se produiront.
Exemple possible des conséquences des évènements: (1) Suivi l'éboulement en 563 dans la vallée du Rhône, (2) un glissement dans le delta du Rhône a engendré (3) un raz-de-marée qui a submergé la vieille ville de Genève.
Kremer, K., Simpson, G., Girardclos, S., 2012. Giant Lake Geneva tsunami in AD 563. Nat. Geosci. 5, 756-757.
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