Informations générales

Conséquences actuelles de la répétition de séismes passés en Suisse

Le Pool suisse pour la couverture des dommages sismiques a réalisé une étude visant à estimer les dommages aux bâtiments auxquels il faudrait s'attendre si des séismes passés se reproduisaient aujourd'hui en Suisse.

AnnéeLieuDommages aux bâtiments
(mio. de CHF)
1356Bâle13100 - 47100
1601Nidwald760 - 8950
1720Bregenz300 - 1440
1774Altdorf450 - 3100
1855Vispertal580 - 8720
1881Berne280 - 1250
1946Rawyl430 - 1900


La fourchette des dommages reflète la différence entre une estimation optimiste et une estimation conservatrice. Les chiffres décrivent uniquement les dommages aux bâtiments, sans tenir compte de la perte d'autres objets de valeur, ni des conséquences économiques.

(Source: "Scénarios de tremblements de terre en Suisse", résumé et rapport d'étude de W. Schaad, Société suisse de réassurance, sur mandat du Pool suisse pour la couverture des dommages sismiques.)

    Zones sismiques de Suisse

    La Suisse est subdivisée géographiquement en cinq zones sismiques. Le Moyen-Pays entre le lac Léman et le lac de Constance est soumis à un aléa sismique relativement faible (zones 1a et 1b). L'Oberland bernois, certains secteurs de Suisse centrale, le Rheintal saint-gallois et l'Engadine sont davantage menacés (zone 2), tandis que la probabilité d'occurrence d'un fort séisme est élevée en la région bâloise et en Valais (zones 3a et 3b). Cependant, les conditions géologiques locales peuvent induire des variations de l'aléa sismique aussi importantes que les différences entre les diverses zones, si bien que de nombreux périmètres de la zone 1 sont aussi soumis à un aléa sismique élevé.

    Magnitude et intensité sismiques

    L'importance d'un séisme est décrite au moyen de deux grandeurs fondamentalement différentes. D'une part, la magnitude rend compte de l'énergie sismique libérée au foyer. Elle est calculée à partir de l'amplitude maximale des sismogrammes. Introduite il y a une soixantaine d'années par le sismologue californien Charles Richter, elle est indiquée sous la forme d'une valeur sur l'échelle de Richter. Un écart d'un degré de magnitude correspond à une variation d'énergie libérée d'un facteur trente. D'autre part, l'intensité décrit les effets des séismes sur les personnes, la nature et les bâtiments. Ces effets sont classés selon une échelle d'intensité à douze degrés. L'échelle EMS98 et l'échelle Mercalli figurent parmi les plus utilisées. Le tremblement de terre de Viège en 1855 a atteint une intensité maximale de 9, ce qui correspond au libellé « destructions ». Sous cette intensité, les personnes sont saisies de panique, des bâtiments peu résistants sont gravement endommagés et des maisons bien construites subissent aussi des dommages, des conduites souterraines se brisent, le sol se fissure, des éboulements et de nombreux glissements de terrain se produisent. Deux séismes de même magnitude peuvent avoir des intensités très différentes selon la profondeur du foyer et les caractéristiques locales du sous-sol.

    Aléa et risque sismiques

    Les régions sujettes à de petits tremblements de terre subissent aussi tôt ou tard d'importants séismes. Cette observation, valable à l'échelle de la planète, est due au fait que la croûte terrestre est parcourue par de nombreuses discontinuités de toutes tailles, de la microfissure à la faille longue de plusieurs centaines de kilomètres. Le rapport de proportion entre les séismes faibles et forts est une conséquence directe du rapport entre les petites et les grandes failles de la croûte terrestre. Cette relation nous permet de calculer, à partir de la répartition statistique des séismes faibles, la probabilité d'occurrence d'un séisme fort et ainsi l'aléa sismique régnant dans une région donnée.

    Le risque sismique résulte de la combinaison entre l'aléa sismique, la vulnérabilité des infrastructures humaines et les pertes pouvant survenir. Une hutte de paille ne constitue pas un facteur de risque, même si elle se trouve dans une région sismiquement extrêmement active. En revanche, une école non parasismique ou une installation industrielle mal dimensionnée représente un risque considérable, même dans une région de faible activité sismique.

    L'aléa sismique de la Suisse publiée par le Service Sismologique Suisse SED en 2015.

    Réseaux de mesures sismiques en Suisse

    Depuis 1975, le Service sismologique suisse (SED) exploite, à l'EPF Zurich, un réseau de sismomètres ultrasensibles visant à surveiller l'activité sismique en Suisse et dans les régions limitrophes. Ce réseau comporte des stations réparties dans toute la Suisse, dont les signaux sont transmis en continu à la centrale de dépouillement de Zurich.

    Pour garantir une sensibilité élevée, les sismomètres du réseau de surveillance sont implantés sur de la roche, dans des sites retirés. Mais les données ainsi enregistrées fournissent peu d'indications sur les secousses auxquelles il faut s'attendre dans les régions urbaines, où se trouvent les ouvrages menacés. Afin d'obtenir directement ces données importantes pour le génie parasismique, le Service sismologique suisse exploite également un réseau d'accélérographes répartis dans toute la Suisse, qui enregistrent les accélérations sismiques également ressenties par la population.

    De plus, plusieurs grands barrages des Alpes suisses sont équipés d'accélérographes. Ces réseaux fournissent des données importantes sur les mouvements en champ libre, les mouvements effectifs aux appuis et la réponse dynamique des barrages. L'analyse de ces données permet de tirer les caractéristiques dynamiques des ouvrages (fréquences propres, déformations modales, dissipation de l'énergie). Enfin, toutes les centrales nucléaires de Suisse sont équipées de leurs propres accélérographes, conformément aux prescriptions de sécurité pertinentes.

