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Dernière mise à jour : le 10/05/2021 à 17:11

Observatoire permanent des catastrophes naturelles et des risques naturels

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 Les tremblements de terre peuvent être comparé à de la gelée alimentaire. Une analogie simple, mais souvent utilisée, est que si vous êtes assis dans une vallée ou un bassin, cela agit comme un bol de gélatine et il secouera plus que la roche environnante. Mais tous les tremblements de terre ne sont pas créés égaux et le sol sur lequel vous marchez peut faire toute la différence.

Les tremblements de terre génèrent deux types d'ondes de base : les ondes corporelles (souvent appelées ondes P ou ondes S qui traversent la Terre) et les ondes de surface (qui voyagent le long de la surface de la Terre).

La surface de la Terre est composée d'une variété de types de sols - du sable à l'argile en passant par la roche et bien d'autres, de sorte que les dommages résultant de ces types de vagues de base peuvent varier à mesure qu'un tremblement de terre se propage sur ces différents types de terrain.

Hough explique en outre que, bien que les ondes elles-mêmes voyagent de la même manière, dans le sens où une onde P est toujours une onde P, et une onde S est toujours une onde S, cependant, leurs vitesses et amplitudes changeront en fonction du type de roche.Qu'il s'agisse de roches sédimentaires ou d'un jeune sol sableux, cela fait une différence.

Parce que le mouvement des particules des ondes de surface est plus important que celui des ondes corporelles, les ondes de surface ont tendance à causer plus de dommages .

Les tremblements de terre se produisent sur tous les continents du monde - des plus hauts sommets des montagnes himalayennes aux vallées les plus basses comme la mer Morte jusqu'aux régions glaciales de l'Antarctique . Cependant, la distribution de ces tremblements de terre n'est pas aléatoire.

Lorsqu'il s'agit de tremblements de terre, la taille est très importante. La taille physique d'un tremblement de terre est mesurée en magnitude. Par exemple, un 5,5 est un tremblement de terre modéré, et un 6,5 est un fort tremblement de terre. Étant donné que l'échelle est basée sur une base logarithmique, chaque augmentation de nombre entier en amplitude représente une multiplication par dix . Ainsi, un séisme de magnitude 6,5 est 10 fois plus grand qu'une magnitude de 5,5, pas une fois plus grand comme le nombre l'indique.

Mais ce n'est pas toujours parce que la magnitude d'un tremblement de terre est plus grande que les dommages qui en résultent sont pires.Par exemple, en janvier 2010, un séisme de magnitude 7,0 a frappé Haïti. Plus de 200 000 personnes ont perdu la vie au cours de cet événement avec des dommages estimés entre 7,8 et 8,5 milliards de dollars.

En 2019, un séisme de magnitude 7,1 a frappé près de Ridgecrest, en Californie. Pour ce tremblement de terre plus fort, une seule personne a perdu la vie, avec des dommages estimés à 5 milliards de dollars .
Outre que la magnitude était similaire, les profondeurs étaient également similaires. Le séisme en Haïti avait une profondeur de 13 km et le tremblement de terre en Californie était de 8 km de profondeur. Bien que 8 miles puissent ne pas sembler peu profonds, c'est en termes de tremblements de terre. Géologiquement parlant, tout tremblement de terre d'une profondeur inférieure à 70 km est considéré comme peu profond. Plus un tremblement de terre est peu profond, plus il y aura de dommages, car il est plus proche de la surface.

Alors, pourquoi y avait-il une telle disparité entre les décès et les dommages causés par deux tremblements de terre avec des magnitudes et des profondeurs similaires? La réponse a beaucoup à voir avec la tectonique des plaques et la façon dont les bâtiments sont construits.

Les tremblements de terre émettent des fréquences basses et élevées. Si le sol vibre lentement, c'est à basse fréquence. Si le sol vibre rapidement, c'est plutôt une haute fréquence. Les basses fréquences affectent en particulier les bâtiments à plusieurs étages. En fait, plus la fréquence est basse, plus les bâtiments qui seront touchés seront gros. Alors que les fréquences élevées ont tendance à affecter les petits bâtiments.

La fréquence n'était que l'un des facteurs expliquant pourquoi le tremblement de terre en Haïti a été si dévastateur. Le tremblement de terre lui-même, comme la plupart des grands tremblements de terre, a libéré de l'énergie avec une large gamme de fréquences. Plus le tremblement de terre est important, plus le niveau des sons graves en plein essor est élevé. Mais les grands tremblements de terre libèrent également beaucoup d'énergie à haute fréquence. L'énergie haute fréquence est rapidement atténuée lorsqu'elle se déplace à travers la terre, de sorte que le tremblement de terre en Haïti a été dommageable. à Port-au-Prince en partie parce que la rupture de la faille était superficielle.Le sous-sol est souvent aussi important que la magnitude et la fréquence.

En Haïti et dans d'autres pays insulaires, vous avez des roches qui s'élèvent de la surface, sur lesquelles sont construites les maisons, vers des zones beaucoup plus molles qui peuvent en fait amplifier les ondes sismiques.

