Comprendre les tremblements de terre…

La planète Terre, par l’existence d’un flux de chaleur qui va de son centre vers son extérieur, généré par des désintégrations radioactives engendrant des cellules de convection dans l’asthénosphère, est active et sa partie superficielle, la lithosphère, est fragile.

Un séisme correspond à un mouvement brusque et brutal, sur une microfissure, une fissure, une faille à l’intérieur ou une fosse océanique de la lithosphère. Cette rupture engendre des secousses plus ou moins violentes et destructrices.

La tectonique des plaques

La tectonique des plaques lithosphériques, d’abord appelée dérive des continents, théorie formulée en 1912 par le climatologue allemand Alfred Wegener à partir de considérations cartographiques, structurales, paléontologiques et paléoclimatiques, est l’expression, en surface, de la convection qui se déroule dans le manteau terrestre, et le modèle accepté du fonctionnement interne de la Terre. Les déformations de la surface terrestre se traduisent par le découpage de la partie superficielle de la terre en un certain nombre de plaques rigides qui flottent et se déplacent sur l’asthénosphère, plus ductile. Par cela, la très grande majorité des séismes se localisent sur des failles et des fosses océaniques à la frontière des plaques tectoniques.

Sept plaques forment la majeure partie des continents et de l’océan Pacifique : la plaque africaine, la plaque antarctique, la plaque australienne, parfois intitulée indo-australienne, la plaque eurasienne, la plaque nord-américaine, la plaque pacifique et la plaque sud-américaine.

Sept plaques secondaires, plus petites, sont généralement mentionnées sur les cartes tectoniques : la plaque arabique, la plaque caraïbe, la plaque de Cocos, la plaque Juan de Fuca, la plaque de Nazca, la plaque philippine et la plaque Scotia.

Une kyrielle de plaques tertiaires, ou microplaques, distinctes à part entière, mais généralement associées avec une plaque majeure:

• la plaque de Madagascar, la plaque nubienne, la plaque des Seychelles et la plaque somalienne, associées à la plaque africaine;
• la plaque des Kerguelen, la plaque des Shetland et la plaque des Sandwich, associées à la plaque antarctique;
• la plaque australienne, la plaque capricorne, la plaque de Futuna, la plaque indienne, la plaque des Kermadec, la plaque Maoke, la plaque de Niuafo’ou, la plaque du Sri Lanka, la plaque des Tonga et la plaque Woodlark, associées à la plaque indo-australienne;
• la plaque de Panamá associée à la plaque Caraïbe;
• la plaque Rivera associée à la plaque de Cocos;
• la plaque de l’Amour, la plaque anatolienne, la plaque birmane, la plaque ibérique, la plaque iranienne, la plaque de la mer de Banda, la plaque de la mer Égée, la plaque de la mer des Moluques, la plaque d’Okinawa, la plaque de la Sonde, la plaque de Timor, la plaque du Yangtsé associées à la plaque eurasienne;
• la plaque Halmahera, la plaque Sangihe associées à la plaque de la mer des Moluques;
• la plaque du Groenland, la plaque de Jan Mayen et la plaque d’Okhotsk associées à la plaque nord-américaine;
• la plaque de Bird’s Head, la plaque de Bismarck Nord, la plaque de Bismarck Sud, la plaque des Carolines, la plaque de l’île de Pâques, la plaque des Galápagos, la plaque des Galápagos Nord, la plaque Juan Fernandez, la plaque de Kula, la plaque de Manus, la plaque de la mer des Salomon, la plaque des Nouvelles-Hébrides, la plaque du récif Balmoral et la plaque du récif Conway associées à la plaque pacifique;
• la plaque des Mariannes associée à la plaque philippine;
• et la plaque de l’Altiplano, la plaque des Malouines, la plaque des Andes du Nord et la plaque des Andes péruviennes associées à la plaque sud-américaine.

Et trois plaques orogènes sont identifiées mais sont considérées comme des plaques mineures appartenant à d’autres plaques: la plaque Adriatique, ou Apulie, associée à la plaque eurasienne, la plaque Explorer et la plaque Gorda associées, toutes deux, à la plaque Juan de Fuca.

Les tremblements de terre ou séismes

Un tremblement de terre est le résultat d’un relâchement brutal et quasi-instantané de forces géologiques qui se sont accumulées pendant des dizaines, des centaines ou des milliers d’années. Ces forces sont imposées par des déplacements lents mais continus de la lithosphère, conséquences du déplacement, par des mouvements de rapprochement, d’écartement ou de coulissage, des plaques tectoniques entre elles. Il peut-être, aussi, la résultante de la subduction.