    Le site du SED donne de nombreuses informations sur l'implantation et le fonctionnement de ces différents réseaux sismologiques.

    Un sous-sol défavorable accentue le danger sismique

    Les expériences tirées des violents séismes passés indiquent que les principaux dommages ne se sont pas forcément confinés à la proximité immédiate du foyer, mais qu'ils peuvent aussi survenir à grande distance. En 1985 à Mexico City et en 1989 à San Francisco, ils ont eu lieu à plusieurs centaines de kilomètres de l'épicentre. Dans les deux cas, un sous-sol très mou a provoqué une amplification des ondes sismiques et par conséquent une augmentation considérable des secousses telluriques. Ces effets sont particulièrement dévastateurs lorsque la fréquence d'oscillation dominante du terrain coïncide avec celle des bâtiments. Cette configuration peut être détectée par des investigations ciblées du sol de fondation, puis prise en compte lors de la conception et du dimensionnement des bâtiments. A Kobe, en 1995, des bâtiments construits sur un terrain mou se sont écroulés ou ont été gravement endommagés le long de rues entières, tandis que, quelques rues plus loin, les bâtiments construits exactement de la même manière, mais sur un sous-sol ferme, sont restés intacts. Si on avait tenu compte des différences entre les caractéristiques locales du terrain lors de la construction, l'on aurait déploré beaucoup moins de victimes et des dommages largement inférieurs.

    Microzonage

    Les effets des séismes sur les bâtiments et sur les installations ne dépendent pas seulement de l'énergie rayonnée au foyer (magnitude), mais aussi, et dans une mesure considérable, de la nature du sous-sol local. Un microzonage sert à identifier les caractéristiques géologiques et géotechniques locales du terrain et à les convertir directement en amplification ou atténuation prévisible des secousses sismiques. Les résultats des études de microzonage, représentés dans des cartes détaillées, permettent à l'ingénieur civil de dimensionner les constructions en tenant sciemment compte des actions sismiques susceptibles de les affecter. En Suisse des microzonages sont disponibles p.ex. pour Bâle et pour plusieurs villes dans les cantons Valais et Vaud.

    Vulnérabilité d'un ouvrage

    La "vulnérabilité" d'un ouvrage aux séismes dépend de plusieurs facteurs. Par exemple, les constructions comprenant un rez-de-chaussée "flexible" sont particulièrement vulnérables. En simplifiant, on identifie un tel rez à la présence de locaux très vastes (par exemple dans les supermarchés ou les parkings). Pour pouvoir gagner ces espaces, on a remplacé des parois par des colonnes élancées, par comparaison avec les étages supérieurs. Si ces colonnes ne sont pas à même de résister aux forces sismiques, agissant principalement dans le plan horizontal, le bâtiment ploie sur les colonnes faibles comme sur des genoux chétifs.

    Les bâtiments comprenant des parois porteuses en maçonnerie non armée sont généralement aussi très vulnérables, et par conséquent dangereux pour leurs usagers. La maçonnerie est certes un excellent matériau du point de vue de l'isolation et du confort, notamment, mais elle offre une sécurité parasismique douteuse lorsqu'elle n'est pas renforcée. C'est pourquoi il serait important d'insérer des refends courts en béton armé sur toute la hauteur de certains bâtiments en maçonnerie. La Suisse comporte de nombreuses constructions en maçonnerie potentiellement dangereuses qui devraient être vérifiées d'urgence et assainies si nécessaire pour répondre aux exigences de la sécurité parasismique.

    Les ingénieurs civils et les architectes qui étudient systématiquement les risques sismiques encourus par les bâtiments appliquent une méthode développée récemment qui permet de procéder à une évaluation rapide et efficace. Elle tient compte de caractéristiques importantes du type de bâtiment concerné ainsi que de la structure porteuse, de la nature du sol et de l'aléa sismique (zone sismique). Les auteurs de cette analyse tiennent compte de divers facteurs cruciaux pour la vulnérabilité du bâtiment: norme de construction appliquée (âge), sol de fondation, type de fondation, conception dans le plan horizontal, type de raidissement et mise en oeuvre sur la hauteur du bâtiment, mode de construction et déformabilité plastique, rigidité des cloisons non porteuses et des éléments de façade par rapport à la structure porteuse, etc.

    Risques liés aux dangers naturels

    Les hivers aussi sujets aux avalanches que celui de 1998/1999 ne sont pas fréquents. Ils sont généralement séparés par de nombreux hivers affectés par des dommages corporels et matériels notablement moindres. Cependant, certains hivers - plus rares encore mais il s'en reproduira - ont connu des dommages encore plus importants, comme celui de 1950/1951, dont les avalanches ont fait plus de 70 victimes.

    Les statistiques permettent d'estimer le risque annuel moyen. Elles bénéficient de l'observation des événements dommageables, très variables d'un hiver à l'autre, sur de longues périodes. Le risque annuel moyen, paramètre important pour d'autres dangers naturels également, peut être utilisé pour faire des comparaisons.

    Les phénomènes naturels surviennent à une fréquence très irrégulière, sous la forme d'événements d'ampleur variable. Les tremblements de terre constituent un cas extrême. Les événements importants sont relativement rares, mais lorsqu'ils se produisent, leurs effets sont catastrophiques. La Suisse comprend des régions sismiques classiques, comme le Valais ou la région de Bâle, qui ont régulièrement connu des séismes destructeurs. Mais là également, chaque génération n'est pas confrontée à des dommages sismiques, c'est pourquoi la collectivité est peu consciente du danger généré par les tremblements de terre. Or des études récentes révèlent que le risque annuel moyen y est élevé.