Ces facteurs peuvent intensifier localement les ondes sismiques, entraînant ainsi des dommages supplémentaires. Lors du tremblement de terre de 1906 en Californie, certaines personnes vivant à 160 km de là ont dormi pendant le séisme. Alors que les tremblements de terre de New Madrid (qui se sont produits en 1811 et 1812 dans le Missouri actuel), ils ont en fait sonné les cloches des églises de Charleston, en Caroline du Sud. Cela a à voir avec la façon dont les vagues traversent la croûte. Il y a une différence.

Le terrain de la Californie varie considérablement. Il y a des failles actives, des chaînes de montagnes, des vallées, des bassins et des plages. Lorsqu'un tremblement de terre se produit en Californie, l'énergie est dispersée et atténuée par les variations du terrain, ce qui signifie qu'elle ne se propage pas très loin dans la croûte.

En revanche, la côte Est a une croûte plus ancienne. Lorsqu'un tremblement de terre se produit, il se répercute comme les vagues produites par une ondulation dans l'eau. Les vagues peuvent parcourir des centaines de kilomètres, généralement beaucoup plus à l'Est qu'en Californie.

Il y a trois facteurs importants avec les tremblements de terre, il y a l'énergie qui quitte la source, il y a une amplification par la géologie locale quand elle arrive sur un site, et puis il y a ce qui se passe entre les deux. C'est donc l'intervalle qui compte vraiment pour la côte est par rapport à la côte ouest.

Haïti a également un aspect topographique. Port-au-Prince se trouve principalement au niveau de la mer, avec des sédiments sableux dans ces zones basses. Mais à seulement 10-15 miles de distance, l'altitude augmente de plusieurs milliers de pieds dans un terrain plus montagneux avec des roches plus dures à la surface. Les secousses sont amplifiées par les sédiments sableux bas à Port-au-Prince, mais aussi sur certaines collines et crêtes d'Haïti en raison d'un effet topographique.

Il est donc nécessaire de construire des structures en fonction du sol et / ou de la roche sur lesquels nous construisons. Construire sur un sol plus dur offre plus de stabilité aux bâtiments car essentiellement la roche absorbe les vagues. On citera le tremblement de terre de magnitude 7,8 en 2015 qui a frappé le Népal et a nivelé des bâtiments à plusieurs étages dans la capitale Katmandou. Lors de cette secousse il y a eu une forte amplification ar le sol est constitué d'alluvions lacustres. L'effet sur les bâtiments dépend également de la taille du bâtiments. A cet égard on peut utiliser l'analogie d'une grosse houle dans l'océan lors desquelles les vagues sont dommageables si elles bousculent violemment le bateau. Pour un grand navire sur une grosse houle, sa proue remonterait tandis que la poupe descendrait, générant du stress à l'intérieur du bateau. Si le navire est plus petit que la houle, le navire entier monte et descend - essentiellement pour le trajet.

Les glissements de terrain et la liquéfaction provoqués par les tremblements de terre, connus collectivement sous le nom de défaillance du sol, ont également contribué de manière significative aux dommages causés par les tremblements de terre.

L'USGS dispose d'un outil estimant les défaillance du sol qui fournit des estimations régionales en temps quasi réel des risques de glissement de terrain et de liquéfaction déclenchés par les tremblements de terre.

Bien que les modèles fournissent une connaissance initiale, une étendue globale et indiquent les zones dans lesquelles ils sont les plus susceptibles de se produire, ils ne prédisent pas des événements très spécifiques.

À l'aide d'images satellitaires, l'USGS a pu cartographier plus de 23 000 glissements de terrain qui ont été déclenchés par les fortes secousses à travers l'île d'Hispaniola à la suite du tremblement de terre de 2010 en Haïti.

La liquéfaction des sols est un autre processus dans lequel les sédiments saturés d'eau sont suffisamment secoués pour commencer à se comporter davantage comme un liquide que comme un solide.
Si vous essayez de secouer très fort un bac à sable, il va cesser d'agir comme un solide. Des changements vont s'effectuer au niveau de la granulométrie et ce processus absorbe de l'énergie.

Si le sable est saturé d'eau, comme j'imagine qu'il l'est dans de nombreux endroits en Inde, il peut commencer à se comporter comme un liquide. La liquéfaction a quelques conséquences en cas d'agitation: une partie des secousses potentiellement dommageables est absorbée, ce qui peut être une bonne chose, mais si le sol sous une structure commence à se comporter comme un liquide, la structure n'a plus de base solide. C'est comme si elle était assise sur des sables mouvants. Même un bâtiment bien construit peut tout simplement basculer.

Toutes les répliques aggraveront les dommages, car les bâtiments pourraient déjà être structurellement compromis par le tremblement de terre initial. Construire sur une pente, ou surtout sur un sol meuble, peut conduire à l'enfoncement des fondations et permettre aux vagues de multiplier l'impact dévastateur du séisme.

Il est également important de noter que ce qui fonctionne dans une catastrophe ne fonctionne pas dans une autre. Il est souvent mentionné que les bâtiments en Haïti ne sont pas construits selon les mêmes normes que les bâtiments en Californie, en Nouvelle-Zélande ou au Chili où les tremblements de terre sont également fréquents. Bien que cela soit vrai, cela ne raconte qu'une partie de l'histoire.

Haïti est plus susceptible d'être frappé par un ouragan majeur au cours d'une année donnée que par un tremblement de terre majeur.

 

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