Les parois de la faille mises en mouvement frottent l’une contre l’autre, de telle sorte qu’il y a dissipation de l’énergie, d’une part, sous forme de chaleur obtenue par frottement, et, d’autre part, sous forme de vibrations, les ondes sismiques, qui se propagent dans toutes les directions à partir du foyer et que l’on peut enregistrer sur un sismomètre.

Magnitude et intensité d’un tremblement de terre

La sévérité d’un tremblement de terre est décrite par deux grandeurs fondamentales :

• D’une part, la magnitude, qui est une mesure de l’énergie sismique libérée au foyer et qui est calculée sur la base des amplitudes des sismogrammes. Elle a été développée, en 1935, par le sismologue californien Charles Francis Richter et est ainsi donnée comme valeur sur l’échelle de Richter autrement appelée magnitude locale. Une variation d’une unité de magnitude correspond, environ, à un facteur de 30 d’énergie libérée et de 10 d’amplitude du mouvement.
• D’autre part d’intensité, qui décrit l’effet des tremblements de terre sur l’homme, la nature et les bâtiments. Ces effets sont classés selon une échelle d’intensité à 12 degrés. Deux des échelles les plus utilisées sont les échelles EMS98, – Échelle macrosismique européenne -, s’intéressant aussi bien au site, aux fondations, à la forme architecturale, à la structure porteuse, qu’aux éléments non structuraux et aux façades, et Mercalli, subjective et fondée sur l’étendue des dégâts observés.

Les séismes de Bâle, en Suisse, du 18 octobre 1356, de Campredon, en Catalogne espagnole, du 2 février 1428, de Lisbonne, au Portugal, du 1er Novembre 1755 et de Viège, en Suisse, du 25 juillet 1855, atteignirent une magnitude maximale égale ou supérieure 9, sur l’échelle ouverte de Richter, et une intensité comprise entre IX et XII sur l’échelle de Medvedev-Sponheuer-Karnik, aussi appelée échelle MSK, ce qui correspond au degré « dévastateur ».

À cette magnitude et à cette intensité, les gens paniquent. Il y a des dégâts importants aux immeubles fragiles ainsi que des dégâts à des maisons correctement construites. Des conduites souterraines se rompent, des fissures du sol apparaissent dans la nature et des éboulements ainsi que de nombreux glissements de terrain se produisent.

Deux tremblements de terre de même magnitude peuvent avoir des intensités très différentes selon la profondeur focale et les caractéristiques locales du sous-sol.

Aléa sismique – risque sismique

« Là où de faibles tremblements de terre se produisent, se produisent également tôt ou tard des tremblements de terre plus violents. » Cette observation valable dans le monde entier découle du fait que la croûte terrestre est parcourue d’une multitude de ruptures et discontinuités de toutes tailles, des micro-fissures jusqu’aux failles et aux fosses océaniques longues de plusieurs centaines de kilomètres.

Le rapport entre de faibles et de violents séismes est en relation directe avec le rapport entre petites et grandes ruptures dans la croûte terrestre. Cette loi permet de calculer la probabilité d’apparition d’un tremblement de terre violent à partir de la répartition statistique de petits tremblements de terre, et ainsi de déterminer l’aléa sismique en un endroit particulier.

Conséquemment, le risque sismique résulte de la combinaison de l’aléa sismique, de la vulnérabilité des infrastructures humaines et des pertes qui peuvent en résulter. Une chaumière ne représente aucun facteur de risque, même si elle se trouve dans une région sismique extrêmement active. Par contre, une école qui ne résiste pas aux séismes ou un complexe industriel incorrectement dimensionné représente un risque considérable même dans une région à faible activité sismique.

Un sous-sol défavorable accentue le danger sismique.

Les leçons tirées des tremblements de terre passés violents montrent que les dégâts les plus importants ne sont pas nécessairement limités à la proximité immédiate du foyer du séisme, mais qu’ils peuvent également survenir à de grandes distances.

Les dégâts les plus importants se sont produits à plusieurs centaines de kilomètres de l’épicentre, autant à Mexico en 1985 qu’à San Fransisco en 1989. Dans les deux cas, un sol particulièrement meuble a conduit à une dispersion des ondes sismiques et ainsi à une amplification extrême des oscillations.

Ces effets sont particulièrement dévastateurs lorsque la fréquence de vibration dominante dans le sous-sol correspond à celle des bâtiments. À Kobe en 1995, des bâtiments sur sol meuble se sont effondrés ou ont été gravement endommagés le long de rues entières, alors que des bâtiments identiques mais construits sur des sols rigides sont restés intacts quelques rues plus loin: il y aurait eu moins de victimes et moins de dommages s’il avait été tenu compte de ces différences locales lors de la construction.

Mots clés: Environnement, dérive des continents, tectonique des plaques, tremblement de terre